PLC系統運行穩定性的實施措施

摘 要：本文介紹了保障PLC系統穩定運行的實現方法，并給出了為保證PLC系統的可靠性時應當采用的設計方法。

關鍵詞：PLC；穩定；設計；可靠

一、PLC系統運行的環境條件

1.適當的環境溫度

通常PLC工作環境溫度約在0～55℃。因此，在安裝PLC時，四周要有足夠的通風散空間；不要把PLC安裝在陽光直接照射或距離暖氣、加濕器、大功率電源等發熱器件很近的場所；安裝PLC的控制柜要有通風的百葉窗，當控制柜溫度過高時，則應該在柜內安裝風扇以強迫通風。

（1）適當的環境濕度。PLC環境的空氣相對濕度一般要求小于85%，以保證PLC的絕緣性能。溫度太大會影響模擬量輸入/輸出裝置的精度。因此，不能將PLC安裝在結露、雨淋的場所。

（2）注意環境污染。在有大量污染（茹灰塵、油煙、鐵粉等）、腐蝕性氣體的場所，在溫度允許的條件下，可以將PLC封閉；或將PLC安裝在密閉性較高的控制室內，并安裝空氣凈化裝置。

（3）遠離振動和沖擊源安裝PLC的控制柜應當遠離有強烈振動和沖擊的場所，尤其是連續、頻繁的振動。必要時應采取相應措施來減輕振動和沖擊的影響，以免造成接線或插件的松動。

（4）遠離強干擾源。PLC應遠離強干擾源，如大功率晶閘管裝置、高頻設備和大型動力設備等，同時PLC還應遠離強電磁場和強放射源，以及易產生強靜電的地方。

二、安裝與布線合理

1.電源安裝

電源是干擾進入PLC的一條主要途徑。PLC系統的電源有兩類：外部電源和內部電源。外部電源是用來驅動PLC輸出設備和提供輸入信號的，同一臺PLC的外部電源允許有多種規格，其容量與性能由輸出設備和PLC的輸入電路決定。由于PLC的I/O電路都具有濾波、隔離功能，因此對外部電源的要求不高。

內部電源是PLC內部電路的工作電源，它的性能好壞直接影響到PLC工作的可靠性。因此，為了保證PLC的正常工作，對內部電源有較高的要求。

在干擾較強或可靠性要求較高的場合，應用帶屏蔽層的隔離變壓器對PLC系統供電。還可以在隔離變壓器二次側串接LC濾波電路。同時，在安裝時還應注意以下問題。

（1）隔離變壓器與PLC和O電源之間最好采用雙絞線連接，以控制串模干擾。

（2）系統的動力線應足夠粗，以降低大容量設備起動時引起的線路壓降。

（3）PLC輸入電路用外接直流電源時，最好采用穩壓電源，以保證正確的輸入信號；否則可能使PLC接收到錯誤的信號

（4）遠離高壓。PLC不能在高壓電器和高壓電源線附近安裝，更不能與高壓電器安裝在同一個控制柜內。在柜內PLC應遠離高壓電源線，二者間距離應大于200mm。

2.外圍設備干擾的抑制

（1）PLC輸入/輸出端子的保護。當輸入信號源為感性元件，輸出驅動端并聯續流二極管；對于交流電路，應感性輸入或輸出電路斷開時產生很高的感應電動勢或浪涌電流對PLC的輸入/輸出端和內部電源的沖擊。如果PLC的驅動元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈，應在PLC的輸出端與驅動元件之間增加光電隔離的過零型固態繼電器。

（2）輸入/輸出信號的防錯。當輸出元件為雙向晶閘管或晶體管而外部負載又很小時，又因為這類輸出元件在關斷時有較大的漏電流，使輸入電路和外部負載電路不易關斷，導致輸入/輸出信號的錯誤，為此應在這類輸入/輸出端并聯旁路電阻，以減小輸入電流和外部負載上的電流。

（3）沖擊電流。用晶體管或雙向晶閘管輸出模塊驅動白熾燈之類的負載時，輸出端并聯旁路電阻或與載串聯限流電阻。

3.電磁干擾的抑制

PLC控制系統的電磁干擾分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射等在信號線上感應的電壓疊加所形成。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞。這種共模干擾可為直流，也可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要是由空間電磁場在信號間的感應以及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓。這種電壓疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。為了保證PLC控制系統在工業環境中免受或減少電磁干擾，一般采用隔離和屏蔽的方法。

作者簡介：

趙建偉，男，四川威遠人，高級工程師，主要從事為機電一體化技術方面的教學與研究工作。

（作者單位：陜西國防工業職業技術學院）