張平

摘 要：隨著計算機技術(shù)以及通信技術(shù)的快速發(fā)展，計算機控制技術(shù)在工業(yè)的不同領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。為了能夠?qū)I(yè)發(fā)展進行有效的管理，適當?shù)臏p輕工作強度，提高工作效率，對生產(chǎn)線的自動控制技術(shù)提出了更高的要求，自動控制技術(shù)需要具有較強的靈活性和可靠性，西門子可編程序控制器就是適應(yīng)了這一要求而出現(xiàn)的。這一程序在電氣自動化方面應(yīng)用較為廣泛，但是還存在一些安全干擾問題，本文就從電氣自動化安全角度對西門子工業(yè)控制的PLC進行研究。

關(guān)鍵詞：電氣；自動化；西門子；PLC；應(yīng)用；干擾

西門子可編程序控制器主要由六個部分構(gòu)成，第一個部分是CPU模塊，第二個部分是數(shù)字量和模擬量的輸入輸出模塊，第三個是電源模塊，第四個是通信模塊，第五個是接口模塊，最后是編程設(shè)備。PLC在安裝過程中有較強的穩(wěn)定性，同時也具有較好的抗干擾能力，但是在應(yīng)用中仍然存在一些干擾源，需要找到抗干擾措施減少干擾，保證自動化控制的安全。

1 PLC在工廠的的應(yīng)用及應(yīng)注意的問題

1.1 PLC在工廠的的應(yīng)用

作為電氣控制的主流應(yīng)用，西門子可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用主要表現(xiàn)在四個方面。首先是在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，由于PLC在應(yīng)用過程中具有多項功能，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和處理以及運算等諸多操作，先將模塊采集的信息輸入到系統(tǒng)中，通過軟件進行分析處理，可以實現(xiàn)大型化的控制，這種功能在食品工業(yè)和冶金工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。其次是在工廠運行閉環(huán)過程中的控制，這一應(yīng)用主要是對一些持續(xù)變化的模擬量進行控制，例如流量的變化、溫度的變化、壓力以及液位變化等，通過數(shù)字量和模擬量的轉(zhuǎn)換外加CPU對模擬量的處理來控制閉環(huán)。緊接著是在通信聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，西門子PLC中具有特定的通信模塊，可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)對接，與數(shù)控設(shè)備以及計算機的連接可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控。最后是在開關(guān)量邏輯控制中的應(yīng)用，這一控制環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)順序和數(shù)字量的雙重控制。

1.2 PLC應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題

PLC在工業(yè)控制應(yīng)用的過程中應(yīng)該對工作環(huán)境問題進行調(diào)整，為電氣自動化的安全奠定基礎(chǔ)。首先應(yīng)該對工作環(huán)境中的溫度進行控制，通常情況下，PLC的環(huán)境溫度應(yīng)該保持在0～50℃，在安裝控制器時候不能在下面放置發(fā)熱量較大的元件，此外，還應(yīng)該保持四周的通風空間和散熱空間足夠大。為了使PLC的絕緣性能得到保障，工業(yè)環(huán)境中空氣中的相對濕度要小于85%。還要采用必要的措施減少空氣中的粉塵以及腐蝕性氣體，避免出現(xiàn)氣體爆炸的現(xiàn)象。PLC雖然對電源干擾具有一定的抵抗能力，但是在紋波影響的情況下，PLC仍然會接收到一些錯誤的信號，所以在電源干擾相對嚴重的環(huán)境中應(yīng)該安裝一臺具有屏蔽作用的隔離變壓器，從而可以適當?shù)臏p少設(shè)備與地之間的干擾，保證電氣運行過程中的安全性。

2 PLC系統(tǒng)中的干擾源介紹及抗干擾措施

2.1 PLC系統(tǒng)中的干擾源介紹

PLC系統(tǒng)中的干擾源較多的來源于電壓甚至是電流變化較為劇烈的部位，主要是因為電流在變化的情況下產(chǎn)生磁場，設(shè)備就會受到電磁輻射的影響，電磁波對其干擾較為強烈。除此之外，PLC系統(tǒng)中的干擾源還來自于強電干擾和接地系統(tǒng)的干擾，還有系統(tǒng)內(nèi)部的干擾以及變頻器的干擾。

首先是強電干擾，電網(wǎng)有著頗為廣泛的覆蓋范圍，在受到空間電磁干擾的情況下能夠感應(yīng)線路上的電壓。在電網(wǎng)內(nèi)部變化的影響下一些大型的電力設(shè)備會開始慢慢的啟動甚至是停止運行。接地系統(tǒng)對PLC的干擾也是較為嚴重的，接地系統(tǒng)正確時可以對電磁干擾起到抑制作用，也能夠?qū)υO(shè)備向外發(fā)出的干擾進行抑制，與此相反，錯誤的接地會引來嚴重的干擾信號，會導(dǎo)致PLC系統(tǒng)難以正常進行工作。

其次，系統(tǒng)內(nèi)部的干擾也是不能忽略的，系統(tǒng)內(nèi)部干擾來源于內(nèi)部元器件以及電路間的電磁輻射，邏輯電路之間會出現(xiàn)相互輻射進而影響到模擬電路，或許是元器件之間的匹配不夠完整就會影響到系統(tǒng)內(nèi)部運行。

最后是變頻器的干擾，變頻器對工業(yè)控制的干擾主要分為兩個部分，一個是變頻器在啟動過程中產(chǎn)生的電磁波會對電網(wǎng)的傳導(dǎo)形成干擾，另一個是變頻器在輸出電磁時會出現(xiàn)輻射干擾，從而使得周邊的設(shè)備難以正常進行工作。

2.2 應(yīng)該采用的抗干擾措施

電源干擾是電氣自動化控制中需要重點注意的問題，為了有效抑制電源對工業(yè)控制產(chǎn)生的干擾，應(yīng)該安裝一臺隔離變壓器，可以適當?shù)臏p少設(shè)備與接地之間的干擾。

對PLC的輸入接線和輸出接線進行控制是減少干擾的第二種措施，輸入接線的長度要適當。如果環(huán)境干擾相對較小而電壓沒有較大的下降，輸入的接線可以稍微長點。此外，輸入線和輸出線不能使用同一根電纜，兩根線要分開。輸入接線連接到輸入端時，要采用常開觸點的形式進行連接，保證編制的電器圖與原來的一致。

完善接地系統(tǒng)是減少干擾的第三種措施，混亂的接地系統(tǒng)往往會對PLC造成干擾，從而影響到整個系統(tǒng)的正常運行。為了保證電源接地安全，需要找出安全接地線，一般將電源線接地和柜體連線接地視為安全接地。為了能夠使屏蔽接地好的發(fā)揮作用，需要保證信號線有唯一的參考地進行參考，這樣以來，電流就能夠在適當?shù)碾娐分辛鲃?，確保系統(tǒng)正常運行。

3 結(jié)束語

PLC控制系統(tǒng)是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，對于抗干擾設(shè)計應(yīng)該考慮多方面的影響因素，進而合理的抑制干擾源，才能保證系統(tǒng)安全及其正常運行。

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