PLC项目的稳定性措施

摘 要:PLC本身具有较高的可靠性,较强的抗干扰措施,在各种工业场所迅速投入到使用,提高了劳动生产效率。但是由于应用环境的不同,特别是由于安装不当,可能引入干扰,造成其可靠性降低,甚至损坏。因此采用适当的稳定措施,保证PLC可靠运行显得极其重要。本文分析了影响PLC控制系统可靠性的干扰因素及其来源,并结合现场情况,介绍了可能发生的情况和问题,提出了处理干扰因素的方法,制定出PLC项目的具体稳定性措施。

关键词:PLC;抗干扰稳定具体措施

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0027-01

一、PLC项目的干扰源

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC),它具有输入输出端口,且具有CPU和可编程的存储器,能够根据输入指令,按照其内部存储的程序,执行逻辑运算,并通过数字或模拟式输出控制各种类型的设备和装置。

PLC控制系统主要集中安装在控制室中,按厂家规定,对安装环境有一定要求。但是在实际应用中,由于控制的设备较多,有多个输入输出接口,因此可能引入各种干扰信号,特别是在电机控制或者其它执行机构环境较苛刻时,存在较强的电磁环境中[1]。具体说来,干扰信号大致有以下几个分类:

(一)电磁干扰

电磁干扰主要是从PLC的外部用电设备或者说是线路造成。由于工业应用的环境往往存在较大的用电设备,在其启停时,对周边的设备形成一定的电磁辐射。有的变频器在运行时,也会在其输入输出线路上产生较高频率的干扰波,这此都可能对PLC形成较强的交流电磁干扰。

(二)主要来源及途径

1.电源类信号干扰。这种干扰信号存在于大多供电网络中。在启停用电设备时,都会在线路上形成尖锐变化的干扰信号,特别是在比较密集的电动机用户附近,往往会在电源上形成较大的电源干扰信号,这类干扰信号往往从PLC电源侧引入,如果存在的干扰的幅值较大,又没有进行相应的防止措施,对于设备的安全、稳定、经济运行,将是非常危险的。

2.信号源干扰。从PLC的输入输出信号来说,也存在干扰信号的接入。主要是从控制电缆线引入。这种干扰主要有两种,一种是本源性的干扰,另外一种是外源式干扰。本源性干扰,同因为输入信号源产生的干扰信号。而外源式干扰,主要是由于电缆在经过较强干扰环境时,从外部因为感应而产生的干扰信号[2]。

3.接地干扰。在雅安职业技术学院PLC与电气控制实验室进行试验时,如果有干扰源存在,在直流信号的输入时,叠加了一个较高的交流感应电压,这些都将对系统的稳定性造成影响。接地可以是保护接地,也可以是工作接地。对于干扰信号而言,有效的地接,一方面可以将设备自身的干扰信号得到有效的控制,另一方面,减少由于感应产生的电磁干扰信号。

(三)误动或拒动现象的来源

1.由于现场执行设备损坏,或者说是安装中的不良工艺等原因,都有可能造成输入到PLC的信号不真实,PLC无法接收到现场设备的正确状态,造成控制过程出错。

2.现场执行器、机械开关自身出故障,导致PLC运行程序逻辑控制程序失败。其中主要的原因有:(1)控制设备不动或者说没有可靠动作,PLC发出了控制指令,由于线路或者说是设备故障,执行机构并没按要求动作;(2)各种电动阀、电磁阀的行程开关不能到位,PLC接收不到就地设备的动作信号,导致PLC无法执行下一条指令,降低了系统可靠性[3]。

二、主要抗干扰措施

(一)电源的合理设置

从现场应用情况来看,大多数的PLC设备都具有良好的抗干扰措施,特别是电源引入干扰。如果能够采用专门的纯净电源,比如说UPS供电,或者直接采用直流电源供电,这些都能够大幅降低这类干扰对于设备形成的危险程度。

(二)安装与布线

1.安装。PLC在安装时,应当在专门的控制柜中,并且安装场所应当尽量远离强干扰源。(如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备)按相关规定,PLC不能与变频器安装在一个柜子内。

2.柜内布线。如果是较大规模的控制柜,在进行布线时,要做到输入输出分开,强电弱电分开,交流直流分别进入到不同的线槽内,防止交流感应信号在机柜内不正确地被引入到PLC。

3.柜外布线。PLC的输入与输出、开关量与模拟量要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应在机柜内一端良好接地,接地电阻应小于设计要求。不同电压等级的信号不能同时存在于一根电缆中,交流电源与直流信号也不能存在于同一根电缆中。

(三)接地措施

良好的接地是PLC控制系统稳定工作的重要措施之一。接地可以分为三类:

1.安全地或电源接地。将PLC电源接地端和柜体连线接地作为安全接地。若电源漏电或柜体带电,可以从安全接地端导入地下。

2.系统接地。系统接地即PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地。接地电阻值不得大于厂家要求值。

3.信号与屏蔽接地。一般要求信号线必须有唯一的参考地,屏蔽电缆在控制室唯一接地,防止形成屏蔽电压不一致。

三、应用措施

在进行PLC项目实施时,要保证系统的稳定运行,在保证良好的设计思路外,在现场还应当注意以下几点:

1.电源供应可靠。进入PLC的电源应当是两相三线制,接地必须可靠,而且不能与屏蔽地接通。PLC机柜的接地应当可靠,接触良好,并经有关部门检测并出具接地测试报告。

2.输入的稳定措施。对于输入的信号,要防止混入交流干扰信号,通过必要的继电器隔离方式,防止将干扰信号引入PLC。

3.对于输出信号,同时要防止由于输出故障造成装置损坏,通常采用光电隔离的方式,防止由于信号失常而引起的设备与人身故障。

4.对于电缆而言,良好的屏蔽是必要的,特别要防止由于施工中的缺陷,造成的屏蔽层损伤。减少由于系统电磁信号形成的干扰。

参考文献:

[1]王庚.DCS系统抗干扰措施分析[J].现代冶金,2010,3

[2]龙江.浅谈PLC系统的抗干扰措施[J].城市建设理论研究,2012,4

[3]毕立海,王静,金红兵.解决PLC控制系统应用中干扰问题的方法[J].机械制造与自动化,2007,2

[作者简介]杜锐(1982.9-),职位:助教,学历:大学本科。