PLC系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的實(shí)施措施

摘 要：本文介紹了保障PLC系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法，并給出了為保證PLC系統(tǒng)的可靠性時(shí)應(yīng)當(dāng)采用的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：PLC；穩(wěn)定；設(shè)計(jì)；可靠

一、PLC系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境條件

1.適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度

通常PLC工作環(huán)境溫度約在0～55℃。因此，在安裝PLC時(shí)，四周要有足夠的通風(fēng)散空間；不要把PLC安裝在陽(yáng)光直接照射或距離暖氣、加濕器、大功率電源等發(fā)熱器件很近的場(chǎng)所；安裝PLC的控制柜要有通風(fēng)的百葉窗，當(dāng)控制柜溫度過(guò)高時(shí)，則應(yīng)該在柜內(nèi)安裝風(fēng)扇以強(qiáng)迫通風(fēng)。

（1）適當(dāng)?shù)沫h(huán)境濕度。PLC環(huán)境的空氣相對(duì)濕度一般要求小于85%，以保證PLC的絕緣性能。溫度太大會(huì)影響模擬量輸入/輸出裝置的精度。因此，不能將PLC安裝在結(jié)露、雨淋的場(chǎng)所。

（2）注意環(huán)境污染。在有大量污染（茹灰塵、油煙、鐵粉等）、腐蝕性氣體的場(chǎng)所，在溫度允許的條件下，可以將PLC封閉；或?qū)LC安裝在密閉性較高的控制室內(nèi)，并安裝空氣凈化裝置。

（3）遠(yuǎn)離振動(dòng)和沖擊源安裝PLC的控制柜應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離有強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)所，尤其是連續(xù)、頻繁的振動(dòng)。必要時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施來(lái)減輕振動(dòng)和沖擊的影響，以免造成接線(xiàn)或插件的松動(dòng)。

（4）遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源。PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率晶閘管裝置、高頻設(shè)備和大型動(dòng)力設(shè)備等，同時(shí)PLC還應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)和強(qiáng)放射源，以及易產(chǎn)生強(qiáng)靜電的地方。

二、安裝與布線(xiàn)合理

1.電源安裝

電源是干擾進(jìn)入PLC的一條主要途徑。PLC系統(tǒng)的電源有兩類(lèi)：外部電源和內(nèi)部電源。外部電源是用來(lái)驅(qū)動(dòng)PLC輸出設(shè)備和提供輸入信號(hào)的，同一臺(tái)PLC的外部電源允許有多種規(guī)格，其容量與性能由輸出設(shè)備和PLC的輸入電路決定。由于PLC的I/O電路都具有濾波、隔離功能，因此對(duì)外部電源的要求不高。

內(nèi)部電源是PLC內(nèi)部電路的工作電源，它的性能好壞直接影響到PLC工作的可靠性。因此，為了保證PLC的正常工作，對(duì)內(nèi)部電源有較高的要求。

在干擾較強(qiáng)或可靠性要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)用帶屏蔽層的隔離變壓器對(duì)PLC系統(tǒng)供電。還可以在隔離變壓器二次側(cè)串接LC濾波電路。同時(shí)，在安裝時(shí)還應(yīng)注意以下問(wèn)題。

（1）隔離變壓器與PLC和O電源之間最好采用雙絞線(xiàn)連接，以控制串模干擾。

（2）系統(tǒng)的動(dòng)力線(xiàn)應(yīng)足夠粗，以降低大容量設(shè)備起動(dòng)時(shí)引起的線(xiàn)路壓降。

（3）PLC輸入電路用外接直流電源時(shí)，最好采用穩(wěn)壓電源，以保證正確的輸入信號(hào)；否則可能使PLC接收到錯(cuò)誤的信號(hào)

（4）遠(yuǎn)離高壓。PLC不能在高壓電器和高壓電源線(xiàn)附近安裝，更不能與高壓電器安裝在同一個(gè)控制柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電源線(xiàn)，二者間距離應(yīng)大于200mm。

2.外圍設(shè)備干擾的抑制

（1）PLC輸入/輸出端子的保護(hù)。當(dāng)輸入信號(hào)源為感性元件，輸出驅(qū)動(dòng)端并聯(lián)續(xù)流二極管；對(duì)于交流電路，應(yīng)感性輸入或輸出電路斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或浪涌電流對(duì)PLC的輸入/輸出端和內(nèi)部電源的沖擊。如果PLC的驅(qū)動(dòng)元件主要是電磁閥和交流接觸器線(xiàn)圈，應(yīng)在PLC的輸出端與驅(qū)動(dòng)元件之間增加光電隔離的過(guò)零型固態(tài)繼電器。

（2）輸入/輸出信號(hào)的防錯(cuò)。當(dāng)輸出元件為雙向晶閘管或晶體管而外部負(fù)載又很小時(shí)，又因?yàn)檫@類(lèi)輸出元件在關(guān)斷時(shí)有較大的漏電流，使輸入電路和外部負(fù)載電路不易關(guān)斷，導(dǎo)致輸入/輸出信號(hào)的錯(cuò)誤，為此應(yīng)在這類(lèi)輸入/輸出端并聯(lián)旁路電阻，以減小輸入電流和外部負(fù)載上的電流。

（3）沖擊電流。用晶體管或雙向晶閘管輸出模塊驅(qū)動(dòng)白熾燈之類(lèi)的負(fù)載時(shí)，輸出端并聯(lián)旁路電阻或與載串聯(lián)限流電阻。

3.電磁干擾的抑制

PLC控制系統(tǒng)的電磁干擾分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射等在信號(hào)線(xiàn)上感應(yīng)的電壓疊加所形成。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱(chēng)電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件損壞。這種共模干擾可為直流，也可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓，主要是由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間的感應(yīng)以及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓。這種電壓疊加在信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度。為了保證PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)環(huán)境中免受或減少電磁干擾，一般采用隔離和屏蔽的方法。

作者簡(jiǎn)介：

趙建偉，男，四川威遠(yuǎn)人，高級(jí)工程師，主要從事為機(jī)電一體化技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作。

（作者單位：陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）