PLC項目的穩定性措施

摘 要:PLC本身具有較高的可靠性，較強的抗干擾措施，在各種工業場所迅速投入到使用，提高了勞動生產效率。但是由于應用環境的不同，特別是由于安裝不當，可能引入干擾，造成其可靠性降低，甚至損壞。因此采用適當的穩定措施，保證PLC可靠運行顯得極其重要。本文分析了影響PLC控制系統可靠性的干擾因素及其來源，并結合現場情況，介紹了可能發生的情況和問題，提出了處理干擾因素的方法，制定出PLC項目的具體穩定性措施。

關鍵詞:PLC;抗干擾穩定具體措施

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0027-01

一、PLC項目的干擾源

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，它具有輸入輸出端口，且具有CPU和可編程的存儲器，能夠根據輸入指令，按照其內部存儲的程序，執行邏輯運算，并通過數字或模擬式輸出控制各種類型的設備和裝置。

PLC控制系統主要集中安裝在控制室中，按廠家規定，對安裝環境有一定要求。但是在實際應用中，由于控制的設備較多，有多個輸入輸出接口，因此可能引入各種干擾信號，特別是在電機控制或者其它執行機構環境較苛刻時，存在較強的電磁環境中[1]。具體說來，干擾信號大致有以下幾個分類:

(一)電磁干擾

電磁干擾主要是從PLC的外部用電設備或者說是線路造成。由于工業應用的環境往往存在較大的用電設備，在其啟停時，對周邊的設備形成一定的電磁輻射。有的變頻器在運行時，也會在其輸入輸出線路上產生較高頻率的干擾波，這此都可能對PLC形成較強的交流電磁干擾。

(二)主要來源及途徑

1.電源類信號干擾。這種干擾信號存在于大多供電網絡中。在啟停用電設備時，都會在線路上形成尖銳變化的干擾信號，特別是在比較密集的電動機用戶附近，往往會在電源上形成較大的電源干擾信號，這類干擾信號往往從PLC電源側引入，如果存在的干擾的幅值較大，又沒有進行相應的防止措施，對于設備的安全、穩定、經濟運行，將是非常危險的。

2.信號源干擾。從PLC的輸入輸出信號來說，也存在干擾信號的接入。主要是從控制電纜線引入。這種干擾主要有兩種，一種是本源性的干擾，另外一種是外源式干擾。本源性干擾，同因為輸入信號源產生的干擾信號。而外源式干擾，主要是由于電纜在經過較強干擾環境時，從外部因為感應而產生的干擾信號[2]。

3.接地干擾。在雅安職業技術學院PLC與電氣控制實驗室進行試驗時，如果有干擾源存在，在直流信號的輸入時，疊加了一個較高的交流感應電壓，這些都將對系統的穩定性造成影響。接地可以是保護接地，也可以是工作接地。對于干擾信號而言，有效的地接，一方面可以將設備自身的干擾信號得到有效的控制，另一方面，減少由于感應產生的電磁干擾信號。

(三)誤動或拒動現象的來源

1.由于現場執行設備損壞，或者說是安裝中的不良工藝等原因，都有可能造成輸入到PLC的信號不真實，PLC無法接收到現場設備的正確狀態，造成控制過程出錯。

2.現場執行器、機械開關自身出故障，導致PLC運行程序邏輯控制程序失敗。其中主要的原因有:(1)控制設備不動或者說沒有可靠動作，PLC發出了控制指令，由于線路或者說是設備故障，執行機構并沒按要求動作;(2)各種電動閥、電磁閥的行程開關不能到位，PLC接收不到就地設備的動作信號，導致PLC無法執行下一條指令，降低了系統可靠性[3]。

二、主要抗干擾措施

(一)電源的合理設置

從現場應用情況來看，大多數的PLC設備都具有良好的抗干擾措施，特別是電源引入干擾。如果能夠采用專門的純凈電源，比如說UPS供電，或者直接采用直流電源供電，這些都能夠大幅降低這類干擾對于設備形成的危險程度。

(二)安裝與布線

1.安裝。PLC在安裝時，應當在專門的控制柜中，并且安裝場所應當盡量遠離強干擾源。(如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備)按相關規定，PLC不能與變頻器安裝在一個柜子內。

2.柜內布線。如果是較大規模的控制柜，在進行布線時，要做到輸入輸出分開，強電弱電分開，交流直流分別進入到不同的線槽內，防止交流感應信號在機柜內不正確地被引入到PLC。

3.柜外布線。PLC的輸入與輸出、開關量與模擬量要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應在機柜內一端良好接地，接地電阻應小于設計要求。不同電壓等級的信號不能同時存在于一根電纜中，交流電源與直流信號也不能存在于同一根電纜中。

(三)接地措施

良好的接地是PLC控制系統穩定工作的重要措施之一。接地可以分為三類:

1.安全地或電源接地。將PLC電源接地端和柜體連線接地作為安全接地。若電源漏電或柜體帶電，可以從安全接地端導入地下。

2.系統接地。系統接地即PLC控制器為了與所控的各個設備同電位而接地。接地電阻值不得大于廠家要求值。

3.信號與屏蔽接地。一般要求信號線必須有唯一的參考地，屏蔽電纜在控制室唯一接地，防止形成屏蔽電壓不一致。

三、應用措施

在進行PLC項目實施時，要保證系統的穩定運行，在保證良好的設計思路外，在現場還應當注意以下幾點:

1.電源供應可靠。進入PLC的電源應當是兩相三線制，接地必須可靠，而且不能與屏蔽地接通。PLC機柜的接地應當可靠，接觸良好，并經有關部門檢測并出具接地測試報告。

2.輸入的穩定措施。對于輸入的信號，要防止混入交流干擾信號，通過必要的繼電器隔離方式，防止將干擾信號引入PLC。

3.對于輸出信號，同時要防止由于輸出故障造成裝置損壞，通常采用光電隔離的方式，防止由于信號失常而引起的設備與人身故障。

4.對于電纜而言，良好的屏蔽是必要的，特別要防止由于施工中的缺陷，造成的屏蔽層損傷。減少由于系統電磁信號形成的干擾。

參考文獻:

[1]王庚.DCS系統抗干擾措施分析[J].現代冶金，2010，3

[2]龍江.淺談PLC系統的抗干擾措施[J].城市建設理論研究，2012，4

[3]畢立海，王靜，金紅兵.解決PLC控制系統應用中干擾問題的方法[J].機械制造與自動化，2007，2

[作者簡介]杜銳(1982.9-)，職位:助教，學歷:大學本科。