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    在个性化应用领域,顾美科技给用户提供PLC应用平台,为用户打造高性能的工业一体化控制方案,为用户节省时间,节省成本,提高效率,提高企业竞争力。

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怎么让“PLC”更加安心的工作

发布日期:2016-10-18

尽管PLC具有很高的可靠性,并且有很强的抗干扰能力,但在过于恶劣的环境或设备运用不当等状况下,都有也许导致PLC内部信息的损坏而导致控制紊乱,乃至形成内部元件损坏。为了进步PLC系统运转的可靠性,运用时应留意以下几个方面的疑问。


一、合适的工作环境

1.环境温度适合

各生产厂家对PLC的环境温度都有必定的规定。通常PLC答应的环境温度约在0~55°C。因而,设备时不要把发热量大的元件放在PLC的下方;PLC邻近要有满意的通风散热空间;不要把PLC设备在阳光直接照耀或离暖气、加热器、大功率电源等发热器材很近的场合;设备PLC的控制柜最佳有通风的百叶窗,假如控制柜温度太高,应该在柜内设备电扇通风。

2.环境湿度适合

PLC工作环境的空气相对湿度通常请求小于85%,以确保PLC的绝缘功用。湿度太大也会影响模拟量输入/输出设备的精度。因而,不能将PLC设备在结露、雨淋的场合。

3.留意环境污染

不宜把PLC设备在有许多污染物(如尘埃、油烟、铁粉等)、腐烛性气体和可燃性气体的场合,尤其是有腐蚀性气体的当地,易形成元件及打印线路板的腐蚀。假如只能设备在这种场合,在温度答应的条件下,能够将PLC关闭;或将PLC设备在密闭性较高的控制室内,并设备空气净化设备。


二、 PLC系统中干扰的首要来源和预防办法

干扰的首要来源

电源的干扰

PLC系统控制的正常供电电源均由电网供电。因为电网掩盖范围广,它将遭到一切空间电磁干扰,空间的辐射电磁场(EMI)首要是由电力网络、电气设备的暂态进程、雷电、无线电广播、电视、雷达等发作的,通常称为辐射干扰,若PLC系统置于所射频场内,就会收到辐射干扰,而在线路上感应电压。尤其是电网内部的改变,刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动设备导致的谐波、电网短路暂态冲击等,都经过输电线路传到电源原边。也许形成程序过错或运算过错,然后发作误输入并导致误输出,这将会形成设备的失控和误动作,然后不能确保PLC的正常运转。

信号线引进的干扰

PLC控制系统衔接的各类信号传输线,除了传输有用的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰首要有两种路径:一是经过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,由此导致系统毛病的状况也许多。

接地系统的干扰

接地是进步电子设备电磁兼容性(EMC)的有用手法之一。准确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外宣布干扰;而过错的接地,反而会引进严峻的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。

变频器干扰

一是变频器发动及运转进程中发作谐波对电网发作传导干扰,导致电网电压畸变,影响电网的供电质量;二是变频器的输出会发作较强的电磁辐射干扰,影响周边设备的正常工作。

抗干扰的办法

电源干扰的抑制

通常经过设置屏蔽电缆和PLC有些屏蔽及高压泄放元件进行维护。选用阻隔功用较好的设备、选用优秀的电源、动力线和信号线走线要愈加合理等等,对电源变压器、中央处理器、编程器等首要部件,选用导电、导磁性良好的资料进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影响。电源调整与维护:电源动摇形成电压畸变或毛刺,将对PLCI/O模块发作不良影响。对微处理器核心部件所需求的+5V电源选用多级滤波处理,并用集成电压调整器进行调整,以习惯交流电网的动摇和过电压、欠电压的影响。尽量时电源线平行走线,时电源线对地呈低阻抗,以削减电源噪声干扰。其屏蔽层接当地式不一样,对干扰抑制效果不一样,通常次级线圈不能接地。输入、输出线运用双绞线且屏蔽层应可靠接地,以抑制共摸干扰。此外能够设备一台带屏蔽层的变比为11的阻隔变压器,以削减设备与地之间的干扰,还能够在电源输入端串接LC滤波电路等。

信号线引进的防干扰办法

动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应别离配线,阻隔变压器与PLCI/O之间应选用双绞线衔接。将PLCI/O线和大功率线分隔走线,如有必要在同一线槽内,分隔捆扎交流线、直流线,若条件答应,分槽走线最佳,这不仅能使其有尽也许大的空间间隔,并能将干扰降到最低极限。此外运用信号阻隔器处理干扰疑问也是很抱负的办法,其原理是首先将PLC接收的信号,经过半导体器材调制改换,然后经过光感或磁感器材进行阻隔变换,然后再进行解调改换回阻隔前原信号或不一样信号,一起对阻隔后信号的供电电源进行阻隔处理。确保改换后的信号、电源、地之间绝对独立。只需在有干扰的当地,输入端和输出端中心加上这种阻隔器,就可有用处理干扰疑问。

准确挑选接地址,完善接地系统

良好的接地是确保PLC可靠工作的重要条件,能够防止偶尔发作的电压冲击损害。接地的意图通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要办法之一。在PLC控制系统中,具有多种形式的“接地”,首要有:

(1)信号地。输入端信号元件的地;

(2)交流地。交流供电电源的N线;

(3)屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网,经过专门的铜导线将其接入地下;

(4)维护地。将机器设备的外壳或设备内独立器材的外壳接地,用于维护人身安全和防止设备漏电。

为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰,应对PLC系统进行良好的接地。通常状况下,接当地式与信号频率有关,当频率低于1MHz时,可用一点接地;高于10MHz时,选用多点接地;110MH之间时,通常状况下,PLC控制系统选用一点接地,将一切地线端子和近来接地址相衔接,以获得最佳的抗干扰能力。接地线截面积不能小于2mm2,接地电阻不能大于100Ω,接地线运用专用地线。

变频器干扰的抑制

(1)加阻隔变压器,首要是关于来自电源的传导干扰,能够将绝大有些的传导干扰阻隔在阻隔变压器之前。

(2)运用滤波器,滤波器具有较强的抗干扰能力,还具有防止将设备本身的干扰传导给电源,有些还兼有尖峰电压吸收功用。

(3)运用输出电抗器,在变频器到电动机之间增加交流电抗器首要是削减变频器输出在能量传输进程中线路发作电磁辐射,影响其它设备正常。


三、合理的设备与布线

1.留意电源设备

PLC系统的电源有两类:外部电源和内部电源

外部电源是用来驱动PLC输出设备(负载)和供给输入信号的,又称用户电源,同一台PLC的外部电源也许有多标准。外部电源的容量与功用由输出设备和PLC的输入电路决定。因为PLCIO电路都具有滤波、阻隔功用,所以外部电源对PLC功用影响不大。因而,对外部电源的请求不高。

内部电源是PLC的工作电源,即PLC内部电路的工作电源。它的功用好坏直接影响到PLC的可靠性。因而,为了确保PLC的正常工作,对内部电源有较高的请求。通常PLC的内部电源都选用开关式稳压电源或原边带低通滤波器的稳压电源。

在干扰较强或可靠性请求较高的场合,应该用带屏蔽层的阻隔变压器,对PLC系统供电。还能够在阻隔变压器二次侧串接LC滤波电路。一起,在设备时还应留意以下疑问:

1)阻隔变压器与PLCI/O电源之间最佳选用双绞线衔接,以控制串模干扰;

2)系统的动力线应满意粗,以下降大容量设备起动时导致的线路压降;

3)PLC输入电路用外接直流电源时,最佳选用稳压电源,以确保准确的输入信号。不然也许使PLC接收到过错的信号。

2.远离高压

PLC不能在高压电器和高压电源线邻近设备,更不能与高压电器设备在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线,二者间间隔应大于200mm

3.合理的布线

1)I/O线、动力线及其它控制线应分隔走线,尽量不要在同一线槽中布线。

2)交流线与直流线、输入线与输出线最佳分隔走线。

3)开关量与模拟量的I/O线最佳分隔走线,关于传送模拟量信号的I/O线最佳用屏蔽线,且屏蔽线的屏敝层应一端接地。

4)PLC的根本单元与拓展单元之间电缆传送的信号小、频率高,很简单受干扰,不能与其它的连线敷埋在同一线槽内。

5)PLCI/O回路配线,有必要运用压接端子或单股线,不宜用多股绞合线直接与PLC的接线端于衔接,不然简单出现火花。

6)PLC设备在同一控制柜内,虽不是由PLC控制的理性元件,也应并联RC或二极管消弧电路。


四、有必要的安全维护环节

1.短路维护

PLC出设备短路时,为了防止PLC内部输出元件损坏,应该在PLC外部输出回路中装上熔断器,进行短路维护。最佳在每个负载的回路中都装上熔断器。

2.互锁与联锁办法

除在程序中确保电路的互锁联系,PLC外部接线中还应该采纳硬件的互锁办法,以确保系统安全可靠地运转,如电动机正、回转控制,要运用接触器KM1KM2常闭触点在PLC外部进行互锁。在不一样电机或电器之间有联锁请求时,最佳也在PLC外部进行硬件联锁。选用PLC外部的硬件进行互锁与联锁,这是PLC控制系统中常用的做法。

3.失压维护与紧迫泊车办法

PLC外部负载的供电线路应具有失压维护办法,当暂时停电再康复供电时,不按下“发动”按钮PLC的外部负载就不能自行发动。这种接线办法的另一个效果是,当特殊状况下需求紧迫停机时,按下“中止”按钮就能够堵截负载电源,而与PLC毫无联系。


五、必要的软件办法

有时硬件办法不必定彻底消除干扰的影响,选用必定的软件办法加以合作,对进步PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性起到极好的效果。

1.消除开关量输入信号颤动

在实习运用中,有些开关输入信号接通时,因为外界的干扰而出现时通时断的“颤动”景象。这种景象在继电器系统中因为继电器的电磁惯性通常不会形成影响,但在PLC系统中,因为PLC扫描工作的速度快,扫描周期比实习继电器的动作时刻短得多,所以颤动信号就也许被PLC检查到,然后形成过错的成果。因而,有必要对某些“颤动”信号进行处理,以确保系统正常工作。

输入信号颤动的影响及消除、

a)颤动景象的影响b)消除颤动的办法

2.毛病的检查与确诊

PLC的可靠性很高且本身有很完善的自确诊功用,假如PLC出现毛病,凭借自确诊程序能够便利地找到毛病的因素,排除后就能够康复正常工作。

许多的工程实习表明,PLC外部输入、输出设备的毛病率远远高于PLC本身的毛病率,而这些设备出现毛病后,PLC通常不能察觉出来,也许使毛病扩大,直至强电维护设备动作后才停机,有时乃至会形成设备和人身事端。停机后,查找毛病也要花费许多时刻。为了及时发现毛病,在没有变成事端之前使PLC自动停机和报警,也为了便利查找毛病,进步修理功率,可用PLC程序完成毛病的自确诊和自处理。

现代的PLC拥有许多的软件资源,如FX2N系列PLC有几千点辅佐继电器、几百点守时器和计数器,有相当大的裕量,能够把这些资源运用起来,用于毛病检查。

1)超时检查机械设备在各工步的动作所需的时刻通常是不变的,即便改变也不会太大,因而能够以这些时刻为参考,在PLC宣布输出信号,相应的外部执行机构开始动作时发动一个守时器守时,守时器的设定值比正常状况下该动作的持续时刻长20%摆布。例如设某执行机构(如电动机)在正常状况下运转50s后,它驱动的部件使限位开关动作,宣布动作完毕信号。若该执行机构的动作时刻超越60s(即对应守时器的设守时刻),PLC还没有接收到动作完毕信号,守时器延时接通的常开触点宣布毛病信号,该信号中止正常的循环程序,发动报警和毛病显现程序,使操作人员和修理人员能敏捷区分毛病的品种,及时采纳排除毛病的办法。

2)逻辑过错检查在系统正常运转时,PLC的输入、输出信号和内部的信号(如辅佐继电器的状况)相互之间存在着断定的联系,如出现反常的逻辑信号,则阐明出现了毛病。因而,能够编制一些常见毛病的反常逻辑联系,一旦反常逻辑联系为ON状况,就应按毛病处理。例如某机械运动进程中先后有两个限位开关动作,这两个信号不会一起为ON状况,若它们一起为ON,阐明至少有一个限位开关被卡死,应停机进行处理。

3.消除预知干扰

某些干扰是能够预知的,如PLC的输出指令使执行机构(如大功率电动机、电磁铁)动作,常常会随同发作火花、电弧等干扰信号,它们发作的干扰信号也许使PLC接收过错的信息。在简单发作这些干扰的时刻内,可用软件封闭PLC的某些输入信号,在干扰易发期曩昔后,再撤销封闭。


六、选用冗余系统或热备用系统

某些控制系统(如化工、造纸、冶金、核电站等)请求有极高的可靠性,假如控制系统出现毛病,由此导致停产或设备损坏将形成极大的经济损失。因而,只是经过进步PLC控制系统的本身可靠性是满意不了请求。在这种请求极高可靠性的大型系统中,常选用冗余系统或热备用系统来有用地处理上述疑问。

1.冗余系统

所谓冗余系统是指系统中有剩余的有些,没有它系统照样工作,但在系统出现毛病时,这剩余的有些能当即替代毛病有些而使系统持续正常运转。冗余系统通常是在控制系统中最重要的有些(如CPU模块)由两套一样的硬件构成,当某一套出现毛病当即由另一套来控制。是不是运用两套一样的I/O模块,取决于系统对可靠性的请求程度。

两套CPU模块运用一样的程序并行工作,其中一套为主CPU模块,一块为备用CPU模块。在系统正常运转时,备用CPU模块的输出被制止,由主CPU模块来控制系统的工作。一起,主CPU模块还不断经过冗余处理单元(RPU)同步地对备用CPU模块的I/O映像寄存器和其它寄存器进行改写。当主CPU模块宣布毛病信息后,RPU13个扫描周期内将控制功用切换到备用CPUI/O系统的切换也是由RPU来完结。

a)冗余系统

b)热备用系统

2.热备用系统

热备用系统的构造较冗余系统简单,尽管也有两个CPU模块在一起运转一个程序,但没有冗余处理单元RPU。系统两个CPU模块的切换,是由主CPU模块经过通讯口与备用CPU模块进行通讯来完结的。两套CPU经过通讯接口连在一起。当系统出现毛病时,由主CPU告诉备用CPU,并完成切换,其切换进程通常较慢。