淺論PLC常見問題及解決方法

【摘要】：介紹可編程控制器在工業控制領域的應用以及可編程控制器在應用過程中，要保證正常運行應該注意的一系列常見問題，并給出一些合理的建議及解決方法。

關鍵詞：PLC;布線;措施

一、簡述

可編程控制器，英文稱Programmable Logic Controller，簡稱PLC，是一種工業上用的計算機。多年來，可編程控制器（以下簡稱PLC）從其產生到現在，實現了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍;其功能從弱到強，實現了邏輯控制到數字控制的進步;其應用領域從小到大，實現了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數字運算、人機接口和網絡的各方面能力都已大幅提高，成為工業控制領域的主流控制設備，在各行各業發揮著越來越大的作用。

二、PLC的應用領域

目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況主要分為如下幾類： 1.開關量邏輯控制;2.工業過程控制;3.運動控制;4.數據處理;5.通信及聯網。

三、PLC的應用特點

1.可靠性高，抗干擾能力強。

工業生產一般對控制設備要求很高，應具有很強的抗干擾能力和高的可靠性，能在惡劣的環境中可靠地工作，平均故障間隔時間長，故障修復時間短。這是PLC控制優于微機控制的一大特點。

2.配套齊全，功能完善，適用性強。

3.易學易用，深受工程技術人員歡迎。

這是PLC優于微機的另一個特點。目前大多數PLC采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”，即有傳統控制線路的清晰直觀，又適合電氣技術人員的讀圖習慣和微機應用水平，易于接受，與常用的匯編語言相比，更受歡迎。

4.系統的設計，工作量小，維護方便，容易改造。

（1）安裝與布線。動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應采用雙膠線連接。

PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備，不能與高壓電器安裝在同一個開關柜內。PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關量與模擬量也要分開敷設。交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板。

使用電感性負載時應合理選擇，或加隔離繼電器。

PLC的輸出負載可能產生干擾，因此要采取措施加以控制。

四、PLC應用中需要注意的問題

PLC是一種用于工業生產自動化控制的設備，一般不需要采取什么措施就可以直接在工業環境中使用。然而，當生產環境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，因此在使用中應注意以下問題：

1.工作環境

（1）溫度。PLC要求環境溫度在0～55℃，安裝時不能放在發熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠大。

（2）濕度。為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%（無凝露）。

（3）震動。應使PLC遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10～55Hz的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。

2.控制系統中干擾及其來源

現場電磁干擾是PLC控制系統中最常見也是最易影響系統可靠性的因素之一，所謂治標先治本，找出問題所在，才能提出解決問題的辦法。因此必須知道現場干擾的源頭。

（1）干擾源及一般分類。通常電磁干擾按干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。

（2）PLC系統中干擾的主要來源及途徑

強電干擾：PLC系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓。

柜內干擾：控制柜內的高壓電器，大的電感性負載，混亂的布線都容易對PLC造成一定程度的干擾。

來自接地系統混亂時的干擾：接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。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。

變頻器干擾：一是變頻器啟動及運行過程中產生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;二是變頻器的輸出會產生較強的電磁輻射干擾，影響周邊設備的正常工作。

3.主要抗干擾措施

（1） 硬件措施有：①屏蔽：對電源變壓器、CPU編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。②濾波：對供電系統及輸入/輸出線路采用多種形式的濾波，如LC式π型濾波 網絡，以消除高頻干擾和削弱各種模塊之間的相互影響。③電源的調整與保護：對微處理器這個核心部件所需的+5V電源，采用多級濾波，并用集成電壓調整器進行調整，以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓影響。采用模塊式結構：這種結構有助于故障情況下短時修復。設置環境檢測和診斷電路：這種分電路與軟件配合，可以實現靈活保護與故障指示等功能。正確選擇接地點，完善接地系統。良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發生的電壓沖擊危害。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內又會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。 安全地或電源接地：將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。如電源漏電或柜體帶電，可從安全接地導入地下，不會對人造成傷害。

五、結束語

隨著PLC應用領域的不斷拓寬，如何高效可靠的使用PLC也成為其發展的重要因素。21世紀，PLC會有更大的發展，產品的品種會更豐富、規格更齊全，通過完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求，PLC作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業控制領域發揮越來越大的作用。