可編程序控制器(ＰＬＣ)因其具有可靠性高鲜伶、功能豐富、擴展能力強、編程方法簡單易學等優(yōu)點而廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域撵摆。PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵. ＰＬＣ系統(tǒng)可靠性往往不僅僅取決于ＰＬＣ硬件本身的質(zhì)量好壞,而是與周邊設(shè)備的質(zhì)量底靠、硬件的安裝方式,軟件的編制有很大關(guān)系。如何在硬件配置上提高系統(tǒng)對外界環(huán)境的抗干擾能力,以及提高軟件對不同的工藝特铝、設(shè)備情況做出準確暑中、合理判斷的能力,是提高系統(tǒng)的可靠性的重要手段。ＰＬＣ控制系統(tǒng)的可靠性往往是從硬件和軟件兩方面來共同衡量的鲫剿。

　　1提高硬件部分的抗干擾能力

　　PLC本身工作可靠性是非常高的鳄逾。有資料表明，在PLC控制系統(tǒng)故障中,PLC的故障僅占系統(tǒng)故障的5%锭鸣，如圖1所示[1]灌笙。

　　由圖可見,PLC控制系統(tǒng)的故障主要發(fā)生在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備中，通常占系統(tǒng)故障的95%,.與PLC相接的生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的可靠性是影響PLC.控制系統(tǒng)可靠性的主要因素局限。

　　工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境條件往往比較惡劣汗绰，例如：極高的濕度和溫差變化、強腐蝕棵辟、高粉塵琴坏、劇烈的沖擊、振動以及各種工業(yè)電磁和聲光捕诲、輻射干擾等橄妄，都可能影響控制系統(tǒng)的正常工作。外界環(huán)境對ＰＬＣ控制系統(tǒng)受到干擾的主要途徑是電源線卿裙、輸入小赋、輸出線和空間干擾。電源被干擾后,ＰＬＣ控制系統(tǒng)的供電質(zhì)量變差,引起ＰＬＣ控制失靈外卷。輸入砍的、輸出線被干擾后,出現(xiàn)輸入、輸出控制紊亂莺治±希空間干擾主要以電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)形式使ＰＬＣ的ＣＰＵ出現(xiàn)誤操作谣旁。因此,可以從以下幾方面著手,提高ＰＬＣ系統(tǒng)對抵抗外界干擾的能力床佳。

　　1.1電源系統(tǒng)

　　電網(wǎng)的沖擊將直接影響到實時控制系統(tǒng)的精度和可靠性,有時電網(wǎng)的沖擊也將給整個系統(tǒng)帶來毀滅性的破壞。ＰＬＣ系統(tǒng)在其電源進線處最好設(shè)置隔離變壓器榄审、浪涌防護器等保護設(shè)備,隔離變壓器的屏蔽層良好接地對抑制電網(wǎng)中的干擾信號有良好的效果砌们。同時,輸入輸出電源線使用雙絞線,能減少電源線間的干擾;浪涌保護器可以抑制外部電路中的浪涌電流和尖峰電壓;而對一些特別重要的設(shè)備還可以分離供電系統(tǒng)、設(shè)置交流穩(wěn)壓器和ＵＰＳ電源等設(shè)備加以防范搁进。

　　1.2輸入與輸出端子的保護

　　1.2.1輸入端的保護

　±烁小ＰＬＣ輸入端最有效的保護方法是外加一級光電耦合器,一旦有高電壓侵入回路時,保護級光耦擊穿,輸入回路被隔離并得到保護。如同更換熔斷器一樣方便地更換損壞的光耦,故障就可得到及時排除。

　　1.2.2輸出端的保護

　　在通常情況下,ＰＬＣ的輸出驅(qū)動負載有交流和直流負載兩類影兽。對交流負載的保護措施是并聯(lián)阻容吸收電路,以防止浪涌電流對ＰＬＣ輸出電路的沖擊;對直流負載的保護措施是并聯(lián)續(xù)流二極管,以防止關(guān)斷時反電勢電壓對ＰＬＣ輸入電路的沖擊揭斧。但是,當控制系統(tǒng)的交流用電設(shè)備較多(如變頻器、變壓器掂篷、ＰＬＣ共處于某一控制系統(tǒng))及系統(tǒng)的電磁干擾較強時,上述措施已無法有效地抑制干擾對ＰＬＣ及其輸出電路的影響焊握。為此,當ＰＬＣ的驅(qū)動元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈時,為了提高系統(tǒng)的可靠性,在ＰＬＣ輸出端與驅(qū)動元件之間增加過零型固態(tài)繼電器ＡＣ-ＳＳＲ。

　　1.3接地

　　系統(tǒng)接地對系統(tǒng)的屏蔽接地應(yīng)采用專用接地方式,接地線直徑在2ｍｍ以上,接地電阻應(yīng)≤10Ω秆杰。同時應(yīng)將工作地與屏蔽地分開,以防止互相干擾脸榔。尤其應(yīng)該注意的是外部設(shè)備及傳輸介質(zhì)的屏蔽接地,最好是與ＰＬＣ系統(tǒng)共用一個接地帶,如果由于位置等原因無法共用,也必須進行接地處理,且接地電阻也應(yīng)≤10Ω,以防止由于共模干擾對系統(tǒng)的影響蚊来。接地線要采取獨立的方式,不能用與其它設(shè)備串聯(lián)接地的方式蝠肤。ＰＬＣ電源線,Ｉ/Ｏ電源線,輸入、輸出信號線,交逢君、直流線都應(yīng)盡量分開布線吝啰。開關(guān)量信號線與模擬量信號線也應(yīng)分開布線,后者應(yīng)用屏蔽線,并且將屏蔽層接地。數(shù)字傳輸線也要采用屏蔽線,并且要將屏蔽層接地蒲妹。

　　1.4選擇合適的接線方式

　　現(xiàn)場信號線接入ＰＬＣ有兩種方式:單端和差動輸入方式驻丁。單端方式就是將信號線負極與ＰＬＣ系統(tǒng)的工作地(即通常所說的負極)接在一起,僅僅將正極接入ＰＬＣ模板的端子,這種接線方式的優(yōu)點就是節(jié)省硬件資源,但容易受到共模干擾,故在外界干擾比較大的地方不宜采用。所謂差動方式就是每一路輸入都獨立地接入ＰＬＣ系統(tǒng),這種方式對外界的干擾有較強的抵抗力,但端子的利用率較低,一個12位的1771 ＩＦＥ模擬量輸入模板只能接入6路信號,而用單端方式則可接入12路块透。因此需要根據(jù)現(xiàn)場的不同情況選擇不同的接線方式臊渴。

　　2 軟件抗干擾

　　對ＰＬＣ系統(tǒng)的軟件部分而言,它的可靠性主要是指軟件對錯誤信號的抵抗力、對設(shè)備故障的判斷力及對不同工況的適應(yīng)能力等巍碍。因此,可以從以下幾個方面來提高軟件的強健性尸诽。 

　　2.1提高輸入信號的可靠性

　　ＰＬＣ系統(tǒng)對現(xiàn)場信號的響應(yīng)速度大多以毫秒為單位,外界設(shè)備的微小變化,都會在ＰＬＣ控制程序中得到迅速的響應(yīng)盯另。而現(xiàn)場輸入信號,由于噪聲性含、干擾、誤動作鸳惯、模擬信號誤差等因素的影響商蕴，可能會產(chǎn)生瞬間的電平變化,例如當按鈕作為輸入信號時則不可避免產(chǎn)生抖動，輸入信號是繼電器觸點有時會產(chǎn)生瞬間跳動芝发。這些輸入信號的變化被掃描周期中輸入采樣階段采樣绪商，則會不可避免形成輸入信號的錯誤，引起系統(tǒng)誤動作辅鲸，造成事故格郁。因此須在信號輸入端設(shè)計定時器濾波電路，濾除這種瞬間產(chǎn)生的錯誤信號瓢湃，從而提高系統(tǒng)抗干擾可靠性理张。

　　2.2增加鎖定邏輯,提高系統(tǒng)對設(shè)備故障的判斷能力。

　∶嗷肌ＰＬＣ在每個掃描周期中只在輸入采樣階段對輸入端的輸入信號狀態(tài)進行處理拔馆。在程序執(zhí)行階段,即使輸入狀態(tài)變化,輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會改變,這將使輸入的高頻率信號或窄脈沖不能得到處理[2]茂萤。在實際控制系統(tǒng)中,有一些傳感器主要是用來保護一些關(guān)鍵設(shè)備的,當某些工藝參數(shù)達到這些傳感器的設(shè)定值之后,這些傳感器向ＰＬＣ傳遞一個報警信號,使ＰＬＣ控制程序發(fā)出相應(yīng)的控制命令,但存在這樣一個現(xiàn)象:當設(shè)備做出相應(yīng)的動作后,工藝參數(shù)隨之恢復正常,傳感器不再發(fā)出報警信號。這樣就導致這些報警信號持續(xù)時間非常短,遠小于采集時間,導致無法采集到這個變化,因此也就沒有相應(yīng)的報警顯示勇剃。表現(xiàn)為設(shè)備運行狀態(tài)發(fā)生變化,但不知道原因泵躲。為防止這種情況出現(xiàn)可以在ＰＬＣ程序中增加鎖定邏輯,當出現(xiàn)異常工況時,對異常情況進行鎖定,這就避免了當上述的現(xiàn)象發(fā)生時,無法得知具體的故障部位和故障原因,為判斷設(shè)備故障提供了一定的依據(jù)。

　　2.3跟蹤現(xiàn)場設(shè)備的動作時間,保護設(shè)備安全好佃。

　　當ＰＬＣ控制程序向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出動作命令后觸發(fā)計時器動作(計時器的時長為設(shè)備正常執(zhí)行完命令所需時間),當設(shè)備在正常時間內(nèi)完成規(guī)定動作后,復位計時器;否則給出報警提示,提示設(shè)備可能發(fā)生故障,并停止該設(shè)備及關(guān)聯(lián)設(shè)備的動作,防止對設(shè)備造成損壞露俏。

　　3結(jié)束語

　　ＰＬＣ控制系統(tǒng)的抗干擾可靠性設(shè)計是一項較為復雜的系統(tǒng)工程,它涉及以生產(chǎn)工藝流程毫胎、控制理論探娇、硬件/軟件選型、儀表茄焊、傳感器撒沦、信號抗干擾、接地茵冗、防雷等多方面的知識租藻。同時,還必須具備較為豐富的工程現(xiàn)場施工經(jīng)驗,才能夠設(shè)計出具有高科學性、高可靠性唉地、高實用性的ＰＬＣ控制系統(tǒng)据悔。實踐證明以上這些方法都對提高系統(tǒng)的可靠性起到了作用。

　　參考文獻:

　　[1] 熊幸明,PLC控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計 [J].自動化儀表2004.4

　　[2]. 陳宇.1998.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧[M].廣州:華南理工大學出版社.

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)耘沼，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享极颓，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構(gòu)成任何其他建議耕拷。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布讼昆、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺骚烧，不為其版權(quán)負責浸赫。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片赃绊、文字如涉及作品版權(quán)問題既峡，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容碧查，以保證您的權(quán)益运敢！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。