浅谈PLC控制系统的可靠性措施

温晋勇

摘  要：PLC属于工业环境设计控制装置，该装置能够适应恶劣的环境，具有良好的稳定性与可靠性。但如果安装不当，就会严重影响运行安全，令PLC接收错误信号。为此，在进行系统设计时，要采取与之相对应的可靠性措施，减少干扰隐患。该文围绕PLC控制系统的可靠性措施予以研究讨论，通过对电源实施抗干扰性措施以及输入/输出的抗干扰性措施进行分析研究，从而有效解决实际应用中出现的干扰隐患。

关键词：PLC控制系统  可靠性  措施

中图分类号：TP29    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）01（b）-0077-02

1  电源抗干扰措施

对PLC控制系统，电源是主要进入该项控制系统的途径之一，其干扰主要源自供电路中阻抗耦的，也就是说各种各样且大功率的用电设备都是PLC控制系统的干扰源。对于可靠性要求比较高且具有一定的干扰性的场所，技术人员可以在PLC中的交流电源内部的端口增加一些能够带有屏蔽功能的隔离变压器，或者是带有屏蔽功能的低通滤波器。与此同时，技术人员还可以在互联网中寻找一些能够具有滤波器功能、净化功能的电源产品予以应用[1]。

2  输入与输出的抗干扰措

2.1 布线的抗干扰措施

数字量信号在传送比较远的距离时，技术人员可以采用屏蔽电缆的方式，减少抗干扰能力。而模拟信号以及高速信号则要选择屏蔽电缆的方式，并选取相关规定范围内的通讯电缆予以使用。PLC在应用过程中套远离带有强烈干扰的物质，如变频器、大型动力设备以及大功率晶匣管装置等。同样在一个开关箱内不同将高压电器与PLC安装在一起，同时还要保证PLC与动力线保持200mm的距离。另外，技术人员在安装电缆时应单独走线，信号线也不能同功率线一起布线，不同类型的功能线要与安装在不同的电线卡槽当中，不能集中装置在一起，并且线与线之间还要保持较大的距离。另外，动力线要与数字量的输入线、输出线要安装在一起，如果两者距离比较远时，技术人员可以找一个继电器来对其进行干扰。而I/O线却要与电源线保持一定的距离，最好不要设置在一个卡槽当中。倘若在不得已的情况下在同一卡槽中进行布线，技术人员就需要使用屏蔽电缆线减少干扰因素。不同信号线也不能安放在同一个插件当中予以传递，倘若情况特殊需要将型号不同的信号线安置在一起，技术人员就要用备用端子讲这些线分隔开，以此减少这些信号线之间相互干扰。

2.2 PLC的接地

如果接地时功能较为良好，就能提供较为安全可靠的运行条件，然而在接地时出现错误时，就会令接地点出现地位差，同时引发接地出现环路电流，从而影响PLC控制系统的正常运行工作。模拟地电位在分布过程中出现干扰情况，就会造成测量精准度出现下降趋势，信号检测控就会出现失真情况，发布错误的指令动作。强电设备不能同PLC使用同一个接地装置，且接地线的面积要大于2mm2，而PLC与接地点之间的距离要在50m之内。

接地点可以提供网络，这就需要各个控制屏之间要与自动化元件保持较远的距离，如果将各个控制屏分别将其安置在距离接地母线比较近的地方，就会使强电设备中的接地电流之间存在出现较大的电位数值差，导致控制系统在工作时受到一定的干扰。为了避免不同信号回路的接地线电流受到带有交叉性的干扰，技术人员必须将该设备采取分离系统，然后把该系统中的弱电信号地线予以接通，再根据不同规定的截面积导线一起引入到接地线的网路中某点，以此满足PLC控制系统对接地的要求[2]。

2.3 防止变频器干扰措施

交—直—交变换电路是变频器的主电路，且这里的工频电源受到整流的影响被转变成直流电压信号，使得变频器在输出时产生的是基波频率中带有可变性的高频脉冲信号，这种载波频率能够产生数十千赫兹。输入电流中包含较为丰富的谐波中的脉冲波，这种脉冲波能够借助电力线来对其他设备进行干扰。输出主电路与输入电流相同也含有谐波电流，由此可见，变频器中的主要电路属于辐射源，而输入与输出中带有的谐波电流能够利用电缆向四周空间散发辐射，导致周边的电气设备受到一定的干扰。技术人员要想将变频器放入到控制柜当中，必须要将变频器中的金属外壳接地，这样能够屏蔽掉高频谐波。PLC控制系统的信号线还要与变频器中的输出线分开穿管敷设，变频器当中的输出线不能随意进行敷设，必须采用屏蔽电缆或者是穿钢管进行敷设，这样能防止辐射干扰，同时也能减少相对应的感应干扰[3]。

2.4 干扰环境隔离措施

通常情况下，PLC控制系统中的输入信号与输出信号都应该采用内部隔离的方式，防止出现环境干扰的情况发生，保证PLC控制系统能够正常运行。为此，技术人员没有必要在PLC控制系统外部安置一些抗干扰器件。

例如：在较为常见的工业环境，技术人员要强化PLC控制系统减少高压电、电磁场以及大电流断路器所产生的干扰性影响。对于现场环境条件较为有限，时常出PLC控制系统中的低压控制电缆与强电电缆一同敷设在同一个电缆沟槽当中，这时强电电缆中的输入线就会产生电流较为强大的感应电压与电流，致使PLC输入端内部器件的二极管发光，令PLC控制系统发出错误指令，当出现这类问题时，技术人员可以将长线引入到PLC控制系统中的数字量信号当中，而那些距离较长的PLC控制系统中发射出来的外部信号，以及计算机之间需要串行的电子通信信号等，技术人员可以采用光纤来进行传输与隔离，或者是采用戴光耦合器来接通通信端口。

3  故障检测与诊断

当自动控制系统中安装故障报警显示系统，这样操人员在操作过程中就会依照指示灯的提示，知道该设备是正常运转，还是出现相关故障情况。也就是说该设备正常运行安全灯亮起，设备出现问题时指示灯出现频闪现象。另外设计人员还可以在自动控制系统中安装故障恢复按钮，待操作人员使按钮复位以后，该设备就能恢复到正常工作状态当中。另外，技术人员要整理好一些较为常见的设备经常出现问题的逻辑关系，并用与之相对应的指示灯在设备显示界面予以提示警告，这样操作人员在操作过程中，就能根据相应的故障指示灯对予以及时处理。技术人员在设置指示灯时，还要对指示灯程序进行反复测试，这样在其反复测试中检查PLC控制系统启动，以及其运行情况是否正常，并检测指示灯能否反映正常[4]。

技术人员在检查故障时，要知道机械设备每一项工作操作在所使用的时间范围大多都是不会变的，即便出现变化也不会与同原数据相差甚远。PLC控制系统发出，某个输出信号时，与该信号相应的外部执行操作功能开始运作，这时技术人员可以采用定时对此动作予以监视，检查该动作是否在相应时间内予以完成。通常检测时定时器设定时间值要比正常完成动作的时间长。

4  結语

总之，以上论述对PLC控制系统的干扰源提供相关抗干扰措施，然而在实际应用时，还要对干扰因素予以综合考虑，采取科学合理的抗干扰措施，做到具体问题具体分析，确保PLC控制系统能够正常工作，从而降低干扰隐患。

参考文献

[1] 武强.关于增强PLC控制系统可靠性的措施分析[J].科学技术创新，2017（28）：84-85.

[2] 陈艳.提高PLC控制系统可靠性的措施[J].自动化应用，2015（12）：79-81.

[3] 郝淑荣.提高PLC控制系统可靠性的措施[J].电气开关，2013（1）：4-7.

[4] 马新合，李芹.浅谈PLC控制系统的可靠性措施[J].职业，2010（12）：109.