PLC应用中的问题及对策分析

李振贵

摘 要：PLC也是就可编程控制器已经广泛应用到各行各业，但是在实际应用中也碰到了一些问题。该文针对PLC应用及使用中应注意的问题，探讨了PLC在应用中遇到需要注意的问题，并且针对这些问题提出解决办法。

关键词：PLC应用 问题 建议

中图分类号：TM571.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（c）-0029-02

随着时代和科技的发展，PLC的发展已经很先进，目前被广泛应用于众多行业，从最初的单体设备控制到后来的过程控制、运动控制以及集散控制的进步，使得PLC应用领域正在逐渐扩大。目前PLC在数字运算、处理模拟量以及人机接口等方面的能力以及较之前有巨大提升，已经逐渐发展成为主流的控制设备。

1 PLC应用中遇到的问题分析

1.1 工作环境

PLC一般可以直接在工业中使用，对环境要不是很高，但也需要注意，一旦PLC处于恶劣的生产环境中，加上电磁干扰，就有可能导致问题出现，造成程序在运算方面出现错误，进而有可能会导致设备失控。因此，要在提高PLC可靠性方面不仅要求生产厂家生产的设备耐用，品质好，还需要在后天的使用过程中注意设备维护以及工作环境。

1.1.1 温度、湿度和空气的影响

PLC工作环境温度的要求应该控制在0-55摄氏度，温度过高会影响设备的性能，并且安装时要注意其周围的散热情况，不能将其安装在一些发热量大、大功率的元件下，长时间工作可能会由于散热不顺畅的原因造成线路的损坏，因此，要确保其周围的又足够大的空间能够散热，除此之外，还要控制好周围的湿度，工业上为了能够确保PLC的绝缘性能不受影响，保持空气的相对湿度要下雨85%，不能有小水珠的形成。要避免周围空气中有硫化氢以及氯化氢等易燃性的气体或者具有腐蚀性的气体的存在，在安装PLC时，尽量将其安装在封闭性良好的环境中。

1.1.2 震动以及电源

PLC的工作环境要保持平稳，避免周围存在较为强烈或易动的震源，将周围能够震动的设备或元件的振动频率控制在安全范围内，防止出现连续震动。工业上长采用减震胶等措施来进行减震。如果PLC对于周围环境的可靠性要求较高时，为防止电源线对其产生干扰，可以安装具有屏蔽层的隔离变压器。这种方法能够有效地降低设备与地面的干扰。PLC一般提供给输入端的电源负荷是24V的直流电，如果输入端用的是外接直流电源，则应该使用直流稳压电源。一般整流滤波电源的波纹会产生影响，易造成PLC接收不正确的信息。

1.2 干扰来源与分类

1.2.1 干扰来源

现场电磁干扰最为常见，因此必须要了解干扰源。干扰源一般都在电压或者电流变化剧烈的部分，由于电流发生改变后会产生磁场，这会对周围设备造成电磁辐射干扰，磁场改变能够产生电流，电磁能够产生电磁波。电磁干扰按照干扰模式的不同普遍分为差模干扰以及共模干扰。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度[3]。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成[3]。

1.2.2 PLC系统中的干扰源

（1）强电干扰。

PLC的系统供电来源于电网，电网的覆盖面积普遍较广，电网受到空间电磁干扰，从而在线路上感应电压。

（2）信号线导入干扰。

各种跟PLC连接的信号线，虽然能够传输信息，但是其中肯定会有外部信号的侵入，这是无法避免的，常见的是通过共用信号仪表的电源进入电网进行干扰。或者是受到电磁辐射的干扰。引号引入干扰会使得I/O信号工作异常，造成测量精度严重降低，甚至可能会随上元器件。

（3）柜内干扰。

处于控制柜里边的高压电器、混乱布线、较大电感性负载都会对PLC造成不同程度上的干扰。

（4）PLC系统内部干扰。

PLC系统内部干扰主要来源于系统内部的元器件以及电路之间产生的电磁辐射，逻辑电路产生辐射会对模拟电路产生影响。

（5）接地系统混乱干扰。

接地能够提升电子设备的电磁兼容性，恰当的接地会降低电磁干扰的影响，不正确的接地，会引起干扰信号，通常这种干扰信号较强，容易造成PLC系统不能正常运行。

（6）变频器干扰。

变频器一般在启动以及工作时都会产生干扰，这个期间会产生谐波，谐波能够对电网造成巨大影响，会造成电网电压畸变，严重影响到电压质量。此外变频器在输出时会产生干扰能力极强的电磁辐射，会影响到周围设备的运作。

1.3 相关抗干扰措施

1.3.1 常见的抗干扰

措施主要包括对电源进行合理处理，来避免 由于电网引入带来的干扰；将接地系统完善，要选择合适的接地点。

1.3.2 变频器干扰措施

首先针对电源的传导干扰可以采用添加隔离变压器的方法，这种方法能够将大部分传导干扰阻隔在隔离变压器之前，其次还可以使用滤波器，由于滤波器本身就具有较强的抗干扰能力，还可以组织干扰传导电源处，并且它能够将尖峰电压吸收掉。最后还可以使用输出电抗器，它也能够减少电磁辐射的影响，保护好周围设备的正常工作。

2 实例分析

某厂原料输送装置控制系统经技术改造后，采用三菱FX2作为顺序联锁控制，投运后出现无原因跳停设备及启停顺序错误。后经排查分析发现诸多问题：技改利用部分原有控制电缆，导致部分输入信号线未使用屏蔽线；其中一段在电缆桥架中与动力电缆（其中包括大功率变频装置馈电电缆）平行敷设；输入、输出信号使用的屏蔽电缆在输入、输出侧和控制器侧两点接地；信号线中间有接头时， 屏蔽层未牢固连接等。上述问题形成的干扰造成PLC系统不能够正常运转。通过采取针对性措施后，系统正常运行。

问题分析与解决：

外部配线之间存在的互感和分布电容能够对信号传送产生窜扰。交流输出、输入信号与直流输出、输入信号分别使用各自的电缆能够有效地防止或者减少来自外部配线的干扰。晶体管或者集成电路等设备的输入、输出信号线必须使用屏蔽电缆， 屏蔽电缆在输出、输入侧要保持悬空，控制器侧要能够接地。具体电路设计如图1 所示。对于信号线之间的接头， 屏蔽层应进绝缘处理并且牢固连接， 此时要注意避免多点接地； 当多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时， 将各个屏蔽层之间连接好， 选择适当的接地处单点接地并进行绝缘处理。

配线长度<30 m的直流和交流输出、输入信号线最好不要使用同一电缆，。共用同一根配线管时，输入信号要使用屏蔽电缆；30～300 m长度配线的交流跟直流输出、输入信号线要分别使用各自的电缆， 并且输入信号线一定要用屏蔽线；300 m以上配线可用中间继电器转换信号或使用远程I/ O通道。除此之外还需注意布线方式；信号电缆应按传输信号种类分层布置； 使屏蔽线与大功率设备保持较大距离；尽量避免信号线与动力电缆靠近平行敷设，若与动力线路不能分开布设时， 可使用镀锌管敷设， 不但可以防止干扰， 同时也能够保护线路； 远距离传输信号， 也可以考虑使用光纤进行传输。

3 结语

社会在不断发展，科技也在快速进步，PLC广泛应用到工业生产中。因此，要更加关注PLC控制系统在使用中容易遇到的问题。PLC系统的抗干扰问题一直非常复杂，要考虑的因素太多，只有认真负责，不断探索的态度，才能保证在工作中少出问题。

参考文献

[1] 冯玉梅.浅谈PLC在水电厂应用中应注意的问题[J].城市建设理论研究，2014（31）：2429.

[2] 李黎.浅谈PLC应用及使用中应注意的问题[J].科技资讯，2011（34）：90.

[3] 邴波，汤启光.简述PLC应用及使用中应注意的问题[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（1）：248-249.