【摘 要】盡管PLC在設計制造時針對惡劣工況已采取了很多措施,但是為了確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,還是應當盡量使用PLC有良好的工作環(huán)境條件,并采取必要的抗干擾措施。
【關鍵詞】可編程邏輯控制器 PLC 工業(yè)控制裝置
可編程邏輯控制器簡稱PLC(英文全稱:Programmable Logic Controller)。隨著科學技術的發(fā)展,為適應多品種,小批量生產的需求而產生發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。新型的通用自動化控制裝置,將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體,具有控制功能強,可靠性高,使用靈活方便,易于擴展等優(yōu)點而被越來越廣泛應用,PLC在使用時由于工業(yè)生產現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣,干擾源眾多,如大功率用電設備的啟動或停止引起電網的波動形成低頻干擾,電焊機、電火花、加工機床、電機的電刷等通過電磁耦合產生的工頻干擾等,都會影響其正常工作。
一、PLC的安裝
PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場,但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求。適宜的工作環(huán)境,可以有效地提高PLC的工作效率和壽命。在安裝PLC時,應盡量避開下列工作環(huán)境和場所:(一)環(huán)境溫度超過0~55℃的;(二)環(huán)境濕度超過90%或存在凝露現(xiàn)象;(三)太陽直接照射;(四)有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等;(五)有大量鐵屑及灰塵;(六)頻繁或連續(xù)的振動,振動頻率為10~55HZ、幅度為0.5mm(峰-峰);(七)超過10g(重力加速度)的沖擊。
為了使控制系統(tǒng)工作可靠,通常把可編程控制器安裝在控制柜中,以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內,設備應有足夠的通風空間,基本單元和擴展單元之間要有30mm以上的間隔。如果周圍環(huán)境溫度超過55℃,要安裝風扇強迫通風。
為了避免其他外圍設備的干擾,可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備,可編程控制器與高壓設備和電源線之間應留出至少200mm的距離。
當可編程控制器垂直安裝時,要嚴防導線頭、鐵屑等從通風窗掉入可編程控制器內部,造成印刷電路板短路,使其不能正常工作甚至永久損壞。
二、電源接線
電源是外部干擾侵入PLC的重要途徑,應經過隔離變壓器后再接入PLC,最好加濾波器,先進行高頻濾波以濾除高頻干擾。PLC電源包括CPU單元及I∕O擴展單元最好分別采用獨立的電源供電。
三、接地
良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件,可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。CPU單元必須接地,若使用I/O擴展單元,則CPU單元應與它們具有共同的接地體。PLC接上專用地線,接地點應與動力設備(如電機)的接地點分開。若達不到這種要求,也必須做到與其它設備公共接地,禁止與其它設備串聯(lián)接地。接地點應盡可能靠近PLC,接地電阻要小于100Ω,接地線的截面積應不小于2.5㎜2,接地線長度不能超過20m.。
四、輸入接線
輸入接線端子是PLC與外部傳感器負載轉換信號的端口。輸入接線,一般指外部傳感器與輸入端口的接線。輸入器件可以是任何無源的觸點或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時,輸入端接通,輸入線路閉合,同時輸入指示的發(fā)光二級管亮。輸入端的一次電路與二次電路之間,采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器,以防止由于輸入觸點抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。若在輸入觸點電路串聯(lián)二級管,在串聯(lián)二級管上的電壓應小于4V。若使用帶發(fā)光二級管的舌簧開關,串聯(lián)二級管的數(shù)目不能超過兩只。另外,輸入接線還應特別注意幾點:(一)輸入接線一般不要超過30 m,但如果環(huán)境干擾較小,電壓降不大時,輸入接線可適當長些。(二)輸入、輸出線不能用同一根電纜,輸入、輸出線要分開。(三)PLC所能接受的脈沖信號的寬度應大于掃描周期的時間。
五、輸出接線
(一)PLC有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出等三種形式。采用繼電器輸出時,若是直流負載,則要與該負載并聯(lián)二級管,并聯(lián)的二級管可選用1A的管子,其耐壓要大于負載電源電壓的3倍,接線時要注意二級管的極性;若是交流負載,要與負載并聯(lián)阻容吸收電路,阻容吸收電路的電陰可取51~120Ω,電容可取0.1~0.4uF,電容的耐壓要大于電源的峰值電壓。PLC的晶體管和晶閘管型輸出有較大的漏電流,尤其是晶閘管輸出型,當接上負載時可能出現(xiàn)輸出設備的誤動作,所以要在負載兩端并聯(lián)一個旁路電阻,旁路電阻R的阻值可由下式確定:R (二)由于PLC的輸出元件被封裝在印刷電路板上,并且連接至端子板,若將連接輸出元件的負載短路,將燒毀印刷電路板,因此,應用熔絲保護輸出電路。 此外,對于能使用戶造成傷害的負載,除了在控制程序中加以考慮外,還應設計外部緊急停車電路,使得可編程控制器發(fā)生故障時,能將引起傷害的負載電源切斷。 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜,輸出線應盡量遠離高壓線和動力線,避免并行。 今后,從技術上看,計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上,會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn);從產品規(guī)模上看,會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展;從產品的配套性上看,產品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全,完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求;從市場上看,各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破,會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面,會出現(xiàn)國際通用的編程語言;從網絡的發(fā)展情況來看,可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網構成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網絡的發(fā)展,可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分,將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。