摘 要:PLC本身具有較高的可靠性，較強(qiáng)的抗干擾措施，在各種工業(yè)場(chǎng)所迅速投入到使用，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。但是由于應(yīng)用環(huán)境的不同，特別是由于安裝不當(dāng)，可能引入干擾，造成其可靠性降低，甚至損壞。因此采用適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定措施，保證PLC可靠運(yùn)行顯得極其重要。本文分析了影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的干擾因素及其來(lái)源，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，介紹了可能發(fā)生的情況和問(wèn)題，提出了處理干擾因素的方法，制定出PLC項(xiàng)目的具體穩(wěn)定性措施。

關(guān)鍵詞:PLC;抗干擾穩(wěn)定具體措施

中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2012) 12-0027-01

一、PLC項(xiàng)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(chǔ)器，能夠根據(jù)輸入指令，按照其內(nèi)部存儲(chǔ)的程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸出控制各種類型的設(shè)備和裝置。

PLC控制系統(tǒng)主要集中安裝在控制室中，按廠家規(guī)定，對(duì)安裝環(huán)境有一定要求。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于控制的設(shè)備較多，有多個(gè)輸入輸出接口，因此可能引入各種干擾信號(hào)，特別是在電機(jī)控制或者其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)環(huán)境較苛刻時(shí)，存在較強(qiáng)的電磁環(huán)境中[1]。具體說(shuō)來(lái)，干擾信號(hào)大致有以下幾個(gè)分類:

(一)電磁干擾

電磁干擾主要是從PLC的外部用電設(shè)備或者說(shuō)是線路造成。由于工業(yè)應(yīng)用的環(huán)境往往存在較大的用電設(shè)備，在其啟停時(shí)，對(duì)周邊的設(shè)備形成一定的電磁輻射。有的變頻器在運(yùn)行時(shí)，也會(huì)在其輸入輸出線路上產(chǎn)生較高頻率的干擾波，這此都可能對(duì)PLC形成較強(qiáng)的交流電磁干擾。

(二)主要來(lái)源及途徑

1.電源類信號(hào)干擾。這種干擾信號(hào)存在于大多供電網(wǎng)絡(luò)中。在啟停用電設(shè)備時(shí)，都會(huì)在線路上形成尖銳變化的干擾信號(hào)，特別是在比較密集的電動(dòng)機(jī)用戶附近，往往會(huì)在電源上形成較大的電源干擾信號(hào)，這類干擾信號(hào)往往從PLC電源側(cè)引入，如果存在的干擾的幅值較大，又沒有進(jìn)行相應(yīng)的防止措施，對(duì)于設(shè)備的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，將是非常危險(xiǎn)的。

2.信號(hào)源干擾。從PLC的輸入輸出信號(hào)來(lái)說(shuō)，也存在干擾信號(hào)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?yàn)檩斎胄盘?hào)源產(chǎn)生的干擾信號(hào)。而外源式干擾，主要是由于電纜在經(jīng)過(guò)較強(qiáng)干擾環(huán)境時(shí)，從外部因?yàn)楦袘?yīng)而產(chǎn)生的干擾信號(hào)[2]。

3.接地干擾。在雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院PLC與電氣控制實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，如果有干擾源存在，在直流信號(hào)的輸入時(shí)，疊加了一個(gè)較高的交流感應(yīng)電壓，這些都將對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。接地可以是保護(hù)接地，也可以是工作接地。對(duì)于干擾信號(hào)而言，有效的地接，一方面可以將設(shè)備自身的干擾信號(hào)得到有效的控制，另一方面，減少由于感應(yīng)產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)。

(三)誤動(dòng)或拒動(dòng)現(xiàn)象的來(lái)源

1.由于現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備損壞，或者說(shuō)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(hào)不真實(shí)，PLC無(wú)法接收到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正確狀態(tài)，造成控制過(guò)程出錯(cuò)。

2.現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器、機(jī)械開關(guān)自身出故障，導(dǎo)致PLC運(yùn)行程序邏輯控制程序失敗。其中主要的原因有:(1)控制設(shè)備不動(dòng)或者說(shuō)沒有可靠動(dòng)作，PLC發(fā)出了控制指令，由于線路或者說(shuō)是設(shè)備故障，執(zhí)行機(jī)構(gòu)并沒按要求動(dòng)作;(2)各種電動(dòng)閥、電磁閥的行程開關(guān)不能到位，PLC接收不到就地設(shè)備的動(dòng)作信號(hào)，導(dǎo)致PLC無(wú)法執(zhí)行下一條指令，降低了系統(tǒng)可靠性[3]。

二、主要抗干擾措施

(一)電源的合理設(shè)置

從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況來(lái)看，大多數(shù)的PLC設(shè)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(shuō)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(duì)于設(shè)備形成的危險(xiǎn)程度。

(二)安裝與布線

1.安裝。PLC在安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)在專門的控制柜中，并且安裝場(chǎng)所應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源。(如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備)按相關(guān)規(guī)定，PLC不能與變頻器安裝在一個(gè)柜子內(nèi)。

2.柜內(nèi)布線。如果是較大規(guī)模的控制柜，在進(jìn)行布線時(shí)，要做到輸入輸出分開，強(qiáng)電弱電分開，交流直流分別進(jìn)入到不同的線槽內(nèi)，防止交流感應(yīng)信號(hào)在機(jī)柜內(nèi)不正確地被引入到PLC。

3.柜外布線。PLC的輸入與輸出、開關(guān)量與模擬量要分開敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)在機(jī)柜內(nèi)一端良好接地，接地電阻應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求。不同電壓等級(jí)的信號(hào)不能同時(shí)存在于一根電纜中，交流電源與直流信號(hào)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(tǒng)穩(wěn)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(dǎo)入地下。

2.系統(tǒng)接地。系統(tǒng)接地即PLC控制器為了與所控的各個(gè)設(shè)備同電位而接地。接地電阻值不得大于廠家要求值。

3.信號(hào)與屏蔽接地。一般要求信號(hào)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(yīng)用措施

在進(jìn)行PLC項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在保證良好的設(shè)計(jì)思路外，在現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn):

1.電源供應(yīng)可靠。進(jìn)入PLC的電源應(yīng)當(dāng)是兩相三線制，接地必須可靠，而且不能與屏蔽地接通。PLC機(jī)柜的接地應(yīng)當(dāng)可靠，接觸良好，并經(jīng)有關(guān)部門檢測(cè)并出具接地測(cè)試報(bào)告。

2.輸入的穩(wěn)定措施。對(duì)于輸入的信號(hào)，要防止混入交流干擾信號(hào)，通過(guò)必要的繼電器隔離方式，防止將干擾信號(hào)引入PLC。

3.對(duì)于輸出信號(hào)，同時(shí)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(hào)失常而引起的設(shè)備與人身故障。

4.對(duì)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(tǒng)電磁信號(hào)形成的干擾。

參考文獻(xiàn):

[1]王庚.DCS系統(tǒng)抗干擾措施分析[J].現(xiàn)代冶金，2010，3

[2]龍江.淺談PLC系統(tǒng)的抗干擾措施[J].城市建設(shè)理論研究，2012，4

[3]畢立海，王靜，金紅兵.解決PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中干擾問(wèn)題的方法[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2007，2

[作者簡(jiǎn)介]杜銳(1982.9-)，職位:助教，學(xué)歷:大學(xué)本科。