淺談PLC應(yīng)用及使用中的注意問題

摘要: PLC是一種在電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，它采用可編程的存儲器，目前已成為工業(yè)控制領(lǐng)域的核心系統(tǒng)，在各行各業(yè)中所起的作用越來越大。但需要注意的是在PLC的使用過程中要保證其正常運(yùn)行還應(yīng)該注意一系列的問題。

關(guān)鍵詞: PLC抗干擾技術(shù)現(xiàn)場電磁干擾

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

PLC（可編程序控制器）這種新型的工業(yè)控制器是在近幾十年發(fā)展起來的。PLC在操作上實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)和對系統(tǒng)的控制，在很大程度上提高了系統(tǒng)的自動化水平和可靠性，同時因其更加便于系統(tǒng)的集中控制和監(jiān)測，方便了系統(tǒng)的信息化管理，降低了成本，提高了工作效率，從而具有一定的推廣意義。

1 PLC產(chǎn)生背景

傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)在控制方式上存在著一些致命的缺點(diǎn)，如體積大、故障率較高難排除、可靠性差，尤其是接線復(fù)雜、難更改，對生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)性較差等等，所以開發(fā)一種安全、高效的控制方式就成為必然。早期的PLC主要是用于替代繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制的，幾十年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC從其產(chǎn)生至今，無論是在存儲邏輯上，還是在功能上，甚至是應(yīng)用領(lǐng)域上都在實(shí)現(xiàn)著質(zhì)的飛躍，其可靠性、抗干擾性能都是繼電器系統(tǒng)所無法比擬的。目前，PLC已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)和生產(chǎn)過程的自動化控制當(dāng)中，是一種適用性強(qiáng)，應(yīng)用場合最廣泛的工業(yè)控制裝置。

2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域及特點(diǎn)

在當(dāng)今社會的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，只要是涉及控制的地方，都離不開PLC，如鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、 交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，其從生產(chǎn)——包裝——傳送——倉儲——運(yùn)輸?shù)鹊拳h(huán)節(jié)都需要用PLC控制的自動化設(shè)備來完成。其使用范圍上主要涉及兩個方面，一是單機(jī)控制為主的一切設(shè)備自動化領(lǐng)域，我們只要事先在PLC內(nèi)據(jù)工藝流程設(shè)定好程序，一切操作都可以在程序的指導(dǎo)下來運(yùn)行和完成，比如：包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、自動焊接設(shè)備水處理設(shè)備、切割、多軸磨床、連鑄機(jī)械等等；二是過程控制為主的流程自動化行業(yè)，此時所有的設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行，大量監(jiān)控點(diǎn)和實(shí)時參數(shù)的記錄也必須依賴PLC來完成，比如污水處理、自來水處理、火電控制、水電控制、冶金行業(yè)、太陽能、石油、石化、鐵路交通等等。

PLC的產(chǎn)生是適應(yīng)于現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需要，其特有的優(yōu)勢逐漸呈現(xiàn)在人們眼前。主要有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)靈活，容易擴(kuò)展，可以使資源保持較高的利用率；(2)使用方便，編程簡單，系統(tǒng)開發(fā)周期短，容易現(xiàn)場調(diào)試，易學(xué)易用；(3)對運(yùn)行環(huán)境適應(yīng)性好，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；(4)傳輸質(zhì)量高，速度快，帶寬穩(wěn)定；(5)體積小，重量輕、功耗低、維護(hù)方便；(6)成本低，無需布線，節(jié)約了資源；(7)適用范圍廣，實(shí)現(xiàn)集數(shù)據(jù)、語音、視頻，以及電力于一體的“四網(wǎng)合一”。

3 PLC應(yīng)用中需要注意問題

PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)的自動化控制設(shè)備，雖然它對環(huán)境的適應(yīng)性好，抗干擾能力強(qiáng)，但當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)，或安裝使用不當(dāng)，就極易造成程序錯誤或運(yùn)算錯誤，進(jìn)而造成設(shè)備失控和動作錯誤，嚴(yán)重時還可造成卡件燒損。為保證PLC的正常運(yùn)行，提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，在PLC使用中應(yīng)注意以下問題：

3.1 工作環(huán)境

(1)PLC要求安裝環(huán)境溫度為0~55oC，空間適當(dāng)，且易于卡件的散熱，通風(fēng)，不易于被陽光直射；

(2)PLC要求空氣相對濕度應(yīng)小于85%（無霜），保證絕緣；

(3)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離直接震動或沖擊的場所以及有水滴的場所；

(4)安裝PLC的控制室或控制柜要有較好的封閉性，避免與腐蝕或煙塵空氣、易燃?xì)怏w接觸；

(5)遠(yuǎn)離高壓設(shè)備、動力設(shè)備或易產(chǎn)生較大沖擊的設(shè)備。

3.2 控制系統(tǒng)中干擾及其應(yīng)對措施

PLC控制系統(tǒng)中最常見也是最容易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一是現(xiàn)場電磁干擾。影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源，大都是產(chǎn)生電流或電壓劇烈變化的部位，在共模干擾和差模干擾的疊加信號上，將直接影響測量與控制精度。電磁干擾的來源主要分為三種類型，一是由于空間輻射產(chǎn)生的干擾，二是電源或信號線產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，三是PLC內(nèi)部元器件相互輻射產(chǎn)生的干擾。而抑制電磁干擾的原則就是：抑制干擾源，阻斷干擾途徑、提高設(shè)備的抗干擾能力。在具體PLC的抗干擾設(shè)計(jì)中主要還是考慮來自系統(tǒng)外部的抗干擾措施，有以下幾點(diǎn)：

(1)采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾。使用內(nèi)置保護(hù)電路的絕緣型電源，選用隔離變壓器，也可以在隔離變壓器之前加濾波器，為保障電源的不間斷供電，加UPS，提高供電的安全可靠性。

(2)正確選擇電纜的和實(shí)施鋪設(shè)，消除空間輻射干擾。信號線和動力線分開鋪設(shè)，采用屏蔽電力電纜，可以降低動力線產(chǎn)生的電磁干擾。

(3)軟件措施抗干擾。如采用數(shù)字濾波和工頻整形采樣技術(shù)、采用定時校正參考點(diǎn)電位技術(shù)、采用信息冗余技術(shù)，采用間接跳轉(zhuǎn)技術(shù)等。

(4)正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)。良好的接地主要為了抑制干擾。

3.3 PLC日常維護(hù)

對于PLC的日程維護(hù)比較簡單，主要是以下幾個方面：(1)設(shè)備定期檢查。定期檢測PLC柜中接線端子的連接情況，對柜中給主機(jī)供電的電源定期重新測量工作電壓，檢查設(shè)備運(yùn)行環(huán)境是否符合要求；(2)定期設(shè)備清掃。定期對PLC進(jìn)行清掃，定期更換電源機(jī)架下方過濾網(wǎng)；(3)做好檢修前準(zhǔn)備。準(zhǔn)備好檢修工具，做好防靜電準(zhǔn)備，聯(lián)系好相關(guān)人員，掛好檢修牌；(4)正確的設(shè)備拆裝。拔插配件，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品。

4 PLC未來展望

21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展空間。無論是從技術(shù)上還是從產(chǎn)品規(guī)?？?，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，PLC產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求。而伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。