1、試論如何提高PLC控制系統的可靠性 【摘要】PLC是專門為工業環境設計的控制裝置，具有較強的適應惡劣工業環境的 能力、運行的穩定性和較高的可靠性，一般不需要采取什么特殊的措施，就可以直接在工業環境中使用。外部干擾與系統結構無關，是隨機的，且干擾源是無法消除的，只能針對具體情況加以限制；內部干擾與系統結構有關，主要通過內交流主電路，模擬量輸入信號等引起，可合理設計系統線路來消弱和抑制內部干擾和防止外部干擾。 【關鍵詞】plc;工業控制系統;可靠性 1.設備選型 在選用plc時應選用可靠性高、抗干擾能力強、控制功能強、功能靈活適應惡劣的工業環境的。在設計時應選用可靠性高的元器件，例如選用可靠性高的

2、接近開關代替機械限位開關等一些體積小、重量輕、結構緊湊及容易實現機電一體化的元器件。要了解生產廠給出的抗干擾指標，按我國的標準（GB/T13926)合理選擇。 2.抗干擾的措施 2.1電源的抗干擾措施 （1）在干擾較強或者對可靠性很高的場合，可以在交流電源輸入端加接帶屏蔽層的隔離變壓器和低通濾波器，開關穩壓電源系統。隔離變壓器可以抑制從電源線竄入的外來干擾，提高抗高頻共模干擾能力。濾波器可抑制干擾信號從電源線傳導到系統中；使用隔離變壓器，屏蔽層要良好接地;次級連線要使用雙繞線減少電線間的干擾，隔離變壓器的初級繞組和次級繞組應分別加屏蔽層，初級的屏蔽層接交流電網的零線，次級的屏蔽層和初級間屏蔽層

3、接直流端。開關穩壓電源可抑制電網大容量設備啟停引起電壓的波動，保持供電壓的穩定。高頻干擾信號不是通過變壓器繞組的耦合，而是通過一次、二次級繞組之間的分布電容傳遞的。在一次、二次繞組之間加繞屏蔽層，并將它和鐵心一起接地，可以減少繞組之間的分布電容，提高抗高頻干擾能力。 （2）PLC的控制器與I/O系統分別由各自的隔離變壓器供電，并與主電源分開，這樣當輸入輸出供電斷電時，不會影響到控制器的供電 分離供電系統。 （3）動力部分、控制部分、PLC 、I/O電源應分別配線，系統的動力線應足夠粗，以降低大容量異步電動機啟動時的線路壓降。 2.2布線的抗干擾措施 （1）數字量信號傳輸距離較遠時，可以選用屏蔽

4、電纜。模擬信號和高速信號（例如旋轉編碼器的輸出信號），應選擇屏蔽電纜。通信電纜應按規定選取。 （2）應遠離電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備。PLC不能與高壓電器安裝在同一開關柜內。在柜內PLC應遠離動力線（兩者之間的距離應大于200MM)。 （3）信號線與功率線應分開走線，電力電纜應單獨走線，不同類型的線應分別用繼電器來隔離輸入輸出線上的干擾。I/O線與電源線應分開走線，且保持一定的距離。如果不得已要在同一線槽中布線，應使用屏蔽電纜。交流線與直流線應分別使用不同的電纜，數字量、模擬量I/O線應分開敷設，后者應采用屏蔽線。 （4）不同的信號線最好不用同一個插接件轉接，如果必須用同一個插接件

5、，要用備用端子或地線端子將它們分開，以減少相互干擾。 （5）傳送模擬信號的屏蔽線，其屏蔽層應一端接地。為了泄放高頻干擾，數字信號線的屏蔽層應并聯電位均衡線，其電阻應小于1/10，并將屏蔽層兩端接地。如果無法設置電位均衡線，或只考慮抑制低頻干擾時，也可以一端接地。 （6）如果模擬量輸入輸出信號距離PLC較遠，應采用4-20MA的電流傳輸方式，而不是采用受干擾的電壓傳輸方式。干擾較強的環境應選用有光電隔離的模擬量i/o模塊，使用分布電容小、干擾抑制能力強的配電器為變送器供電，以減少對plc的模擬量輸入信號的干擾。對模擬量輸入信號作數字濾波是減輕干擾的有效措施。應短接未使用的A/D通道的輸入端，以防

6、止干擾電壓通過它們進入plc，影響系統的正常工作。 2.3 plc接地的干擾措施 （1）plc最好與強電設備分別使用不同的接地裝置，接地線應避開強電回路，若無法避開時，應垂直相交，縮短平行走線的長度。接地電阻應小于5歐姆，接地線要粗，接地線的截面積應大于2平方毫米，接地點與plc的距離應小于50m，要靠近plc裝置。給plc接已專用線可抑制附加在電源及輸入輸出的干擾，接地線與動力設備的接地點應分開，若達不到次要求，則可與其他區設備公共接地，嚴禁與其他設備串聯接地。 （2）系統接地方式有：浮地方式、直接接地方式、和電容接地方式。對plc控制系統而言，它屬于高速低電平裝置，應采用直接接地方式。由于

7、信 號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MZ，所以plc系統接地采用一點接地和串聯一點接地方式。接地最好埋在建筑物10-15M遠處，而且plc系統接地點必須與強電設備相距10M以上。 （3）Plc控制系統的地線包括系統地線、屏蔽線、交流地、和保護地等。正確的接地既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發出干擾，而錯誤的接地會引起嚴重的干擾信號，使plc無法工作各個接地點電位分布不均。引起地環路電流影響系統正常工作。此外屏蔽層、接地線和大地又能可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內有會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線的耦合形成干擾回路。若系統地與 其他接

8、地處理混亂，所產生的地環流就可能在地線上產生不等的電位分布。邏輯地電位的分布干擾影響plc的邏輯運算和數據存儲，造成數據混亂或死機。 2.4防止變頻器干擾的措施 （1）變頻器的主電路為交-直-交變換電路，工頻電源被整流成直流電壓信號，輸出的是基波頻率可變的高頻脈沖信號，載波頻率可能高達數十千赫茲。變頻器的輸入電流為含有豐富的諧波的脈沖波，將通過電力線干擾其他設備。變頻器的輸出主電路中也有豐富的諧波電流，所以變頻器主電路是輻射源，諧波電流通過電纜向空間輻射，干擾附近的電氣設備?？梢栽谧冾l器輸入側與輸出側串聯電抗器，或安裝諧波濾波器，以吸收諧波抑制高頻諧波電流。 （2）將變頻器放在控制柜里，并將其

9、金屬外殼接地，對高頻諧波有屏蔽作用。Plc的信號線和變頻器的輸出線分別穿管敷設，變頻器的輸出線一定要使用屏蔽電纜或穿鋼管敷設，以避免輻射干擾和感應干擾。 （3）變頻器啟動及運行過程中產生的諧波對電網產生傳導干擾，引起電網電壓畸變，影響電網的供電質量。變頻器的輸出會產生較強的電磁干擾。影響周邊設備的正常工作。 3.結束語 隨著plc的應用的逐漸的擴大，加之系統惡劣的工作環境，它所要克服的干擾就會愈來愈多的，盡管plc本機的可靠度很高。但是在系統設計和安裝時，仍然必須對環境做全面的分析，確定干擾的性質，采取相應的干擾措施，以保證系統長期穩定的工作。以上是對plc干擾源進行了分析介紹了可供參考的干擾措施，但在實際應用中，干擾是一個十分復雜的問題，在干擾設計當中應綜合考慮各方面的因素合理有效的抑制干擾應根據系統的具體情況。做具體的分析，采取對癥下藥的方法，有針對性的采