摘要:文章分析了YP系列墻地磚液壓自動壓磚機(jī)電氣控制系統(tǒng)PLC的電磁抗干擾問題，以YP4000型壓機(jī)為例，列舉了具體可供參考的抗干擾措施。

關(guān)鍵詞:液壓自動壓磚機(jī);PLC;YP4000壓機(jī)

1引 言

陶瓷液壓自動壓磚機(jī)是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動技術(shù)和陶瓷工藝技術(shù)于一體的專用設(shè)備，也是陶瓷墻地磚生產(chǎn)線上最關(guān)鍵的裝備。說它關(guān)鍵，主要是由于它既聯(lián)接著原料加工，又關(guān)系到后面的磚坯干燥燒成，若壓磚機(jī)出現(xiàn)故障，可影響到整條生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

YP4000型墻地磚液壓自動壓磚機(jī)(以下稱壓機(jī))所采用的電氣控制系統(tǒng)為西門子S7-300系列可編程控制器(PLC)。由于建筑陶瓷生產(chǎn)工況惡劣，壓機(jī)的工作環(huán)境多處在各種強(qiáng)電設(shè)備所形成的強(qiáng)電磁環(huán)境中，所以壓機(jī)控制系統(tǒng)具備可靠性、穩(wěn)定性和良好的抗干擾能力就顯的尤其重要。壓機(jī)的控制系統(tǒng)——西門子S7-300系列PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制器，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中就采用了多重抗干擾措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，以及良好的運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取特殊措施，就可以直接在陶瓷墻地磚生產(chǎn)環(huán)境中使用，但是由于它直接和現(xiàn)場的包括布料系統(tǒng)在內(nèi)的各種I/O設(shè)備相連，外來干擾很容易通過電源線或I/O傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動作，所以有必要提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

2PLC可能受到的干擾分析

PLC受到的干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾。在陶瓷墻地磚實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)，外部干擾是不定的，與PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，且外部干擾源是無法消除的，只能針對具體情況加以限制;內(nèi)部干擾與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要通過系統(tǒng)內(nèi)交流供電電路，直流模擬量輸入信號等引起，對此可合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)線路來削弱和抑制內(nèi)部干擾以及防止外部干擾。

2.1 PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境

PLC是專為工業(yè)控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在陶瓷墻地磚生產(chǎn)環(huán)境中使用。但是因陶瓷墻地磚生產(chǎn)環(huán)境惡劣，如果控制系統(tǒng)安裝使用不當(dāng)，會降低系統(tǒng)的可靠性。PLC使用環(huán)境溫度通常在0～55℃范圍內(nèi)(如外部環(huán)境溫度很高，應(yīng)該在控制系統(tǒng)附近安裝冷氣設(shè)備)，應(yīng)避免太陽光直射，安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件，同時應(yīng)保證有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。并且壓機(jī)工作場合通常有大量腐蝕性的原料粉塵，特別是微粉原料，因?yàn)槠涔に囶w粒很小，更容易漂浮在壓機(jī)的工作環(huán)境中，故需將PLC封閉安裝。

2.2 PLC的電源與接地

PLC本身的抗干擾能力一般都很強(qiáng)。通常，只要將PLC的電源與壓機(jī)的動力設(shè)備電源分開配線，對于電源線的干擾，一般都有足夠強(qiáng)的抑制能力。但是，壓機(jī)工作中與包括布料設(shè)備在內(nèi)的多種設(shè)備有I/O連接，而這些設(shè)備所用的變頻器少則3、5個，多則數(shù)十個。這些設(shè)備工作時，所產(chǎn)生的電磁干擾對壓機(jī)影響很大，特別是對位移控制、壓力控制的影響更大。此時電源干擾特別嚴(yán)重，可加接中間繼電器以減少設(shè)備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接專用地線，并且接地點(diǎn)要與其它設(shè)備分開，與其他設(shè)備間采用并聯(lián)接地方式，避免把各設(shè)備間產(chǎn)生的電位差引入PLC控制系統(tǒng)。此外，接地線要足夠粗，接地電阻要小，接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC 。

接地的目的有兩個，一是為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號系統(tǒng)歸路的接地。交流地線是PLC控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過變壓器構(gòu)成供電回路。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個嚴(yán)重的干擾源。因此交流地線、直流地線、模擬信號地線和數(shù)字信號地線等必須分開。數(shù)字信號地和模擬信號地的共點(diǎn)地最好置懸浮方式。地線各點(diǎn)之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采用環(huán)形地線。系統(tǒng)地端子是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當(dāng)電磁干擾比較嚴(yán)重時，這個端子需與接大地的端子連接。

2.3 PLC的輸入、輸出設(shè)備

輸入電路是PLC接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。以開關(guān)量輸入/輸出為例，輸入方面，按鈕、行程開關(guān)的觸點(diǎn)接觸要保持良好狀態(tài)，接線要牢固可靠;輸出方面，PLC的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。此外，PLC的輸出端子帶負(fù)載能力是有限的，如果超過了規(guī)定的最大限值，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見的故障有線圈短路、機(jī)械故障造成觸點(diǎn)不動或接觸不良。這方面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性。為了防止或減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出信號應(yīng)分別使用各自的電纜;對于集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)懸空，而在控制側(cè)接地。

3YP4000型墻地磚液壓自動壓磚機(jī)PLC抗干擾的幾點(diǎn)措施

YP4000型墻地磚液壓自動壓磚機(jī)作為恒力泰機(jī)王，是YP系列墻地磚液壓自動壓磚機(jī)中的典型代表，以YP4000型墻地磚液壓自動壓磚機(jī)的電氣系統(tǒng)為例，列舉以下幾點(diǎn)壓機(jī)PLC抗干擾的具體操作措施。

(1) 嚴(yán)格執(zhí)行關(guān)于壓機(jī)各部分設(shè)備的接地規(guī)定。壓機(jī)分為主體、動力柜、控制柜三大部分。要求主體的地基網(wǎng)絡(luò)必須與工廠電網(wǎng)的地網(wǎng)分開，獨(dú)立接地?？刂乒裢瑯訂为?dú)接地，接地扁鋼深入地下不少于2m。控制柜內(nèi)不同電壓等級的線纜(DC24V、AC220V)， 應(yīng)該分開走線，即在柜內(nèi)分左右線槽走線。

(2) 模擬量輸入/輸出信號線，應(yīng)該獨(dú)立用屏蔽線纜走線。對于各模擬量信號線剝離屏蔽層后的裸露電線應(yīng)盡可能短，并且剝離后的屏蔽層與信號線間應(yīng)反向走線并良好接地，以防止屏蔽層內(nèi)的干擾信號對模擬信號產(chǎn)生二次干擾。

(3) 電柜內(nèi)的走線應(yīng)該盡可能短，端子排和柜外元件的連線也應(yīng)該盡可能短，特別應(yīng)該避免信號線的正極線和零伏線之間的包圍面積過大，形成類似天線的接法，兩線之間的包圍面積越大，所造成的干擾就越大。

(4) 柜內(nèi)PLC安裝底板單獨(dú)用較粗線纜(大于2.5m2)連接至柜內(nèi)接地扁鋼，柜內(nèi)各部件的接地應(yīng)使用單獨(dú)線纜采用并聯(lián)方式連接至接地扁鋼;并且柜內(nèi)各種元件安裝時應(yīng)該確保金屬可靠連接，清除金屬表面的涂料。主要是安裝背板的油漆，如圖1。最好能采用整塊的鍍鋅板材作為安裝背板，以最大限度地降低柜內(nèi)各元件間的電位差。

(5) 和變頻器相連的信號電纜，都應(yīng)該使用屏蔽電纜;或者使用中間繼電器分隔開PLC和變頻器，如圖2所示。

(6) 確保通入各用電元件的24V直流電源達(dá)到或接近24V，動力柜通入控制柜的24V電源和PLC電源模塊的輸出24V電源應(yīng)該保持0V線短接。

(7) 最后要求相關(guān)調(diào)試人員在完成接線或調(diào)試后，確保所接線纜和端子排上的所有線纜都牢靠連接。

4結(jié)束語

在建筑陶瓷生產(chǎn)工藝和技術(shù)日新月異的今天，液壓自動壓磚機(jī)在陶瓷墻地磚生產(chǎn)線上的地位越來越重要，保證液壓自動壓磚機(jī)良好的運(yùn)行可靠性、重復(fù)性、調(diào)控性、耐久性顯得尤其重要。 液壓自動壓磚機(jī)PLC控制系統(tǒng)的抗干擾是一個十分復(fù)雜的問題，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制干擾，對有些干擾情況還需做具體分析，對癥下藥。通過提高液壓自動壓磚機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾能力，可極大提高壓機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性、運(yùn)動控制和輸出壓力的精確性，保證壓機(jī)產(chǎn)能的良好輸出，提高生產(chǎn)效率。

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