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(zhong)專門為在工業環境(jing)下應用而(er)設(she)計的(de)數字運算操作的(de)控(kong)制裝置，通常不需(xu)要采取什么措施，就(jiu)可以直接在工業環境(jing)中使用。但(dan)是，當生產(chan)環境(jing)過于(yu)惡劣，電磁干擾特別強烈(lie)，或(huo)安裝使用不當，都不能保證PLC的(de)正常運行，因此(ci)在使用中應注意以下問題(ti)。

一、工作環境

1.溫度

PLC要(yao)(yao)求環(huan)境(jing)(jing)溫度在0~55℃，安裝時不能放在發熱量大的元件下面(mian)，四周通(tong)風(feng)(feng)散熱的空間(jian)應(ying)(ying)足夠大，基(ji)本單(dan)元和擴展單(dan)元之間(jian)要(yao)(yao)有(you)(you)30mm以上間(jian)隔;開(kai)關(guan)柜上、下部應(ying)(ying)有(you)(you)通(tong)風(feng)(feng)的百葉窗，防止太陽光直接照射;如果周圍環(huan)境(jing)(jing)超過55℃，要(yao)(yao)安裝電(dian)風(feng)(feng)扇(shan)強迫通(tong)風(feng)(feng)。

2.濕度

為了保證(zheng)PLC的絕(jue)緣性能，空氣的相對濕度應(ying)小(xiao)于85%(無凝露)。

3.震動

應使PLC遠離(li)強烈的震動(dong)(dong)(dong)源，防止振動(dong)(dong)(dong)頻率為10~55Hz的頻繁或連(lian)續振動(dong)(dong)(dong)。當使用環(huan)境不(bu)可(ke)避(bi)免震動(dong)(dong)(dong)時，必須采(cai)取減(jian)震措(cuo)施，如(ru)采(cai)用減(jian)震膠等。

4.空氣

避(bi)免有腐蝕(shi)和易燃的(de)氣(qi)(qi)體，例如氯(lv)化氫(qing)、硫(liu)化氫(qing)等。對(dui)于空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中有較多粉(fen)塵或腐蝕(shi)性氣(qi)(qi)體的(de)環境，可將PLC安裝(zhuang)(zhuang)在封(feng)閉性較好的(de)控(kong)制室或控(kong)制柜中，并安裝(zhuang)(zhuang)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)凈(jing)化裝(zhuang)(zhuang)置。

5.電源

PLC供電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)為50Hz、220(1±10%)V的(de)(de)(de)(de)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，對于電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)線來的(de)(de)(de)(de)干擾(rao)(rao)，PLC本身(shen)具有足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)抵制(zhi)能力。對于可靠性(xing)要求很高的(de)(de)(de)(de)場合或(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)干擾(rao)(rao)特(te)別嚴重的(de)(de)(de)(de)環境，可以安裝一臺帶(dai)屏蔽層的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)比為1：1的(de)(de)(de)(de)隔離變(bian)(bian)頻器，以減少設備與地(di)之間的(de)(de)(de)(de)干擾(rao)(rao)。還可以在電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)輸入端(duan)串接(jie)(jie)LC濾波電(dian)(dian)(dian)(dian)路。三菱FX系列PLC有直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)24V輸出接(jie)(jie)線端(duan)，該接(jie)(jie)線端(duan)可為輸入傳感器(如光電(dian)(dian)(dian)(dian)開(kai)關或(huo)接(jie)(jie)近(jin)開(kai)關)提供直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)24V電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)。當(dang)輸入端(duan)使用外(wai)接(jie)(jie)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)時，應(ying)選用直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)穩壓電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)。因為普通(tong)的(de)(de)(de)(de)整流(liu)(liu)濾波電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，由于紋波的(de)(de)(de)(de)影響，容易使PLC接(jie)(jie)收(shou)到錯誤(wu)信息。

二、安裝與布線

1.動力線(xian)、控(kong)制線(xian)以及PLC的(de)電(dian)源線(xian)和I/O線(xian)應(ying)分別配線(xian)，隔離變(bian)壓器與(yu)PLC和I/O之間應(ying)采用雙膠(jiao)線(xian)連接。

2.PLC應遠離強干擾源(yuan)如電焊機(ji)、大(da)功率硅整流(liu)裝置和大(da)型動力設備，不能與高壓電器安(an)裝在同一個開(kai)關(guan)柜內。

3.PLC的輸(shu)入與輸(shu)出最好分開走線，開關量(liang)與模(mo)擬量(liang)也要分開敷(fu)設。模(mo)擬量(liang)信號的傳送(song)應采用(yong)屏蔽(bi)線，屏蔽(bi)層(ceng)應一端或兩端接地，接地電阻(zu)應小(xiao)于屏蔽(bi)層(ceng)電阻(zu)的1/10。

4.PLC基本單元(yuan)與(yu)擴展單元(yuan)以及功能模塊的(de)連接線(xian)纜(lan)應單獨(du)敷設(she)，以防止外(wai)界信號(hao)的(de)干擾(rao)。

5.交(jiao)流輸(shu)(shu)出(chu)線(xian)和直流輸(shu)(shu)出(chu)線(xian)不要用同一根電纜，輸(shu)(shu)出(chu)線(xian)應(ying)盡量遠離高壓線(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)輸入接線(xian)一般不要超(chao)過(guo)30米(mi)。但(dan)如(ru)果環境(jing)干擾較小，電壓降(jiang)不大時，輸入接線(xian)可適當長些(xie)。

(2)輸入(ru)/輸出線不(bu)能用同(tong)一根電(dian)纜(lan)，輸入(ru)/輸出線要分(fen)開。

(3)盡可能采用常開觸點(dian)形式(shi)連接到輸入端，使(shi)編制(zhi)的梯(ti)形圖與繼電(dian)器(qi)原理圖一(yi)致，方便閱讀。

2.輸出連接

(1)輸出(chu)(chu)端接線分為獨立輸出(chu)(chu)和(he)公(gong)共輸出(chu)(chu)。在(zai)(zai)不同組(zu)中，可(ke)采用不同類(lei)型(xing)和(he)電(dian)壓等(deng)(deng)級的(de)輸出(chu)(chu)電(dian)壓。但在(zai)(zai)同一(yi)組(zu)中的(de)輸出(chu)(chu)只能(neng)用同一(yi)類(lei)型(xing)、同一(yi)電(dian)壓等(deng)(deng)級的(de)電(dian)源。

(2)由于PLC的輸出(chu)元(yuan)(yuan)件被封裝在印制電路板(ban)上，并且(qie)連(lian)接至端(duan)子(zi)板(ban)，若將(jiang)連(lian)接輸出(chu)元(yuan)(yuan)件的負載短路，將(jiang)燒毀印制電路板(ban)，因(yin)此，應用(yong)熔絲(si)保護輸出(chu)元(yuan)(yuan)件。

(3)采用繼(ji)(ji)電器輸出時，所承受的(de)電感(gan)性(xing)負(fu)載的(de)大小(xiao)，會(hui)影響到繼(ji)(ji)電器的(de)使(shi)用壽(shou)命(ming)，因此，使(shi)用電感(gan)性(xing)負(fu)載時選擇繼(ji)(ji)電器工作壽(shou)命(ming)要長。

(4)PLC的(de)輸出(chu)負載可能產(chan)生干(gan)擾，因此(ci)要采取措施加(jia)以控制，如直流(liu)輸出(chu)的(de)續流(liu)管(guan)保護，交流(liu)輸出(chu)的(de)阻(zu)容吸收(shou)電路，晶體管(guan)及雙向晶閘管(guan)輸出(chu)的(de)旁(pang)路電阻(zu)保護。

四、外部安全電路

為了(le)確保整(zheng)個系統能在安(an)全狀態(tai)下可靠工(gong)作，避免由于外(wai)部電(dian)源發生故障、PLC出(chu)現異(yi)常、誤操(cao)作以及(ji)誤輸出(chu)造(zao)成的重(zhong)大經濟(ji)損失和人身傷亡事故，PLC外(wai)部應(ying)安(an)裝(zhuang)必要的保護電(dian)路。

(1)急(ji)停電路(lu)。對于能使用戶造成傷害(hai)的危(wei)險負載，除了在控(kong)制程序中(zhong)加以考慮之(zhi)外，還(huan)應設(she)計外部緊急(ji)停車電路(lu)，使得PLC發(fa)生故障時，能將引(yin)起傷害(hai)的負載電源可靠切斷。

(2)保(bao)(bao)護電路(lu)。正反向(xiang)運轉(zhuan)等可逆操作的(de)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)，要設置(zhi)外部電器互鎖保(bao)(bao)護;往復運行及升降移動(dong)的(de)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)，要設置(zhi)外部限位保(bao)(bao)護電路(lu)。

(3)可(ke)編(bian)程控制器有監視定(ding)時器等(deng)自(zi)檢功(gong)能，檢查出(chu)異常時，輸出(chu)全(quan)部關閉。但當可(ke)編(bian)程控制器CPU故障時就不能控制輸出(chu)，因此，對于(yu)能使用戶造(zao)成(cheng)傷(shang)害的危險負載，為確保設備在安全(quan)狀態下(xia)運行(xing)，需設計外電(dian)路加以防護。

(4)電(dian)源過(guo)(guo)負荷的(de)防護。如果PLC電(dian)源發生(sheng)故障，中(zhong)斷時間少于10秒(miao)，PLC工作(zuo)不受影(ying)響，若電(dian)源中(zhong)斷超過(guo)(guo)10秒(miao)或電(dian)源下降超過(guo)(guo)允許(xu)值(zhi)，則PLC停止工作(zuo)，所(suo)有的(de)輸(shu)出(chu)點均同時斷開(kai);當電(dian)源恢(hui)復時，若RUN輸(shu)入(ru)接通，則操作(zuo)自動(dong)進(jin)行。因此，對一(yi)些(xie)易過(guo)(guo)負載的(de)輸(shu)入(ru)設備應(ying)設置必要的(de)限流保護電(dian)路。

(5)重大(da)(da)故障的(de)報(bao)警及防護(hu)。對(dui)于易發(fa)生重大(da)(da)事故的(de)場所，為(wei)了確保(bao)控(kong)制(zhi)系統在重大(da)(da)事故發(fa)生時(shi)仍可靠的(de)報(bao)警及防護(hu)，應將與重大(da)(da)故障有(you)聯系的(de)信號通過外電路輸出，以使控(kong)制(zhi)系統在安全狀況下運行(xing)。

五、PLC的接地

良好(hao)的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)是保證PLC可靠工(gong)作的(de)重要條(tiao)件，可以避免(mian)偶然(ran)發生(sheng)的(de)電(dian)(dian)壓沖(chong)擊危害。PLC的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)線(xian)與(yu)(yu)機(ji)器(qi)的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)端相接(jie)(jie)(jie)(jie)，接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)線(xian)的(de)截面積(ji)應(ying)不小于(yu)2mm2，接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)電(dian)(dian)阻小于(yu)100Ω;如果要用擴展單(dan)元(yuan)，其接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)點(dian)應(ying)與(yu)(yu)基本單(dan)元(yuan)的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)點(dian)接(jie)(jie)(jie)(jie)在一起。為了抑制加(jia)在電(dian)(dian)源(yuan)及(ji)輸入端、輸出端的(de)干擾(rao)，應(ying)給PLC接(jie)(jie)(jie)(jie)上專用地(di)(di)(di)(di)線(xian)，接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)點(dian)應(ying)與(yu)(yu)動力(li)設備(如電(dian)(dian)機(ji))的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)點(dian)分開;若達不到這種要求，也必須做(zuo)到與(yu)(yu)其它設備公(gong)共接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)，禁止與(yu)(yu)其它設備串連接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)。接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)(di)(di)(di)點(dian)應(ying)盡(jin)可能靠近PLC。

六、冗(rong)余系(xi)(xi)統與熱備用系(xi)(xi)統

在石(shi)油(you)、化工、冶金等行業的某(mou)些系統(tong)中，要求控制裝(zhuang)置有(you)極(ji)高(gao)的可(ke)靠(kao)性(xing)。如果控制系統(tong)發(fa)生(sheng)故障(zhang)，將會造成停產、原料大量(liang)浪費或(huo)(huo)設備(bei)損壞(huai)，給企(qi)業造成極(ji)大的經濟(ji)損失(shi)。但是(shi)僅靠(kao)提(ti)(ti)高(gao)控制系統(tong)硬件的可(ke)靠(kao)性(xing)來(lai)滿足上(shang)述(shu)(shu)要求是(shi)遠遠不夠(gou)的，因為PLC本身可(ke)靠(kao)性(xing)的提(ti)(ti)高(gao)是(shi)有(you)一(yi)定的限度。使用冗余系統(tong)或(huo)(huo)熱備(bei)用系統(tong)就能夠(gou)比較有(you)效地解決(jue)上(shang)述(shu)(shu)問題。

1.冗余控制系統

在冗余控制系(xi)統中(zhong)(zhong)，整個(ge)PLC控制系(xi)統(或系(xi)統中(zhong)(zhong)最重(zhong)要(yao)的(de)部分，如CPU模塊(kuai)(kuai))由兩套完全相同的(de)系(xi)統組成(cheng)。兩塊(kuai)(kuai)CPU模塊(kuai)(kuai)使用相同的(de)用戶程(cheng)序并行工作，其(qi)中(zhong)(zhong)一(yi)塊(kuai)(kuai)是主CPU，另(ling)一(yi)塊(kuai)(kuai)是備(bei)用CPU;主CPU工作，而備(bei)用CPU的(de)輸出是被禁止的(de)，當(dang)主CPU發生故障時(shi)，備(bei)用CPU自動投(tou)入運行。這一(yi)切(qie)換(huan)過程(cheng)是由冗余處(chu)理(li)單元(yuan)RPU控制的(de)，切(qie)換(huan)時(shi)間在1~3個(ge)掃描周(zhou)期，I/O系(xi)統的(de)切(qie)換(huan)也是由RPU完成(cheng)的(de)。

2.熱備用系統

在熱備用系統中，兩臺CPU用通(tong)(tong)訊接(jie)口連接(jie)在一(yi)(yi)起，均處于通(tong)(tong)電狀態。當系統出(chu)現故障(zhang)時，由主CPU通(tong)(tong)知備用CPU，使備用CPU投入(ru)運行。這一(yi)(yi)切換過程一(yi)(yi)般不太快(kuai)，但它的結構有比冗余系統簡單。

PLC控制(zhi)系統(tong)中(zhong)的(de)干擾(rao)是(shi)一個十分(fen)復雜的(de)問題，因(yin)此在(zai)抗干擾(rao)設計中(zhong)應綜合(he)考慮(lv)各方面(mian)的(de)因(yin)素(su)，合(he)理(li)有效地抑制(zhi)抗干擾(rao)，才能夠使PLC控制(zhi)系統(tong)正(zheng)常工作(zuo)。隨著PLC應用領(ling)域的(de)不斷拓寬，如何高效可(ke)靠(kao)的(de)使用PLC也成為其(qi)發展(zhan)的(de)重要(yao)因(yin)素(su)。

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