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淺析PLC常見問題及解決方法

摘要:介紹PLC可編程控制器在工業(yè)控制領(lǐng)域在應(yīng)用過程中,要保證正常運(yùn)行應(yīng)該注意的一系列常見問題,并給出一些合理的建議及解決方法。
一、簡(jiǎn)述:
  多年來,PLC可編程控制器從其產(chǎn)生到現(xiàn)在,實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍;其功能從弱到強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步;其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大,實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高,成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備,在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。
二、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域:
  目前,PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、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(gè)行業(yè),使用情況主要分為如下幾類:
  1.開關(guān)量邏輯控制;2.工業(yè)過程控制;3.運(yùn)動(dòng)控制;4.數(shù)據(jù)處理;5.通信及聯(lián)網(wǎng)。
三、PLC的應(yīng)用特點(diǎn):
  1.可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)。2.配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)。3.易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎。4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì),工作量小,維護(hù)方便,容易改造。
  (1)安裝與布線。動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線,隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。
  PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備,不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)。PLC的輸入與輸出最好分開走線,開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜,輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線,避免并行。
  (2)I/O端的接線。輸入接線:輸入接線一般不要太長(zhǎng)。輸入/輸出線不能用同一根電纜,輸入/輸出線要分開。盡可能采用常開觸點(diǎn)形式連接到輸入端,使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致,便于閱讀。
  輸出連接:輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中,可采用不同類型和電壓等級(jí)的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源。
  由于PLC可編程的輸出元件被封裝在印制電路板上,并且連接至端子板,若將連接輸出元件的負(fù)載短路,將燒毀印制電路板。
  使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)合理選擇,或加隔離繼電器。
PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾,因此要采取措施加以控制。
四、PLC應(yīng)用中需要注意的問題
  PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備,一般不需要采取什么措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而,當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣,電磁干擾特別強(qiáng)烈,或安裝使用不當(dāng),就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤,因此在使用中應(yīng)注意以下問題:
  1.工作環(huán)境
  (1)溫度。PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃,安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面,四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。
  (2)濕度。為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無凝露)。
  (3)震動(dòng)。應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源,防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí),必須采取減震措施,如采用減震膠等。
  (4)空氣。避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。
  (5)電源。PLC對(duì)于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中,可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器,以減少設(shè)備與地之間的干擾。
  2.控制系統(tǒng)中干擾及其來源
  現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中最常見也是最易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一,所謂治標(biāo)先治本,找出問題所在,才能提出解決問題的辦法。因此必須知道現(xiàn)場(chǎng)干擾的源頭。
  (1)干擾源及一般分類。通常電磁干擾按干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。
  (2)PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑
  強(qiáng)電干擾:PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。
  柜內(nèi)干擾:控制柜內(nèi)的高壓電器,大的電感性負(fù)載,混亂的布線都容易對(duì)PLC造成一定程度的干擾。
  來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾:接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾。
  來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾:主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。
  變頻器干擾:一是變頻器啟動(dòng)及運(yùn)行過程中產(chǎn)生諧波對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾,引起電網(wǎng)電壓畸變,影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量;二是變頻器的輸出會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射干擾,影響周邊設(shè)備的正常工作。
  3.主要抗干擾措施
  (1)電源的合理處理,抑制電網(wǎng)引入的干擾。對(duì)于電源引入的電網(wǎng)干擾可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器,以減少設(shè)備與地之間的干擾,還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。
  (2)正確選擇接地點(diǎn),完善接地系統(tǒng)。良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件,可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場(chǎng)的作用下,屏蔽層內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號(hào)回路。
  安全地或電源接地:將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。如電源漏電或柜體帶電,可從安全接地導(dǎo)入地下,不會(huì)對(duì)人造成傷害。
五、結(jié)束語: 
隨著PLC可編程應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬,如何高效可靠的使用PLC也成為其發(fā)展的重要因素。21世紀(jì),PLC會(huì)有更大的發(fā)展,產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全,通過完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求,PLC作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,將在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。

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