提高PLC控制系统可靠性的措施

    虽然PLC具有很高的可靠性，并且有很强的抗干扰能力，但在过于恶劣的环境或安装使用不当等情况下，都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱，甚至造成内部元件损坏。为了提高PLC系统运行的可靠性，应注意以下几个方面的问题。    1．适合的工作环境    (1)环境温度适宜    各生产厂家对PLC的环境温度都有一定的规定。通常PLC允许的环境温度约为0～55℃。因此，PLC四周要有足够的通风散热空间；不要把PLC安装在阳光直接照射或离暖气、加热器、大功率电源等发热器件很近的场所，如果控制柜温度太高，应该在柜内安装风扇强制通风。    (2)环境湿度适宜    PLC工作环境的空气相对湿度一般为35%~85%，以保证PLC的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入／输出装置的精度。因此，不能将PLC安装在结露、雨淋的场所。    (3)注意环境污染    不宜把PLC安装在有大量污染物（如灰尘、油烟、铁粉等）、腐烛性气体和可燃性气体的场所，尤其是有腐蚀性气体的地方，易造成元件及印制电路板的腐蚀。灰尘可引起接触不良，导电粉末可引起误动作、绝缘性变差和短路。    (4)远离振动和冲击源    安装PLC的控制柜应当远离有强烈振动和冲击场所，尤其是连续、频繁的振动。PLC能耐受振动和冲击频率为10~ 55Hz，振幅为0.5mm，冲击为10g (g=10m/s2)，必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的影响，以免造成接线或插件的松动。    (5)远离强干扰源    PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频设备和大型动力设备等，同时PLC还应该远离强电磁场和强放射源，以及易产生强静电的地方。    2．合理的安装与布线    (1)注意电源安装    电源是干扰进入PLC的主要途径。PLC系统的电源有两类：外部电源和内部电源。    外部电源是用来驱动PLC输出设备（负载）和提供输入信号的，又称用户电源，同一台PLC的外部电源可能有多种规格。外部电源的容量与性能由输出设备和PLC的输入电路决定。由于PLC的I/O电路都具有滤波、隔离功能，所以外部电源对PLC性能影响不大。因此，对外部电源的要求不高。    内部电源是PLC的工作电源，即PLC内部电路的工作电源。它的性能好坏直接影响到PLC的可靠性。因此，为了保证PLC的正常工作，对内部电源有较高的要求。一般PLC的内部电源都采用开关式稳压电源或原边带低通滤波器的稳压电源。    在干扰较强或可靠性要求较高的场合，应该用带屏蔽层的隔离变压器，对PLC系统供电。还可以在隔离变压器二次侧串接LC滤波电路。同时，在安装时还应注意以下问题：    1)隔离变压器与PLC和I/O电源之间最好采用双绞线连接，以控制串模干扰。    2)系统的动力线应足够粗，以降低大容量设备起动时引起的线路压降。    3) PLC输入电路用外接直流电源时，最好采用稳压电源，以保证正确的输入信号，否则可能使PLC接收到错误的信号。    (2)远离高压    PLC不能在高压电器和高压电源线附近安装，更不能与高压电器安装在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线，二者间距离应大于200mm。    (3)合理的布线    1)I/O线、动力线及其他控制线应分开走线，尽量不要在同一线槽中布线。    2)交流线与直流线、输入线与输出线最好分开走线。    3)开关量与模拟量的I/O线最好分开走线，对于传送模拟量信号的I/O线最好用屏蔽线，且屏蔽线的屏蔽层应一端接地。    4) PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频率高，很容易受干扰，不能与其他的连线敷埋在同一线槽内。    5) PLC的I/O回路配线必须使用压接端子或单股线，不宜用多股绞合线直接与PLC的接线端子连接，否则容易出现火花。    6)与PLC安装在同一控制柜内，虽不是由PLC控制的感性元件，也应并联RC或二极管消弧电路。    3．正确的接地    良好的接地是PLC安全可靠运行的重要条件。为了抑制干扰，PLC一般最好单独接地，与其他设备分别使用各自的接地装置，如图8-35a所示；也可以采用公共接地，如图8-35b所示；但禁止使用图8-35c所示的串联接地方式，因为这种接地方式会产生PLC与设备之间的电位差。
    图8-35    PLC的接地    a)分别接地b）公共接地c）串联接地    PLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近PLC。同时，接地电阻要小于100Ω，接地线的截面应大于2mm2。    另外，PLC的CPU单元必须接地，若使用了I/O扩展单元等，则CPU单元应与它们具有共同的接地体，而且从任一单元的保护接地端到地的电阻都不能大于100Ω。    4．安全保护环节    (1)短路保护    当PLC输出设备短路时，为了避免PLC内部输出元件损坏，应该在PLC外部输出回路中装上熔断器，进行短路保护。最好在每个负载的回路中都装上熔断器。    (2)互锁与联锁措施    除在程序中保证电路的互锁关系外，最好在PLC外部接线中也采取硬件的互锁措施，以确保系统安全可靠地运行，如电动机正、反转控制，要利用接触器、常闭触点在PLC外部进行互锁。在不同电动机或电器之间有联锁要求时，最好也在PLC外部进行硬件联锁。    (3)失压保护与紧急停车措施    PLC外部负载的供电线路应具有失压保护措施，当临时停电再恢复供电时，不按下“起动”按钮PLC的外部负载就不能自行起动。这种接线方法的另一个作用是，当特殊情况下需要紧急停机时，按下“停止”按钮就可以切断负载电源，而与PLC毫无关系。    5．必要的软件措施    有时硬件措施不一定完全消除干扰的影响，采用一定的软件措施加以配合，对提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性起到很好的作用。在PLC的软件设计方面，采取一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波、软件自诊断、信息保护和恢复、报警和运行信息的显示等。