了解PLC在應用中應注意的防范措施，是非常有必要的。PLC是一種專門為在(zai)工業(ye)環境下應(ying)用(yong)而(er)設計的數(shu)字運(yun)算操作的控(kong)制裝置，通常不需(xu)要采取什(shen)么(me)措(cuo)施，就可(ke)以(yi)(yi)直(zhi)接在(zai)工業(ye)環境中使用(yong)。但是，當生產環境過(guo)于惡劣(lie)，電(dian)磁干擾特(te)別強烈，或安裝使用(yong)不當，都不能保證PLC的正(zheng)常運(yun)行(xing)，因(yin)此在(zai)使用(yong)中應(ying)注(zhu)意以(yi)(yi)下問題。

一、工作環境

1.溫度

PLC要(yao)求環境(jing)溫度在0~55℃，安裝時不(bu)能放在發熱量大(da)的(de)元件(jian)下面(mian)，四周通風(feng)散熱的(de)空間(jian)(jian)應足夠大(da)，基本(ben)單(dan)元和(he)擴展(zhan)單(dan)元之間(jian)(jian)要(yao)有(you)30mm以上間(jian)(jian)隔;開關柜上、下部應有(you)通風(feng)的(de)百(bai)葉窗，防止太陽光直接照射;如果周圍環境(jing)超過55℃，要(yao)安裝電(dian)風(feng)扇強迫通風(feng)。

2.濕度

為了保(bao)證PLC的(de)絕緣(yuan)性能，空氣的(de)相對濕(shi)度應小于85%(無(wu)凝露)。

3.震動

應使(shi)PLC遠(yuan)離強(qiang)烈的震(zhen)(zhen)動源(yuan)，防止振動頻率為10~55Hz的頻繁(fan)或連(lian)續振動。當使(shi)用環境不可避(bi)免震(zhen)(zhen)動時，必須采取減震(zhen)(zhen)措施，如采用減震(zhen)(zhen)膠(jiao)等(deng)。

4.空氣

避免有(you)腐蝕和(he)易(yi)燃的氣(qi)體，例(li)如氯化(hua)氫(qing)(qing)、硫化(hua)氫(qing)(qing)等。對(dui)于(yu)空氣(qi)中(zhong)有(you)較(jiao)多粉塵或腐蝕性(xing)氣(qi)體的環(huan)境，可將PLC安裝(zhuang)在封閉性(xing)較(jiao)好的控制室(shi)或控制柜(ju)中(zhong)，并安裝(zhuang)空氣(qi)凈化(hua)裝(zhuang)置(zhi)。

5.電源

PLC供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)為(wei)50Hz、220(1±10%)V的(de)(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)，對(dui)于電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)線(xian)來的(de)(de)(de)干擾，PLC本身具(ju)有足夠的(de)(de)(de)抵制能力(li)。對(dui)于可靠(kao)性要(yao)求很高的(de)(de)(de)場合或電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)干擾特(te)別(bie)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)環境，可以(yi)(yi)安(an)裝一臺帶屏(ping)蔽層(ceng)的(de)(de)(de)變比為(wei)1：1的(de)(de)(de)隔離變頻器，以(yi)(yi)減少設(she)備與(yu)地之間的(de)(de)(de)干擾。還可以(yi)(yi)在(zai)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)輸(shu)入(ru)端串接(jie)LC濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)路(lu)。三菱FX系列PLC有直流(liu)24V輸(shu)出(chu)接(jie)線(xian)端，該接(jie)線(xian)端可為(wei)輸(shu)入(ru)傳感器(如光(guang)電(dian)(dian)(dian)開關或接(jie)近開關)提(ti)供直流(liu)24V電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。當(dang)輸(shu)入(ru)端使用(yong)外(wai)接(jie)直流(liu)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)時，應選用(yong)直流(liu)穩壓電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。因為(wei)普通的(de)(de)(de)整流(liu)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)，由于紋波(bo)的(de)(de)(de)影響，容易使PLC接(jie)收(shou)到錯誤信息。

二、安裝與布線

1.動力線(xian)(xian)(xian)、控制線(xian)(xian)(xian)以及PLC的電源線(xian)(xian)(xian)和(he)I/O線(xian)(xian)(xian)應(ying)分別配線(xian)(xian)(xian)，隔離變壓器(qi)與PLC和(he)I/O之間應(ying)采用雙(shuang)膠線(xian)(xian)(xian)連(lian)接。

2.PLC應遠離強(qiang)干擾源如電(dian)焊機、大(da)功率硅整流(liu)裝置和大(da)型動力設(she)備，不能(neng)與高壓電(dian)器(qi)安裝在同一個開關柜內(nei)。

3.PLC的(de)輸入與輸出最好分(fen)開走線，開關(guan)量與模(mo)擬量也要分(fen)開敷設。模(mo)擬量信(xin)號(hao)的(de)傳送應采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)線，屏(ping)蔽(bi)層應一端或兩端接地(di)，接地(di)電阻(zu)應小于屏(ping)蔽(bi)層電阻(zu)的(de)1/10。

4.PLC基本單(dan)元與(yu)擴展單(dan)元以及功(gong)能模塊的連接線纜(lan)應(ying)單(dan)獨敷設，以防止(zhi)外(wai)界信號的干擾。

5.交(jiao)流輸(shu)出線(xian)和直(zhi)流輸(shu)出線(xian)不要用同一根電纜(lan)，輸(shu)出線(xian)應(ying)盡量(liang)遠離(li)高壓線(xian)和動(dong)力線(xian)，避免并行(xing)。

三、I/O端的接線

1.輸入接線

(1)輸入(ru)接(jie)線一般不(bu)要超過30米。但(dan)如(ru)果環境干擾較小，電壓(ya)降不(bu)大時(shi)，輸入(ru)接(jie)線可適當長些(xie)。

(2)輸(shu)入/輸(shu)出線不能用同(tong)一(yi)根電纜，輸(shu)入/輸(shu)出線要分開。

(3)盡可能(neng)采用(yong)常開觸點形(xing)式連接到輸入端，使編制的(de)梯形(xing)圖與繼(ji)電器(qi)原(yuan)理圖一致，方便閱讀。

2.輸出連接

(1)輸(shu)出端接線分為(wei)獨(du)立輸(shu)出和(he)公共輸(shu)出。在不同(tong)組中，可采(cai)用不同(tong)類型(xing)和(he)電(dian)壓等級的(de)輸(shu)出電(dian)壓。但在同(tong)一組中的(de)輸(shu)出只(zhi)能用同(tong)一類型(xing)、同(tong)一電(dian)壓等級的(de)電(dian)源(yuan)。

(2)由于PLC的輸出元件被封裝(zhuang)在印制(zhi)電(dian)(dian)路板上，并且連接(jie)至端子板，若(ruo)將連接(jie)輸出元件的負載(zai)短路，將燒毀(hui)印制(zhi)電(dian)(dian)路板，因此，應用(yong)熔絲保護輸出元件。

(3)采用繼(ji)電器(qi)輸出時，所承受(shou)的(de)電感性負(fu)載的(de)大小(xiao)，會(hui)影響(xiang)到繼(ji)電器(qi)的(de)使用壽命，因此，使用電感性負(fu)載時選擇繼(ji)電器(qi)工作壽命要長。

(4)PLC的(de)輸(shu)出(chu)負(fu)載可能產生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流(liu)輸(shu)出(chu)的(de)續流(liu)管保(bao)護(hu)，交流(liu)輸(shu)出(chu)的(de)阻(zu)容吸收電路，晶體管及雙向晶閘(zha)管輸(shu)出(chu)的(de)旁路電阻(zu)保(bao)護(hu)。

四、外部安全電路

為了確保整個(ge)系統能在安(an)全狀態下可靠工作(zuo)，避免由于外部電源(yuan)發(fa)生故障、PLC出現異常、誤操(cao)作(zuo)以及誤輸出造(zao)成(cheng)的重(zhong)大經(jing)濟損(sun)失和人身傷(shang)亡(wang)事故，PLC外部應安(an)裝必(bi)要的保護電路。

(1)急停電路。對于能(neng)使用(yong)戶(hu)造成(cheng)傷害(hai)的危(wei)險(xian)負(fu)載，除了在控制程序(xu)中加(jia)以考慮之外，還應設計外部緊急停車電路，使得PLC發生故障(zhang)時，能(neng)將引起傷害(hai)的負(fu)載電源可靠切(qie)斷。

(2)保(bao)護(hu)電(dian)路。正反向(xiang)運轉等可逆操作的控制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)，要設置(zhi)外(wai)部(bu)(bu)電(dian)器(qi)互鎖保(bao)護(hu);往復運行及升(sheng)降移動的控制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)，要設置(zhi)外(wai)部(bu)(bu)限位保(bao)護(hu)電(dian)路。

(3)可編程(cheng)控(kong)制器有監視(shi)定時(shi)器等自(zi)檢功能(neng)，檢查出異常時(shi)，輸出全部關閉。但(dan)當可編程(cheng)控(kong)制器CPU故障時(shi)就不能(neng)控(kong)制輸出，因此，對于能(neng)使用戶造成傷害的危險負載，為確保設備在安全狀態下運(yun)行，需設計(ji)外電路加(jia)以防護(hu)。

(4)電源過(guo)(guo)負(fu)荷的防(fang)護(hu)。如果PLC電源發生故障，中(zhong)(zhong)斷(duan)時間少于10秒(miao)(miao)，PLC工(gong)作(zuo)(zuo)不受影響，若(ruo)電源中(zhong)(zhong)斷(duan)超過(guo)(guo)10秒(miao)(miao)或電源下(xia)降超過(guo)(guo)允許值，則PLC停止工(gong)作(zuo)(zuo)，所有(you)的輸出點均同時斷(duan)開;當電源恢復(fu)時，若(ruo)RUN輸入接通，則操作(zuo)(zuo)自動進行。因此(ci)，對一(yi)些(xie)易過(guo)(guo)負(fu)載的輸入設備應設置(zhi)必要的限流(liu)保護(hu)電路。

(5)重大故(gu)障的(de)報警及防護。對(dui)于易發生(sheng)(sheng)重大事(shi)故(gu)的(de)場所，為了(le)確保控制(zhi)系統(tong)在(zai)重大事(shi)故(gu)發生(sheng)(sheng)時仍(reng)可靠(kao)的(de)報警及防護，應(ying)將(jiang)與重大故(gu)障有聯系的(de)信號通過外電路輸出，以使控制(zhi)系統(tong)在(zai)安全狀況下運行。

五、PLC的接地

良好(hao)的(de)(de)接(jie)地(di)(di)(di)是保證PLC可(ke)靠工作的(de)(de)重(zhong)要條件(jian)，可(ke)以避(bi)免偶然(ran)發生的(de)(de)電壓沖擊危害。PLC的(de)(de)接(jie)地(di)(di)(di)線(xian)與(yu)機器的(de)(de)接(jie)地(di)(di)(di)端相(xiang)接(jie)，接(jie)地(di)(di)(di)線(xian)的(de)(de)截面積(ji)應不(bu)小于2mm2，接(jie)地(di)(di)(di)電阻小于100Ω;如果要用擴展單(dan)元，其接(jie)地(di)(di)(di)點應與(yu)基本單(dan)元的(de)(de)接(jie)地(di)(di)(di)點接(jie)在一起。為了抑制(zhi)加在電源及輸入端、輸出端的(de)(de)干(gan)擾，應給PLC接(jie)上專用地(di)(di)(di)線(xian)，接(jie)地(di)(di)(di)點應與(yu)動力設備(如電機)的(de)(de)接(jie)地(di)(di)(di)點分開;若(ruo)達不(bu)到這種要求(qiu)，也必須做到與(yu)其它設備公共接(jie)地(di)(di)(di)，禁止與(yu)其它設備串連接(jie)地(di)(di)(di)。接(jie)地(di)(di)(di)點應盡可(ke)能靠近(jin)PLC。

六(liu)、冗余系統與熱備用系統

在石油(you)、化工(gong)、冶金等行(xing)業的(de)某些系(xi)統(tong)(tong)中，要(yao)求控(kong)制裝置有極高(gao)的(de)可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)(xing)。如果控(kong)制系(xi)統(tong)(tong)發(fa)生故(gu)障，將會造成(cheng)停產(chan)、原料大(da)量浪費或設備損壞，給企(qi)業造成(cheng)極大(da)的(de)經濟損失。但是僅靠提高(gao)控(kong)制系(xi)統(tong)(tong)硬件(jian)的(de)可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)(xing)來滿(man)足上述(shu)要(yao)求是遠遠不夠的(de)，因為PLC本身(shen)可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)(xing)的(de)提高(gao)是有一定(ding)的(de)限度。使用(yong)冗余系(xi)統(tong)(tong)或熱備用(yong)系(xi)統(tong)(tong)就能夠比較有效地解(jie)決上述(shu)問題。

1.冗余控制系統

在(zai)冗余控制系(xi)(xi)統中(zhong)，整(zheng)個PLC控制系(xi)(xi)統(或系(xi)(xi)統中(zhong)最(zui)重要的部分，如CPU模塊)由(you)兩(liang)(liang)套完全(quan)相(xiang)同的系(xi)(xi)統組成。兩(liang)(liang)塊CPU模塊使(shi)用相(xiang)同的用戶程序并行工作，其中(zhong)一塊是主(zhu)CPU，另一塊是備用CPU;主(zhu)CPU工作，而備用CPU的輸出是被(bei)禁止的，當主(zhu)CPU發生故(gu)障時(shi)(shi)，備用CPU自動投入運行。這一切(qie)換(huan)過程是由(you)冗余處(chu)理單元RPU控制的，切(qie)換(huan)時(shi)(shi)間在(zai)1~3個掃描周期，I/O系(xi)(xi)統的切(qie)換(huan)也是由(you)RPU完成的。

2.熱備用系統

在(zai)熱備(bei)用系統(tong)中(zhong)，兩臺(tai)CPU用通(tong)訊(xun)接口連接在(zai)一起，均處(chu)于通(tong)電狀態。當系統(tong)出現故障時，由主CPU通(tong)知備(bei)用CPU，使備(bei)用CPU投入運行(xing)。這一切換過程一般不太(tai)快，但(dan)它的結構有比冗余(yu)系統(tong)簡單。

PLC控制(zhi)系統中的(de)干擾是一個十分(fen)復雜(za)的(de)問題，因(yin)(yin)此(ci)在抗干擾設計中應(ying)綜合考慮各方(fang)面的(de)因(yin)(yin)素，合理有效地抑制(zhi)抗干擾，才能夠使PLC控制(zhi)系統正常(chang)工(gong)作。隨著PLC應(ying)用領(ling)域的(de)不斷拓寬(kuan)，如何高(gao)效可靠的(de)使用PLC也成為其發展的(de)重要因(yin)(yin)素。

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