PLC控制系统设计中若干问题的处理
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关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系统 ； 设 计 问题 ； 措 施 处 理
随着科学技术的发展 ， 科技水平的提高， 可编程控制器（ Ｐ Ｌ Ｃ ） 在工 设备与地之间的干扰 ， 提高系统的 可靠眭。 当然还可 以 在电源输入端和 业控制 中的应用越来越广泛 ， 由此对 Ｐ Ｌ Ｃ系统安全可靠运行知识的掌 隔离变压器之间串接 Ｌ ｃ低通滤波电路 ， 以吸收掉电源中大部分的毛刺 握， 就显得十分重要。 电压或电流。 １减少输入点和输出点数的方法 Ｑ Ｄ ——Ｔ ｛ ＝ 对于一个设计好 的 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统 ， 当工艺要求改变时 ， 常常要 改 变原来的程序， 这时可能会出现 Ｉ ／ Ｏ点数不够但又不想增加见。扩展模 块的情况 ， 此时可采用减少输入点和输出点 的方法来解决。 ｔ ——Ｔ １ ＝ １ ． １减０ ＇ ， ￣／ ｋ Ａ的方法。 （ １ ） 分时分组输入。 控制系统一般具有手动 Ｐ Ｌｃ 和 自动的两种工作方式 。 由于手动操作与 自动操作是不同时发生的， 可 Ｏ Ｏ ２ Ｔ ｛ ＝ 隆 分成两组 ， 并 由转换开关 Ｓ Ａ选择 自动 （ 位置 ２ ） 和手动（ 位置 １ ） 的工作 位置 ， 如图 １ 所示。“ 自动” 输入信号 Ａ１ 一 Ａ ８ 、 “ 手动 ” 输入信号 Ｍ１ 一 Ｍ８ ———＼． （ 三 卜 ＿ ＇ 共用 Ｐ Ｌ Ｃ输 人点 １ ０ ． ０ — １ ０ ． ７ ， 用“ 工作方式” 选择开关 Ｓ Ａ来切换“ 自动” 和 “ 手动” 信号输 入电路。图中二极管的作用是避免产生寄生电路， 保证信 号的正确输入。例如，图中 若没有二极管 ， ｓ Ａ处于 自 动位置 ２ 处， Ａ ｌ 、 图３ 输入信号设在 Ｐ Ｌ Ｃ外部 图 ４矩阵输出 Ｍ１ 、 Ｍ２ 闭合 ， Ａ ２ 断开 ， 此时输入电流经 ２ ４ Ｖ电源端流出， 经 Ａ１ 、 Ｍ１ 、 Ｍ ２ 布线的杭干扰措施。 动力线和控制线以及 Ｐ Ｌ Ｃ的电源线和 Ｉ ／ Ｏ 形成寄生回 路流人 １ ０ ． １ 端子， 从而使输 人 位１ ０ ． １ 错误地变成 Ｏ Ｎ 。 （ ２ ） 输 线应分别配线 ， 这不仅能使其有尽可能大的空间距离 ， 并能将干扰降到 入 触头合并。 在生产工艺允许的条件下， 将具有相同性质和功能的 输入 最低限度。 触头串联或并联后再输入 Ｐ Ｌ Ｃ 输入端 ， 这样使几个输入信号只占 用一 Ｐ Ｌ Ｃ 应远离强干扰源 ， 如大功率硅整流装置和大型动力设备 ， 不能 个输入点。如图 ２ 所示 ， 某负载可在多处启动和停止， 可以将三个启动 与高压电器安装在同—个开关柜内。 在柜内 Ｐ Ｌ Ｃ应远离动力线（ 二者之 信号并联， 将二个停 Ｉ Ｅ 信号 串联 ， 分别送给 Ｐ Ｌ Ｃ的两个输入点。与每一 间距离应大于 ２ ０ ０ ａ ｒ ｍ） 。 与Ｐ Ｌ Ｃ装在同—个柜子 内的电感性负载 ， 如功 个启动信号和停 Ｉ Ｅ 信号各占用—个输入点的方法相 比，不仅节约了输 率较大的继电器 、 接触器的线圈 ， 应并联 Ｒ Ｃ消弧电路。 Ｐ Ｌ Ｃ的输入与输 入点 ， 而且简化 了梯形图电路。 （ ３ ） 将信号设置在 Ｐ Ｌ Ｃ之外。 系统中的某 出最好分开走线 ， 开关量与模拟量也要分开敷设。 模拟量信号的传送应 些输入信号功能简单 、 涉及面很窄 ， 如手动操作按钮 、 电动机过载保护 采用屏蔽线， 接地电阻应小于屏蔽层电阻的 １ ／ １ ０ 。 交流输 出线和直流输 的热继电器触头等， 有时就没有必要作为 Ｐ Ｌ Ｃ输入。如图 ３ 所示 ， 手动 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 按钮 Ｓ Ｂ １ 一 Ｓ Ｂ ３ ，过载保护的热继电器触头 Ｆ Ｒ １ 一 Ｆ Ｒ ３ ，它们都位于 Ｐ Ｌ Ｃ 行。 ２ ． ３ Ｉ ／ Ｏ端的接线 的抗干扰措施。 输＾ 接线—般不要太长 。 但如果环 境干扰较小， 电压降不大时， 输入接线可适当长些。输入 ／ 输出线要分 开， 不能使用同一根电缆 。尽可能采用常开触头形式连接到输入端 ， 使 编制的梯形图与继电器原理图一至 ， 便于阅读。 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— 蛆 中的输出只能用同— 类 型、 同 一电压等级的电源。 由于 Ｐ Ｌ Ｃ 的输出元件被封装在印制电路板 匕， 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 。采用继电器输出时 ， 所承受的电 感 陛负载的大小 ， 会影响到继电器的使用寿命， 使用 电 感性负载时应合 图 １分时分组输入法 图 ２输入触头合并法 理选择 ， 或加隔离继电器。Ｐ Ｌ Ｃ的输出负载可能产生干扰 ， 因此要采取 １ － ２减少输出的方法。 （ １ ） 矩阵输出。 采用 ８ 个输出组成 ４ × ４ 矩阵 ， 措施加以控制， 如直流输出的续流管保护 ， 交流输 出的阻容 吸收电路 ， 可接 ｌ ６ 个输出设备。 要使某个负载接通工作 ， 只要控制它所在的行与 晶体管及双 向晶闸管 输 出的旁路电阻保护。 列对应的输出继 电器接通即可。 这样用 ８ 个输出点就可控制 １ ６ 个不同 ２ ＿ ４正确选择接地点、 各接地系统。良好的接地是保证 Ｐ Ｌ Ｃ可靠工 控制要求 的负载 ， 如图 ４ 所示。 （ ２ ） 分组输 出。 当 两组负载不会同时工作 作的重要条件， 可以避免偶然发生 的电压冲击危害。 拄弛 的 目的通常有 时， 可通过外部转换开关或通过受 Ｐ Ｌ Ｃ控制的电器触头进行切换 ， 这样 两个 ， 其一为了安全， 其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是 Ｐ Ｌ Ｃ 控 Ｐ Ｌ Ｃ的每个输出点可以控制两个不同时工作 的负载。（ ３ ） 并联输 出。对 制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 于两个通断状态完全相同的负载， 可将它们并联后共用—个 Ｐ Ｌ Ｃ的输 ２ ５变频器干扰的防止措施。 变频器的干扰处理一般有下面几种方 出点。 式： 一是加隔离变压器 ， 这种方法 主要是针对来 自 电源的传导干扰 ， 可 ２抗干扰措施 以 将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。 二是使用滤波器， 滤 Ｐ Ｌ Ｃ 是专门为工业生产环境而设计的控制装置 ， 具有较强的适应 波器具有较强的抗干扰能力 ， 还具有防止将设备本身的干扰传导给电 恶劣工业环境的能力 ， 一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工 源 ， 有些还兼有尖峰电 压吸收功能。三是使用输 出电抗器 ， 在变频器到 业环境使用。但由于它直接和现场的 Ｉ ， ０ 设备相连 ， 外来干扰很容易通 电动机之间增加交流 电抗器主要是为了减少变频器输出在能量传输过 过电源线或 Ｉ ／ Ｏ 传输线侵入， 从而引起控制系统的误动作 ， 严重时甚至 程中线路产生电磁辐射， 影响其他设备正常工作。 使控制系统失控。因此， 在设计 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统时， 应采取可靠的 抗干扰 参考文献 措施 ， 使干扰对系统的影响减小到最低。具体来讲， 可从 以 下几方面来 ［ １ ］ 方明． Ｐ Ｌ Ｃ 在控制中若干设计 问 题研究 计算机光盘软件与应用， 考虑。 ２ ０ １ ２ （ １ ７ ） ． ２ ． １电源的抗干扰措施 。 对于电源引入的电网干扰 ， 可以在 Ｐ Ｌ Ｃ的 ［ ２ ］ 金彦平． 源输 ＾ 端安装一台带屏蔽层的隔离变压器（ 变 比为 １ ： １ ） ， 以减少 ２ ０ ０ ５ （ ３ ） ．
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３ ８・
科技论 坛
Ｐ Ｌ Ｃ控制系统设计中若干问题 的处理
刘鹏 羽
（ 黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司生产部 ， 黑龙 江 伊春 １ ５ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 本文分析 了Ｐ Ｌ Ｃ控制 系统干扰 的来源 ， 指 出在工程应用时必须综合考虑控 制 系统可靠性的几种有效技术措施 。
随着科学技术的发展 ， 科技水平的提高， 可编程控制器（ Ｐ Ｌ Ｃ ） 在工 设备与地之间的干扰 ， 提高系统的 可靠眭。 当然还可 以 在电源输入端和 业控制 中的应用越来越广泛 ， 由此对 Ｐ Ｌ Ｃ系统安全可靠运行知识的掌 隔离变压器之间串接 Ｌ ｃ低通滤波电路 ， 以吸收掉电源中大部分的毛刺 握， 就显得十分重要。 电压或电流。 １减少输入点和输出点数的方法 Ｑ Ｄ ——Ｔ ｛ ＝ 对于一个设计好 的 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统 ， 当工艺要求改变时 ， 常常要 改 变原来的程序， 这时可能会出现 Ｉ ／ Ｏ点数不够但又不想增加见。扩展模 块的情况 ， 此时可采用减少输入点和输出点 的方法来解决。 ｔ ——Ｔ １ ＝ １ ． １减０ ＇ ， ￣／ ｋ Ａ的方法。 （ １ ） 分时分组输入。 控制系统一般具有手动 Ｐ Ｌｃ 和 自动的两种工作方式 。 由于手动操作与 自动操作是不同时发生的， 可 Ｏ Ｏ ２ Ｔ ｛ ＝ 隆 分成两组 ， 并 由转换开关 Ｓ Ａ选择 自动 （ 位置 ２ ） 和手动（ 位置 １ ） 的工作 位置 ， 如图 １ 所示。“ 自动” 输入信号 Ａ１ 一 Ａ ８ 、 “ 手动 ” 输入信号 Ｍ１ 一 Ｍ８ ———＼． （ 三 卜 ＿ ＇ 共用 Ｐ Ｌ Ｃ输 人点 １ ０ ． ０ — １ ０ ． ７ ， 用“ 工作方式” 选择开关 Ｓ Ａ来切换“ 自动” 和 “ 手动” 信号输 入电路。图中二极管的作用是避免产生寄生电路， 保证信 号的正确输入。例如，图中 若没有二极管 ， ｓ Ａ处于 自 动位置 ２ 处， Ａ ｌ 、 图３ 输入信号设在 Ｐ Ｌ Ｃ外部 图 ４矩阵输出 Ｍ１ 、 Ｍ２ 闭合 ， Ａ ２ 断开 ， 此时输入电流经 ２ ４ Ｖ电源端流出， 经 Ａ１ 、 Ｍ１ 、 Ｍ ２ 布线的杭干扰措施。 动力线和控制线以及 Ｐ Ｌ Ｃ的电源线和 Ｉ ／ Ｏ 形成寄生回 路流人 １ ０ ． １ 端子， 从而使输 人 位１ ０ ． １ 错误地变成 Ｏ Ｎ 。 （ ２ ） 输 线应分别配线 ， 这不仅能使其有尽可能大的空间距离 ， 并能将干扰降到 入 触头合并。 在生产工艺允许的条件下， 将具有相同性质和功能的 输入 最低限度。 触头串联或并联后再输入 Ｐ Ｌ Ｃ 输入端 ， 这样使几个输入信号只占 用一 Ｐ Ｌ Ｃ 应远离强干扰源 ， 如大功率硅整流装置和大型动力设备 ， 不能 个输入点。如图 ２ 所示 ， 某负载可在多处启动和停止， 可以将三个启动 与高压电器安装在同—个开关柜内。 在柜内 Ｐ Ｌ Ｃ应远离动力线（ 二者之 信号并联， 将二个停 Ｉ Ｅ 信号 串联 ， 分别送给 Ｐ Ｌ Ｃ的两个输入点。与每一 间距离应大于 ２ ０ ０ ａ ｒ ｍ） 。 与Ｐ Ｌ Ｃ装在同—个柜子 内的电感性负载 ， 如功 个启动信号和停 Ｉ Ｅ 信号各占用—个输入点的方法相 比，不仅节约了输 率较大的继电器 、 接触器的线圈 ， 应并联 Ｒ Ｃ消弧电路。 Ｐ Ｌ Ｃ的输入与输 入点 ， 而且简化 了梯形图电路。 （ ３ ） 将信号设置在 Ｐ Ｌ Ｃ之外。 系统中的某 出最好分开走线 ， 开关量与模拟量也要分开敷设。 模拟量信号的传送应 些输入信号功能简单 、 涉及面很窄 ， 如手动操作按钮 、 电动机过载保护 采用屏蔽线， 接地电阻应小于屏蔽层电阻的 １ ／ １ ０ 。 交流输 出线和直流输 的热继电器触头等， 有时就没有必要作为 Ｐ Ｌ Ｃ输入。如图 ３ 所示 ， 手动 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 按钮 Ｓ Ｂ １ 一 Ｓ Ｂ ３ ，过载保护的热继电器触头 Ｆ Ｒ １ 一 Ｆ Ｒ ３ ，它们都位于 Ｐ Ｌ Ｃ 行。 ２ ． ３ Ｉ ／ Ｏ端的接线 的抗干扰措施。 输＾ 接线—般不要太长 。 但如果环 境干扰较小， 电压降不大时， 输入接线可适当长些。输入 ／ 输出线要分 开， 不能使用同一根电缆 。尽可能采用常开触头形式连接到输入端 ， 使 编制的梯形图与继电器原理图一至 ， 便于阅读。 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— 蛆 中的输出只能用同— 类 型、 同 一电压等级的电源。 由于 Ｐ Ｌ Ｃ 的输出元件被封装在印制电路板 匕， 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 。采用继电器输出时 ， 所承受的电 感 陛负载的大小 ， 会影响到继电器的使用寿命， 使用 电 感性负载时应合 图 １分时分组输入法 图 ２输入触头合并法 理选择 ， 或加隔离继电器。Ｐ Ｌ Ｃ的输出负载可能产生干扰 ， 因此要采取 １ － ２减少输出的方法。 （ １ ） 矩阵输出。 采用 ８ 个输出组成 ４ × ４ 矩阵 ， 措施加以控制， 如直流输出的续流管保护 ， 交流输 出的阻容 吸收电路 ， 可接 ｌ ６ 个输出设备。 要使某个负载接通工作 ， 只要控制它所在的行与 晶体管及双 向晶闸管 输 出的旁路电阻保护。 列对应的输出继 电器接通即可。 这样用 ８ 个输出点就可控制 １ ６ 个不同 ２ ＿ ４正确选择接地点、 各接地系统。良好的接地是保证 Ｐ Ｌ Ｃ可靠工 控制要求 的负载 ， 如图 ４ 所示。 （ ２ ） 分组输 出。 当 两组负载不会同时工作 作的重要条件， 可以避免偶然发生 的电压冲击危害。 拄弛 的 目的通常有 时， 可通过外部转换开关或通过受 Ｐ Ｌ Ｃ控制的电器触头进行切换 ， 这样 两个 ， 其一为了安全， 其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是 Ｐ Ｌ Ｃ 控 Ｐ Ｌ Ｃ的每个输出点可以控制两个不同时工作 的负载。（ ３ ） 并联输 出。对 制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 于两个通断状态完全相同的负载， 可将它们并联后共用—个 Ｐ Ｌ Ｃ的输 ２ ５变频器干扰的防止措施。 变频器的干扰处理一般有下面几种方 出点。 式： 一是加隔离变压器 ， 这种方法 主要是针对来 自 电源的传导干扰 ， 可 ２抗干扰措施 以 将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。 二是使用滤波器， 滤 Ｐ Ｌ Ｃ 是专门为工业生产环境而设计的控制装置 ， 具有较强的适应 波器具有较强的抗干扰能力 ， 还具有防止将设备本身的干扰传导给电 恶劣工业环境的能力 ， 一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工 源 ， 有些还兼有尖峰电 压吸收功能。三是使用输 出电抗器 ， 在变频器到 业环境使用。但由于它直接和现场的 Ｉ ， ０ 设备相连 ， 外来干扰很容易通 电动机之间增加交流 电抗器主要是为了减少变频器输出在能量传输过 过电源线或 Ｉ ／ Ｏ 传输线侵入， 从而引起控制系统的误动作 ， 严重时甚至 程中线路产生电磁辐射， 影响其他设备正常工作。 使控制系统失控。因此， 在设计 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统时， 应采取可靠的 抗干扰 参考文献 措施 ， 使干扰对系统的影响减小到最低。具体来讲， 可从 以 下几方面来 ［ １ ］ 方明． Ｐ Ｌ Ｃ 在控制中若干设计 问 题研究 计算机光盘软件与应用， 考虑。 ２ ０ １ ２ （ １ ７ ） ． ２ ． １电源的抗干扰措施 。 对于电源引入的电网干扰 ， 可以在 Ｐ Ｌ Ｃ的 ［ ２ ］ 金彦平． 源输 ＾ 端安装一台带屏蔽层的隔离变压器（ 变 比为 １ ： １ ） ， 以减少 ２ ０ ０ ５ （ ３ ） ．
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科技论 坛
Ｐ Ｌ Ｃ控制系统设计中若干问题 的处理
刘鹏 羽
（ 黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司生产部 ， 黑龙 江 伊春 １ ５ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 本文分析 了Ｐ Ｌ Ｃ控制 系统干扰 的来源 ， 指 出在工程应用时必须综合考虑控 制 系统可靠性的几种有效技术措施 。
