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摘要:本文介绍了可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中，要保证正常运行应该注意的一系列常见问题，并给出一些合理的建议及解决方法。
关键词:PLC；工业控制；抗干扰；布线；接地；建议
Abstract: This paper introduces a programmable controller in the industrial control field and the application of PLC in the application process, to ensure normal operation should pay attention to a series of problems, and gives some reasonable suggestions and solutions.
Key words: PLC; industrial control; anti-interference; cabling; grounding; suggestion
中图分类号：TP313 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
一、简述
多年来，可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越.今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用.
二、PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类:
1.开关量逻辑控制；
2.工业过程控制；
3.运动控制；
4.数据处理；
5.通信及联网.
三、PLC的应用特点
1.可靠性高，抗干扰能力强.
2.配套齐全，功能完善，适用性强.
3.易学易用，深受工程技术人员欢迎.
4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造.
4.1安装与布线.动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接.
PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内.PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设.交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行.
4.2 I/O端的接线。
输入接线:输入接线一般不要太长。输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读.
输出连接:输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。
使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器.
PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制。
四、PLC应用中需要注意的问题
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施就可以直接在工业环境中使用。然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，因此在使用中应注意以下问题:
1.工作环境
1.1温度-PLC要求环境温度在0-55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
1.2湿度-为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。
1.3震动-应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10-55Hz的频繁或连续振动.当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
1.4空气-避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等.对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
1.5电源-PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力.在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
2.控制系统中干扰及其来源
现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法，因此必须知道现场干扰的源头。
2.1干扰源及一般分类.通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
2.2 PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰:PLC系统的正常供电电源均由电网供电.由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。
柜内干扰:控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
来自接地系统混乱时的干扰:接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一.正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰。
来自PLC系统内部的干扰:主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
变频器干扰:一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
3.主要抗干扰措施
3.1电源的合理处理，抑制电网引入的干扰.对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
3.2正确选择接地点，完善接地系统.良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害.此外，屏蔽層、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
安全地或电源接地:将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地.如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。
五、结束语
随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。
21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
参考文献：
《电气与可编程序控制器技术》 汤以范 主编 机械工业出版社
《可编程序控制器原理及应用》 赵金荣 叶真 编 上海应用技术学院
作者简介格式：乔艳春 （1985年3月8日） 女、汉族、籍贯（山西省忻州代县）、2008年毕业于太原科技大学自动化专业，现在首钢长治钢铁有限公司 现任助理工程师、学士学位、自动化研究方向.
关键词:PLC；工业控制；抗干扰；布线；接地；建议
Abstract: This paper introduces a programmable controller in the industrial control field and the application of PLC in the application process, to ensure normal operation should pay attention to a series of problems, and gives some reasonable suggestions and solutions.
Key words: PLC; industrial control; anti-interference; cabling; grounding; suggestion
中图分类号：TP313 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
一、简述
多年来，可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越.今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用.
二、PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类:
1.开关量逻辑控制；
2.工业过程控制；
3.运动控制；
4.数据处理；
5.通信及联网.
三、PLC的应用特点
1.可靠性高，抗干扰能力强.
2.配套齐全，功能完善，适用性强.
3.易学易用，深受工程技术人员欢迎.
4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造.
4.1安装与布线.动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接.
PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内.PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设.交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行.
4.2 I/O端的接线。
输入接线:输入接线一般不要太长。输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读.
输出连接:输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。
使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器.
PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制。
四、PLC应用中需要注意的问题
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施就可以直接在工业环境中使用。然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，因此在使用中应注意以下问题:
1.工作环境
1.1温度-PLC要求环境温度在0-55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
1.2湿度-为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。
1.3震动-应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10-55Hz的频繁或连续振动.当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
1.4空气-避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等.对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
1.5电源-PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力.在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
2.控制系统中干扰及其来源
现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法，因此必须知道现场干扰的源头。
2.1干扰源及一般分类.通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
2.2 PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰:PLC系统的正常供电电源均由电网供电.由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。
柜内干扰:控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
来自接地系统混乱时的干扰:接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一.正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰。
来自PLC系统内部的干扰:主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
变频器干扰:一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
3.主要抗干扰措施
3.1电源的合理处理，抑制电网引入的干扰.对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
3.2正确选择接地点，完善接地系统.良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害.此外，屏蔽層、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
安全地或电源接地:将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地.如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。
五、结束语
随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。
21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
参考文献：
《电气与可编程序控制器技术》 汤以范 主编 机械工业出版社
《可编程序控制器原理及应用》 赵金荣 叶真 编 上海应用技术学院
作者简介格式：乔艳春 （1985年3月8日） 女、汉族、籍贯（山西省忻州代县）、2008年毕业于太原科技大学自动化专业，现在首钢长治钢铁有限公司 现任助理工程师、学士学位、自动化研究方向.