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PLC应用技术及应用中注意问题研究

2017-06-14 浏览次数: 来源:

PLC应用技术及应用中注意问题研究

【摘要】随着时代的发展,PLC对自动化行业的发展依然起着主导作用。最初采用计算机的设计思想,以及实现各种现场应用就是为了工业控制。其体积小,结构紧密因此作为实现机电一体化设备的最佳选择。伴随着科技的进步和电子技术的不断发展,PLC的制造成本越来越低,功能也在不断地增强。在工业控制设备中的地位也越来越重要。

 

【关键词】PLC应用技术;注意问题;

 

1 PLC 应用技术的特点

1.1 PLC具有极高的抗干扰能力和超强的可靠性

 控制设备极为重要的一个性能就是超强的可靠性。因为PLC广泛应用于现在的大规模集成电路技术,在制造生产的过程中工艺要求极严,且在电路的内部应用了现在最先进的抗干扰技术,所以PLC具有

极强的可靠性。与同等规模的继电接触系统比较,由PLC构成的控制系统,系统的电气接线和开关节点大量减小,因而降低了故障率。并且PLC在硬件方面具有自我检测功能,在故障出现时,会有警报信息及时发出;相关软件应用方面,应用者还可以编入外围器件自我检测程序,这就让PLC电路和其他电路都具备了自我诊断保护功能,因此,整个系统的具有极高的安全可靠性。

1.2 具有很强的灵活性

PLC的灵活性主要表现在以下几点。 
   1)扩展灵活: 如今PLC在功能和容量方面随着应用规模的不断扩大也在不断地增加;对于PLC容量和功能的增加可以通过多台PLC、单元的扩展、增加输入输出卡件等等方式来实现。
   2)编程灵活:PLC不仅扩展灵活,在编程方面,PLC所使用的语言类型多而且容易掌握,比如梯形图、功能表图、布尔助记符以及功能模块图等等,且在进行编程时只需应用其中一种。
   3)操作灵活:PLC操作的灵活性是指在设计、安装和编程方面的工作量大大减少,在实际的操作时,监视和控制都变得容易。
1.3齐全的配套和完善的功能

随着科技的进步和电子技术的不断发展,PLC的体积不断缩小,功能逐步完善,抗干扰性能大大增强,机械和电气部件被有机地结合在一个设备内。现在PLC对于规模不同的各种工业控制场合均具有规模不同的各种系列化产品与之对应。

而且PLC故在各种数字场合均可应用,因为其具有相当完善的逻辑处理功能与数据运算能力。近些年来,大量的出现了类型多样的功能单元,这就让有机会渗透到各个工业领域,诸如位置领域、温度领域以及CNX领域等等,特别是随着通讯技术的不断发展以及不断增强的PLC通信能力,带来了能够更方便操作控制的由PLC所构成的各种控制系统。
1.4 在使用时极为方便

PLC使用时的方便性,主要体现在以下几点:

  1)操作方便: 

PLC可方便进行操作; PLC有两大主要操作。分别为有关程序输入的操作和程序更改的操作。多数PLC是通过应用用编程器来进行程序的输入;通过搜索或按顺序寻找继电器编号、所需要的接点号或者地址编号来进行程序的更改,因此对PLC的操作是极为方便的。
   2)编程方便:

PLC可以采用编程的语言的种类有很多,只需要掌握其中一种语言就可以完成相应的编程。比如梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图等多钟程序控制设计语言,所以在编程上对于PLC来说是极为方便和灵活的。
  3)维修方便: 
PLC的维修非常方便,因为PLC在硬件个软件方面具有自我检测功能,在故障出现时,会有故障信号灯或者故障代码及时发出,或者通过CRT屏幕或编程器显示。然后故障的部位就可以根据这些信息很快的确定出来,为故障的排除和维修节约了大量的时间,所以在PLC的维修上是非常方便的。

2 PLC 应用中必须引起注意的几个事项

2.1 关于工作环境方面

PLC是一种通常不必制定或者应用相关措施,就可以直接进行应用的自动化工业生产的控制设备。但是生产环境太过于恶劣的话,即使PLC具有上面所讲的有强抗干扰能力、高可靠性等优点,由于受到各种因素的干扰,比如强烈的电磁干扰,或在安装和使用上不恰当也就都有可能造成内部信息的损坏,从而产生输入上的错误并导致输出上的错误,进而产生误动作或者设备的失控,最终不能保证PLC的正常工作。因此要想从本质上提高PLC控制系统可靠性,在要求PLC生产厂家提高设备的和靠性和抗干扰能力的同时还要要求在设计、安装和使用维护中的合理性给以高度的重视,对于提高PLC控制系统的可靠性的提高,只有做好多方面的配合才能真正的、有效的提高系统的抗干扰能力,使其具有较高的可靠性。因此在PLC应用应当注意一下几个方面:

 (1)温度
  根据PLC的使用要求,PLC要求环境温度在0~55℃之间,在这环境温度范围中可以保证正常运行。所以PLC应安装在四周散热的空间足够大,且不能安装在发热量相当大的原件周围。

2)湿度

要保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度不能超过85%,即是在没有凝露的情况下使用,否则PLC的绝缘性能得不到保证。

3)震动
  应尽量使那些能够产生强烈震动的那些震源远离 PLC,且振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动要尽量防止。 如果受到条件限制,在存在震动的环境中必须使用PLC的话,就要采取如减震胶等有效的减震措施来减轻这些震动,以免使接线或插件松动。

4)空气

避免一些如硫化氢,氯化氢,二氧化硫,二氧化氮等这些具有腐蚀性的气体,因为这些气体容易造成原件及印刷线路板的腐蚀。在空气中有较多的粉尘颗粒(如灰尘、油烟、铁粉等)或者有腐蚀性气体的时候,则尽量在密闭性较高的控制柜或者控制室中安装PLC。

5)电源

电源是干扰进入PLC的主要途径。在一般情况下,PLC对电源带来的干扰具有一定的抗干扰能力。但是在电源干扰较强或者对可靠性要求较高的场合特征下,为了降低设备与地之间的干扰以及提高可靠性,应该要把带有屏蔽层的隔离变压器来对PLC系统供电,同时还可以在隔离变压器二次侧串接LC滤波电路。PLC一般都配有直流24V输出提供的输入端,当输入端使用外接直流电源时,应选用开关式稳压电源或者原边带低通滤波器的稳压电源。

2.2PLC控制系统中的干扰以及来源

1)干扰来源以及分类
  PLC控制系统同一般的工业控制系统一样,大多在电流或者电压剧烈变化的部位产生干扰源;对于不同的干扰模式可分为这两种类型:共模干扰和差模干扰。共模干扰是由电网串入、空间电磁辐射及地电位差在信号线上感应的共态电压迭加所形成。是信号对地的电压差。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰可以为直流,亦可为交流。是一些系统I/ O 模件损坏率较高的主要原因。差模干扰是由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,是作用于信号两极间的干扰电压,这种干扰叠加在信号上,将会直接影响测量与控制精度。
  (2PLC系统中干扰的主要来源
  强电干扰
  PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围宽,将受到空间所有电磁干扰在线路上产生感应电压和电流。而且刀的开关操作,大型用电设施的起停,电网短路暂态冲击都会造成电网内部的变化。均会受到这些造成的干扰

柜内干扰
  在控制柜内的杂乱的布线,高压电源线及大的电感性负载都容易对PLC造成干扰。在柜内安装时,应使PLC远离高压电源线200mm。

信号线引入产生的干扰     

PLC控制系统相连接的各类信号传输线,在传输各种有效工作信号外,还会有外部的干扰信号的侵入,使输入信号不能表现为正常工作信号。这种干扰主要通过两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源      引入到传输信号线的电网干扰;二是信号线上的外部感应干扰,如信号线受到空间电磁辐射感应的干扰。这种干扰造成的影响很大。不仅可能导致系统工作异常或控制精度降低,还有可能造成某些元器件的损毁
  由接地混乱时产生的干扰
  接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效方法之一。正确的接地,不仅能抑制电磁干扰的对PLC系统的影响而且能抑制设备向外发出干扰。但是在实际应用中错误的接地,接地点间存在电位差,以及接地点电位分布不均,都有可能带来严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。
  由PLC系统内部产生的干扰
  这种干扰主要由电路间的相互电磁辐射及内部元器件产生,如逻辑地和模拟地的互相影响,元器件间的相互不匹配使用及逻辑电路间相互辐射及其对模拟电路的影响等等。

2.3 关于抗干扰措施的制定

 

2.3.1正确选择接地点,完善接地系统

良好的接地时保证PLC安全可靠运行的重要条件,它可以有效的避免应电压冲击带来的危害。安全和抑制干扰通常是接地要达到的两个目的。所以,正确合理的选择接地点,促使接地系统的完善,这是PLC 控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。在接地方面,要特别注意不同设备不同信号线之间的接地要求,PLC最好单独接地,与其他设备各自使用各自的接地装置,也可以采用公共接地方式,但一定不能使用串联接地方式。因为这种接地方式会在PLC与设备之间产生电位差,   而影响系统正常工作,这是接地系统混乱对PLC 系统造成干扰的主要原因。另外,在接地时还需要注意满足如下几个条件:PLC的接地线应当尽量短,使接地点尽量靠近PLC。保证接地电阻不超过100欧姆、尽量选用电阻较小横截面积大于2 mm²的接地线等。

 

2.3.2电源的合理处置
  若引入电源会带来电网干扰,这时可以用带屏蔽层的隔离变压器对PLC系统供电,还可以把在LC滤波电路串接在隔离变压器二次侧。从而达到减少电网的引入而带来的干扰。 

2.3.3 变频器干扰的抑制
对于变频器干扰的抑制可以采用滤波器、加隔离变压器以及运用输出电抗器等等方法来进行抑制。

结束语

总而言之,PLC具有很多的优点,在工业控制领域发挥越来越大的作用。但是PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,因此在设计中要合理有效的抗干扰,使其具有更高的可靠性,让其在工业控制领域方面发挥最大的作用。

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