试论如何提高PLC控制系统的可靠性.doc

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1、试论如何提高PLC控制系统的可靠性【摘要】PLC是专门为丁-业环境设计的控制装置，具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行的稳定性和较高的可靠性，一般不需要采取什么特殊的措施，就可以直接在工业环境中使用。外部干扰与系统结构无关，是随机的，且干扰源是无法消除的，只能针对具体情况加以限制；内部干扰与系统结构有关，主要通过内交流主电路，模拟量输入信号等引起，可合理设计系统线路来消弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。【关键词】pic;工业控制系统;可靠性1.设备选型在选用pic时应选用可靠性高、抗干扰能力强、控制功能强、功能灵活适应恶劣的T业环境的。在设计时应选用可靠性高的元器件，例如选

2、用可靠性高的接近开关代替机械限位开关等一些体积小、重量轻、结构紧凑及容易实现机电一体化的元器件。要了解生产厂给出的抗干扰指标，按我国的标准(GB/T13926)合理选择。2.抗干扰的措施2.1电源的抗干扰措施（1）在干扰较强或者对可靠性很高的场合，可以在交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，开关稳压电源系统。隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来丁扰，提高抗高频共模T扰能力。滤波器可抑制I：扰信号从电源线传导到系统中；使用隔离变压器，屏蔽层要良好接地;次级连线要使用双绕线减少电线间的干扰，隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零线

3、，次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。开关稳压电源可抑制电网大容量设备启停引起电压的波动，保持供电压的稳定。高频干扰信号不是通过变压器绕组的耦合，而是通过一次、二次级绕组之间的分布电容传递的。在一次、二次绕组之间加绕屏蔽层，并将它和铁心一起接地，可以减少绕组之间的分布电容，提高抗高频干扰能力。（2）PLC的控制器与I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开，这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电分离供电系统。（3）动力部分、控制部分、PLC、I/O电源应分别配线,系统的动力线应足够粗，以降低大容量异步电动机启动时的线路压降。2.2布线的抗干扰措施（1）数

4、字量信号传输距离较远时，可以选用屏蔽电缆。模拟信号和高速信号（例如旋转编码器的输出信号），应选择屏蔽电缆。通信电缆应按规定选取。（2）应远离电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备。PLC不能与高压电器安装在同一开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（两者之间的距离应大于200MM）o（3）信号线与功率线应分开走线，电力电缆应单独走线，不同类型的线应分别用继电器来隔离输入输出线上的干扰。I/O线与电源线应分开走线，且保持一定的距离。如果不得已要在同一线槽中布线，应使用屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的电缆，数字量、模拟量I/O线应分开敷设，后者应采用屏蔽线。（4）不同的信号

5、线最好不用同一个插接件转接，如果必须用同一个插接件，要用备用端子或地线端子将它们分开，以减少相互干扰。（5）传送模拟信号的屏蔽线，其屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，其电阻应小于1/10,并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线，或只考虑抑制低频干扰时，也可以一端接地。（6）如果模拟量输入输出信号距离PLC较远，应采用420MA的电流传输方式，而不是采用受干扰的电压传输方式。丁扰较强的环境应选用有光电隔离的模拟量i/o模块，使用分布电容小、干扰抑制能力强的配电器为变送器供电，以减少对P1C的模拟量输入信号的干扰。对模拟量输入信号作数字

6、滤波是减轻干扰的有效措施。应短接未使用的A/D通道的输入端，以防止干扰电压通过它们进入pic,影响系统的正常工作。2.3pic接地的干扰措施(1)pic最好与强电设备分别使用不同的接地装置，接地线应避开强电回路，若无法避开时，应垂直相交，缩短平行走线的长度。接地电阻应小于5欧姆，接地线要粗，接地线的截面积应大于2平方毫米，接地点与pic的距离应小于50m,要靠近pic装置。给pic接已专用线可抑制附加在电源及输入输出的干扰，接地线与动力设备的接地点应分开，若达不到次要求，则可与其他区设备公共接地，严禁与其他设备串联接地。(2)系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式、和电容接

7、地方式。对pic控制系统而言，它属于高速低电平装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MZ,所以pic系统接地采用一点接地和串联一点接地方式。接地最好埋在建筑物10-15M远处，而且pic系统接地点必须与强电设备相距10M以上。(3)Pic控制系统的地线包括系统地线、屏蔽线、交流地、和保护地等。正确的接地既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰，而错误的接地会引起严重的干扰信号，使pic无法工作各个接地点电位分布不均。引起地环路电流影响系统正常