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【摘 要】 PLC在编程，安装布线以及具体控制中应该注意的事项和所采取的措施。确保控制系统更加高效、可靠。
【关键词】 PLC;控制系统;安全性
PLC控制与传统的继电器控制相比，具有许多优点，它用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少，并正在逐步取代传统的继电器控制。但在使用时由于工业生产现场的环境恶劣，干扰源众多，所以在应用PLC控制系统时，在编程、安装以及在某些具体控制系统中，应该具体问题具体分析，才能使控制系统更加高效、可靠。
1、影响PLC控制系统安全性的因素
影响PLC控制系统安全性的因素主要集中安装在主控室之中，但由于其系统复杂，设备种类多，输入/输出（I/O）端口多，特别是外部的连接电缆又多又长，它们大多处在强电设备所形成的恶劣电磁环境中。总体来说，PLC系统的干扰源主要有2种形式：电磁干扰和机械振动干扰。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。
1.1来自空间的干扰
空间的电磁场辐射（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于其射频场内，就会受到辐射干扰。
1.2系统外引线的干扰
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在电势差，引起地环路电流，影响系统正常工作。
1.3系统内部的干扰
1）柜内干扰。如果PLC系统与其他大电感设备、高电压设备混装，控制柜内的高压电器，大电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
即使PLC系统只与小容量电器安装在一起，这些电器的通断控制同样会产生电磁干扰。
2）变频器和伺服驱动器的干扰。变频器和伺服驱动器启动和运行过程中产生的谐波可以对电网产生传导干扰，从而引起电网电压畸变，影响电网的供电质量;变频器和伺服驱动器的输出也会产生较强的电磁辐射干扰，进而影响周边设备的正常工作。
2、提高PLC控制系统安全性的硬件措施
为了保证PLC系统在工业电磁环境中免受或减少内外部电磁干扰，必须在设计和施工中采取有效的抑制措施。抑制干扰的基本原则是：抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统的抗干扰能力。
2.1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化比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。最好采用专用的净化电源，对PLC的CPU部分与I/O部分分别供电，以避免I/O外部回路短路造成PLC停机。
2.2安装和布线
1）安装。PLC应远离强干扰源如电焊机等。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。
2）柜内布线。柜内导线尽量按照不同的电压等级及分类分别走线，信号线采用双绞带屏蔽线。如必须在同一线槽内，分别捆扎交流信号线、直流信号线。
3）柜外布线。PLC的输入与输出、开关量与模拟量要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端接地，接地电阻应小于1欧姆。不同电压等级的信号，交流信号与直流信号不能安排在同一根电缆中。
2.2正确选择接地点，完善接地系统
1）安全地或电源接地。将电源接地端和柜体连线接地做为安全接地。若电源漏电或柜体带电，可以从安全接地端导入地下。
2）系统接地。系统接地即PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地。接地电阻不得大于4欧姆，通常需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。
3）信号与屏蔽接地。一般要求信号线必须有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地;不接地时，应在PLC侧接地;信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应互相连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接地。
3、提高PLC控制系统安全性的软件措施
在某些具体控制系统中，PLC的软触点并不能代替全部机电硬触点，而是要软硬互补、合理配置。
1）点动、急停按钮应直接控制执行元件。点动按钮主要用来调试设备及处理异常情况，是相对独立于自动运行工况的手动操作，所以点动按钮不作为PLC输入信号处理，而是跳过PLC直接去控制输出回路的执行元件（如接触器、电磁阀等），这样既便于现场调试和处理试机中的问题，又少占用PLC的输入点，并且在PLC某个环节故障时不致影响调试工作;急停按钮无论装在操作台上或机旁，都是为应付重大设备人身事故而采取的紧急停机措施。因此，急停按钮直接作用于电源开关的跳闸，这样不但少用PLC的输人与输出点，并且有利于迅速可靠处理安全事故。
2）重要的保护、联锁触点应就近与被控线圈串联。过载保护的热继电器触点，过流保护用的电流继电器触点，行走或升降机械的限位开关，电机Y一△转换和正反向接触器的互联触点等，都属于重要的保护、联锁触点。这些开关、触点动作后，若主回路开关或接触器不能迅速掉闸，将会酿成重大事故。因此，要尽可能地减少这些触点到执行元件问的转换环节和连接点。对于Y一△转换和正反向联锁，虽然在梯形图中已设置相应的软触点联锁电路，但因PLC是按成批I/O方式工作的，2个接触器通断信号同时输出.若它们的动作时间配合不当.在释放与吸合期间存在接通的重合时刻，便会造成电源相间短路。当然，若同一保护、联锁装置有2对触点，则可取其中一对输入PLC，以实现双重保护及联锁，控制系统的可靠性将进一步提高。
3）设备运行指示宜用其控制开关的电气硬触点带动。PLC输出点可直接带动电磁阀、指示灯等声光信号装置，但PLC输出点只能反映控制程序的执行结果，不一定是被控设备的实际工作状态，这是因为从输出点到被控设备之间还有继电器、接触器、导线及接头等器件，其中任何一個环节出故障，均影响指示的正确性。因此，对单机的运行指示均应直接由它的控制开关或接触器的辅助触点控制，只有那些与系统中多台设备工况有关的显示信号才用PLC输出点带动。
4、结束语
为确保整个系统稳定可靠，应当尽量使PLC有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。
参考文献：
[1]刘方铭，PLC飞剪控制系统鉴相电路的优化，重庆：电工技术，2004（5），27～28
[2]熊幸明.PLC控制系统的可靠性设计[J].自动化仪表2004.4.
【关键词】 PLC;控制系统;安全性
PLC控制与传统的继电器控制相比，具有许多优点，它用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少，并正在逐步取代传统的继电器控制。但在使用时由于工业生产现场的环境恶劣，干扰源众多，所以在应用PLC控制系统时，在编程、安装以及在某些具体控制系统中，应该具体问题具体分析，才能使控制系统更加高效、可靠。
1、影响PLC控制系统安全性的因素
影响PLC控制系统安全性的因素主要集中安装在主控室之中，但由于其系统复杂，设备种类多，输入/输出（I/O）端口多，特别是外部的连接电缆又多又长，它们大多处在强电设备所形成的恶劣电磁环境中。总体来说，PLC系统的干扰源主要有2种形式：电磁干扰和机械振动干扰。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。
1.1来自空间的干扰
空间的电磁场辐射（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于其射频场内，就会受到辐射干扰。
1.2系统外引线的干扰
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在电势差，引起地环路电流，影响系统正常工作。
1.3系统内部的干扰
1）柜内干扰。如果PLC系统与其他大电感设备、高电压设备混装，控制柜内的高压电器，大电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
即使PLC系统只与小容量电器安装在一起，这些电器的通断控制同样会产生电磁干扰。
2）变频器和伺服驱动器的干扰。变频器和伺服驱动器启动和运行过程中产生的谐波可以对电网产生传导干扰，从而引起电网电压畸变，影响电网的供电质量;变频器和伺服驱动器的输出也会产生较强的电磁辐射干扰，进而影响周边设备的正常工作。
2、提高PLC控制系统安全性的硬件措施
为了保证PLC系统在工业电磁环境中免受或减少内外部电磁干扰，必须在设计和施工中采取有效的抑制措施。抑制干扰的基本原则是：抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统的抗干扰能力。
2.1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化比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。最好采用专用的净化电源，对PLC的CPU部分与I/O部分分别供电，以避免I/O外部回路短路造成PLC停机。
2.2安装和布线
1）安装。PLC应远离强干扰源如电焊机等。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。
2）柜内布线。柜内导线尽量按照不同的电压等级及分类分别走线，信号线采用双绞带屏蔽线。如必须在同一线槽内，分别捆扎交流信号线、直流信号线。
3）柜外布线。PLC的输入与输出、开关量与模拟量要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端接地，接地电阻应小于1欧姆。不同电压等级的信号，交流信号与直流信号不能安排在同一根电缆中。
2.2正确选择接地点，完善接地系统
1）安全地或电源接地。将电源接地端和柜体连线接地做为安全接地。若电源漏电或柜体带电，可以从安全接地端导入地下。
2）系统接地。系统接地即PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地。接地电阻不得大于4欧姆，通常需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。
3）信号与屏蔽接地。一般要求信号线必须有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地;不接地时，应在PLC侧接地;信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应互相连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接地。
3、提高PLC控制系统安全性的软件措施
在某些具体控制系统中，PLC的软触点并不能代替全部机电硬触点，而是要软硬互补、合理配置。
1）点动、急停按钮应直接控制执行元件。点动按钮主要用来调试设备及处理异常情况，是相对独立于自动运行工况的手动操作，所以点动按钮不作为PLC输入信号处理，而是跳过PLC直接去控制输出回路的执行元件（如接触器、电磁阀等），这样既便于现场调试和处理试机中的问题，又少占用PLC的输入点，并且在PLC某个环节故障时不致影响调试工作;急停按钮无论装在操作台上或机旁，都是为应付重大设备人身事故而采取的紧急停机措施。因此，急停按钮直接作用于电源开关的跳闸，这样不但少用PLC的输人与输出点，并且有利于迅速可靠处理安全事故。
2）重要的保护、联锁触点应就近与被控线圈串联。过载保护的热继电器触点，过流保护用的电流继电器触点，行走或升降机械的限位开关，电机Y一△转换和正反向接触器的互联触点等，都属于重要的保护、联锁触点。这些开关、触点动作后，若主回路开关或接触器不能迅速掉闸，将会酿成重大事故。因此，要尽可能地减少这些触点到执行元件问的转换环节和连接点。对于Y一△转换和正反向联锁，虽然在梯形图中已设置相应的软触点联锁电路，但因PLC是按成批I/O方式工作的，2个接触器通断信号同时输出.若它们的动作时间配合不当.在释放与吸合期间存在接通的重合时刻，便会造成电源相间短路。当然，若同一保护、联锁装置有2对触点，则可取其中一对输入PLC，以实现双重保护及联锁，控制系统的可靠性将进一步提高。
3）设备运行指示宜用其控制开关的电气硬触点带动。PLC输出点可直接带动电磁阀、指示灯等声光信号装置，但PLC输出点只能反映控制程序的执行结果，不一定是被控设备的实际工作状态，这是因为从输出点到被控设备之间还有继电器、接触器、导线及接头等器件，其中任何一個环节出故障，均影响指示的正确性。因此，对单机的运行指示均应直接由它的控制开关或接触器的辅助触点控制，只有那些与系统中多台设备工况有关的显示信号才用PLC输出点带动。
4、结束语
为确保整个系统稳定可靠，应当尽量使PLC有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。
参考文献：
[1]刘方铭，PLC飞剪控制系统鉴相电路的优化，重庆：电工技术，2004（5），27～28
[2]熊幸明.PLC控制系统的可靠性设计[J].自动化仪表2004.4.