PLC應用中應注意的問題

PLC是專門為工業生產服務的控制裝置，通常不需要采取什么措施，就可以直接在工業環境中使用。但是，當生產環境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，都不能保證PLC的正常運行，因此在使用中應注意以下問題。

一、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，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔；開關柜上、下部應有通風的百葉窗，防止太陽光直接照射；如果周圍環境超過55℃，要安裝電風扇強迫通風。

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。

4． 空氣
避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。

5． 電源
PLC供電電源為50Hz、220（1±10%）V的交流電，對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴重的環境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。

FX系列PLC有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器（如光電開關或接近開關）提供直流24V電源。當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩壓電源。因為普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯誤信息。

二、安裝與布線

1． 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。
2． 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。
3． 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。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10。
4． PLC基本單元與擴展單元以及功能模塊的連接線纜應單獨敷設，以防止外界信號的干擾。
5． 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。

三、I/O端的接線

1． 輸入接線

（1）輸入接線一般不要超過30米。但如果環境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。
（2）輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。
（3）盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。

2． 輸出連接

（1）輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。
（2）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，因此，應用熔絲保護輸出元件。
（3）采用繼電器輸出時，所承受的電感性負載的大小，會影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負載時選擇繼電器工作壽命要長。
（4）PLC的輸出負載可能產生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續流管保護，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護。

四、外部安全電路

為了確保整個系統能在安全狀態下可靠工作，避免由于外部電源發生故障、PLC出現異常、誤操作以及誤輸出造成的重大經濟損失和人身傷亡事故，PLC外部應安裝必要的保護電路。

（1）急停電路。對于能使用戶造成傷害的危險負載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應設計外部緊急停車電路，使得PLC發生故障時，能將引起傷害的負載電源可靠切斷。
（2）保護電路。正反向運轉等可逆操作的控制系統，要設置外部電器互鎖保護；往復運行及升降移動的控制系統，要設置外部限位保護電路。
（3）可編程控制器有監視定時器等自檢功能，檢查出異常時，輸出全部關閉。但當可編程控制器CPU故障時就不能控制輸出，因此，對于能使用戶造成傷害的危險負載，為確保設備在安全狀態下運行，需設計外電路加以防護。
（4）電源過負荷的防護。如果PLC電源發生故障，中斷時間少于10秒，PLC工作不受影響，若電源中斷超過10秒或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開；當電源恢復時，若RUN輸入接通，則操作自動進行。因此，對一些易過負載的輸入設備應設置必要的限流保護電路。
（5）重大故障的報警及防護。對于易發生重大事故的場所，為了確保控制系統在重大事故發生時仍可靠的報警及防護，應將與重大故障有聯系的信號通過外電路輸出，以使控制系統在安全狀況下運行。

五、PLC的接地

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。PLC的接地線與機器的接地端相接，接地線的截面積應不小于2mm2 ，接地電阻小于100Ω；如果要用擴展單元，其接地點應與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給PLC接上專用地線，接地點應與動力設備（如電機）的接地點分開；若達不到這種要求，也必須做到與其它設備公共接地，禁止與其它設備串連接地。接地點應盡可能靠近PLC。

六、冗余系統與熱備用系統

在石油、化工、冶金等行業的某些系統中，要求控制裝置有極高的可靠性。如果控制系統發生故障，將會造成停產、原料大量浪費或設備損壞，給企業造成極大的經濟損失。但是僅靠提高控制系統硬件的可靠性來滿足上述要求是遠遠不夠的，因為PLC本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系統或熱備用系統就能夠比較有效地解決上述問題。

1． 冗余控制系統

在冗余控制系統中，整個PLC控制系統（或系統中最重要的部分，如CPU模塊）由兩套完全相同的系統組成。兩塊CPU模塊使用相同的用戶程序并行工作，其中一塊是主CPU，另一塊是備用CPU；主CPU工作，而備用CPU的輸出是被禁止的，當主CPU發生故障時，備用CPU自動投入運行。這一切換過程是由冗余處理單元RPU控制的，切換時間在1~3個掃描周期，I/O系統的切換也是由RPU完成的。

2． 熱備用系統

在熱備用系統中，兩臺CPU用通訊接口連接在一起，均處于通電狀態。當系統出現故障時，由主CPU通知備用CPU，使備用CPU投入運行。這一切換過程一般不太快，但它的結構有比冗余系統簡單。