摘要:介绍可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中,要保证正常运行应该注意的一系列问题,并给出一些合理的建议。

关键字:PLC工业控制抗干扰布线接地建议

一。简述

多年来,可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的论文网飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制。过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量。数字运算。人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高,成为工业控制领域的主流控制设备,在各行各业发挥着越来越大的作用。

二。PLC的应用领域

目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁。石油。化工。电力。建材。机械制造。汽车。轻纺。交通运输。环保及文化娱乐等各个行业,使用情况主要分为如下几类:

1。开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路,实现逻辑控制。顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机。印刷机。订书机械。组合机床。磨床。包装生产线。电镀流水线等。

2。工业过程控制

在工业生产过程当中,存在一些如温度。压力。流量。液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金。化工。热处理。锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

3。运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机械。机床。机器人。电梯等场合。

4。数据处理

PLC具有数学运算(含矩阵运算。函数运算。逻辑运算)。数据传送。数据转换。排序。查表。位操作等功能,可以完成数据的采集。分析及处理。数据处理一般用于如造纸。冶金。食品工业中的一些大型控制系统。

5。通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展,现在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。

三。PLC的应用特点

1。可靠性高,抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统将极高的可靠性。

2。配套齐全,功能完善,适用性强

PLC发展到今天,已经形成了各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制。温度控制。CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3。易学易用,深受工程技术人员欢迎

PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路。不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。

4。系统的设计,工作量小,维护方便,容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时日常维护也变得容易起来,更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种。小批量的生产场合。

(2)安装与布线

●动力线。控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线,隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线,如必须在同一线槽内,分开捆扎交流线。直流线,若条件允许,分槽走线最好,这不仅能使其有尽可能大的空间距离,并能将干扰降到最低限度。

●PLC应远离强干扰源如电焊机。大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200mm)。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载,如功率较大的继电器。接触器的线圈,应并联RC消弧电路。

●PLC的输入与输出最好分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应一端或两端接地,接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。

●交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。

(3)I/O端的接线

输入接线

●输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。

●输入/输出线不能用同一根电缆,输入/输出线要分开。

●尽可能采用常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一致,便于阅读。

输出连接

●输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型。同一电压等级的电源。

●由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板。

●采用继电器输出时,所承受的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此,使用电感性负载时应合理选择,或加隔离继电器。

●PLC的输出负载可能产生干扰,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。

四。PLC应用中需要注意的问题

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。然而,尽管有如上所述的可靠性较高,抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC的正常运行,要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求设计。安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题:

1。工作环境

(1)温度

PLC要求环境温度在0~55oC,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大。

(2)湿度

为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85百分号(无凝露)。

(3)震动

应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。

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