【正文】 電容,因此原邊繞組只存在對(duì)屏蔽層的分布電容,高頻干擾通過(guò)這個(gè)分布電容而被旁路引入地。PLC 供電系統(tǒng)一般采用以下幾種方案：1. 使用隔離變壓器供電系統(tǒng)。采取以上措施是為了防止在電感性輸入或輸出電路斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢(shì)或浪涌電流對(duì) PLC 輸入、輸出端點(diǎn)及內(nèi)部電源的沖擊，當(dāng) PLC 的驅(qū)動(dòng)元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈時(shí)， 應(yīng)在 PLC 輸出端與驅(qū)動(dòng)元件之間增加光電隔離的過(guò)零型固態(tài)繼電器。 當(dāng)輸出驅(qū)動(dòng)的負(fù)載為感性元件時(shí)，對(duì)于直流電路應(yīng)在它們兩端并聯(lián)續(xù)流二極管。要提高現(xiàn)場(chǎng)輸入給 PLC 信號(hào)的可靠性， 首先要選擇可靠性較高的變送器和各種開(kāi)關(guān)， 防止各種原因引起傳送信號(hào)線短路、斷路或接觸不良。設(shè)備上的機(jī)械限位開(kāi)關(guān)是比較容易產(chǎn)生故障的元件。 輸入、輸出端的抗干擾措施 由于 PLC 是通過(guò)輸入電路接受開(kāi)關(guān)量、模擬量等輸入信號(hào)， 因此輸入電路的元器件質(zhì)量的好壞和連接方式直接影響著控制系統(tǒng)的可靠性。交流線與直流線應(yīng)分別使用不同電纜，如果 I/O 線的長(zhǎng)度超過(guò) 300m 時(shí)，輸入線與輸出線應(yīng)分別使用不同的電纜；數(shù)字量、模擬量 I/O 線應(yīng)分開(kāi)敷設(shè)，后者應(yīng)采用屏蔽線。當(dāng)信號(hào)距離超過(guò) 300m 時(shí)，應(yīng)采用中間繼電器來(lái)轉(zhuǎn)接信號(hào)，或使用 PLC 的遠(yuǎn)程 I/O 模塊。但是如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)延長(zhǎng)。交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，且避免并行。 安裝與布線的方案PLC 控制系統(tǒng)的布線應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率晶閘管、變頻器、大功率硅整流裝置和大動(dòng)力設(shè)備等，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。濾波器應(yīng)放在隔離變壓器之前， 即先濾波后隔離。另外，電源諧波比較嚴(yán)重時(shí)，可在隔離穩(wěn)壓器前面加濾波器來(lái)消除電源的大部分諧波。一般在進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)之間加屏蔽隔離變壓器，屏蔽隔離變壓器的次級(jí)側(cè)至 PLC 系統(tǒng)間必須采用不小于 2mm2 的雙絞線。 電源的抗干擾措施不同的 PLC 產(chǎn)品，對(duì)電源的要求也不同，這里包括電源的電壓等級(jí)、頻率、交流紋波系數(shù)和輸入輸出的供電方式等。另外，從軟件程序的編制來(lái)考慮，如果能編制出一個(gè)帶有監(jiān)控的程序，對(duì)提高系統(tǒng)的可靠性也有很大好處。就 PLC 本身而言，平均無(wú)故障時(shí)間一般已可達(dá) 3~5 萬(wàn)小時(shí)；而個(gè)別系列，據(jù)稱其平均無(wú)故障時(shí)間已達(dá) 20~30 萬(wàn)小時(shí)。PLC 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工、汽車(chē)、輕工等行業(yè)中，已基本取代了傳統(tǒng)的繼電器和接觸器的邏輯控制。 增強(qiáng) PLC可靠性的設(shè)計(jì)方案 可編程序控制器簡(jiǎn)稱為 PLC （Programmable LogicController） ，它是基于微處理器的通用工業(yè)控制裝置。3. 空氣：PLC 不可安裝在有塵埃、導(dǎo)電粉末、有害氣體、水分、有機(jī)溶劑、強(qiáng)堿性溶液的環(huán)境中，應(yīng)將盤(pán)柜設(shè)置成密閉結(jié)構(gòu)，以防止對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行有影響的不清潔空氣進(jìn)入。2. 濕度：PLC 工作相對(duì)濕度為 30%～85%，濕度過(guò)大或過(guò)小可導(dǎo)致 PLC 內(nèi)部元件性能惡化、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊短路和靜電感應(yīng)損壞等不良后果。當(dāng)超過(guò) 55℃時(shí)，可通過(guò)將系統(tǒng)安裝于同風(fēng)好、有空調(diào)的控制室內(nèi)，在柜中設(shè)置風(fēng)扇、冷風(fēng)機(jī)等措施。1. 溫度：PLC 的工作環(huán)境溫度為 0～55℃，且不可急劇變化。這種干擾也是電磁干擾。：感性負(fù)載具有儲(chǔ)能的作用，當(dāng)控制觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，電路中的感性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生高于電源電壓接近數(shù)十倍的反電動(dòng)勢(shì)，這種情況從外觀是不容易覺(jué)察到的；觸點(diǎn)吸合時(shí)，觸點(diǎn)會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，從而產(chǎn)生電弧，電弧危害是一種非常嚴(yán)重的電氣危害。這種干擾會(huì)導(dǎo)致 I/O 口工作異常，從而影響工業(yè)測(cè)量的準(zhǔn)確性，還會(huì)對(duì)儀器造成嚴(yán)重?fù)p害。 內(nèi)部干擾源主要包括：由于元器件布局不合理造成內(nèi)部信號(hào)相互串?dāng)_； 線路中存在的電容性元件引起的寄生振蕩；數(shù)字地、模擬地和系統(tǒng)地處理不當(dāng)。按鈕、繼電器等工作時(shí)觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電弧，雷擊和靜電產(chǎn)生的火花放電，接觸器線圈、斷電器線圈、電磁鐵線圈等感應(yīng)負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，外界的高頻加熱器、高頻淬火設(shè)備、雜亂的無(wú)線電波信號(hào)、電源電壓的波動(dòng)等等，以上這些都是能夠使 PLC 出現(xiàn)誤動(dòng)作的典型干擾源。輸入、輸出線被干擾后，出現(xiàn)輸入、輸出控制紊亂。┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3 PLC控制系統(tǒng)可靠性分析 干擾來(lái)源的分析 PLC 控制系統(tǒng)受到干擾的主要途徑是電源線、輸入、輸出線和空中等部位。 5. PLC 采用掃描方式進(jìn)行工作，加之其他一些原因，所以 PLC 輸入輸出響應(yīng)比計(jì)算機(jī)慢。 3. PLC 可靠性高，因?yàn)?PLC 是為工作環(huán)境條件比較惡劣的工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)與制造 PLC 時(shí)已采取了多種有效的抗干擾和提高可靠性措施。兩者既有相似處有差別，主要差別表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1. PLC 輸出輸入接口較多，中大型 PLC 輸出輸入接口更多，便于多路多點(diǎn)控制。表 21 可編程序控制器與繼電器柜的區(qū)別可編程序控制器 繼電器柜控制方式 程序（軟件） 繼電器配線（硬件）控制功能 指令????定 時(shí)計(jì) 數(shù)程 序 寄 存等以軟件實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高興能控制 器件????接 觸 器中 間 繼 電 器時(shí) 間 繼 電 器等功能有限，隨規(guī)模加大而大型化控制要素 無(wú)觸點(diǎn)（也有有觸電的） ，高可靠性，壽命長(zhǎng)，高 有觸點(diǎn)，壽命有限，低速控制┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊速控制。而繼電接觸器是按“并行”方式工作的，或者說(shuō)是按同時(shí)執(zhí)行方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。 此外，可編程序控制器與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。 的應(yīng)用范圍比繼電接觸控制的要廣泛。 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。，動(dòng)作慢；PLC 內(nèi)部全為“軟接點(diǎn)” ，動(dòng)作快。、硬觸點(diǎn)和“硬”線連接，為全硬件控制；PLC 內(nèi)部大部分采用“軟”電器、 “軟”接點(diǎn)和“軟”線連接，為軟件控制。中央處理器單元（CPU)編輯器輸出電路輸入電路系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 電源┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ PLC控制的特點(diǎn) PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較從某種意義上說(shuō)，PLC 是從繼電接觸控制發(fā)展而來(lái)的。、寫(xiě)輸出掃描過(guò)程。用戶程序只是掃描周期的一個(gè)組成部分，用戶程序不運(yùn)行時(shí)，PLC 也在掃描，只不過(guò)在一個(gè)周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫(xiě)輸出這幾部分內(nèi)容。PLC 可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。圖 21 PLC 基本結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器的工作原理 CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。 4. 編程器：編程器是 PLC 必不可少的重要外圍設(shè)備。用戶存儲(chǔ)器主要用于存放用戶按控制要求所編制的程序，可通過(guò)編程器進(jìn)行必要的修改。存儲(chǔ)器是保存系統(tǒng)程序和用戶程序的器件。 ：中央處理單元包括微處理器、系統(tǒng)程序處理器和用戶程序處理器。并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理器能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。此外，開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將 PLC 融入更加開(kāi)放的工業(yè)控制行業(yè)。隨著 Soft PLC（軟PLC）控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步發(fā)展，安裝有 Soft PLC 組態(tài)軟件和基于 IPC 和過(guò)程控制系統(tǒng)的份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這些事實(shí)傳統(tǒng) PLC 的技術(shù)發(fā)展與提高方面做出更加開(kāi)放的姿態(tài)。但 PLC 也必須依靠采用其他新技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)份額逐漸減小所帶來(lái)的沖擊，特別是 IPC（工控機(jī)）所帶來(lái)的沖擊。從上述 PLC 的功能特點(diǎn)可見(jiàn)，PLC 控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)，在許多方面可以取代繼電接觸控制。 ”隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和可編程序控制器的不斷發(fā)展，功能不斷增強(qiáng)，其定義也會(huì)發(fā)生變化。但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)的專稱 PC 相區(qū)別，故常常把可編程序控制器簡(jiǎn)稱為 PLC。20 世紀(jì) 70 年代中期出現(xiàn)了微處理器和微型計(jì)算機(jī)，人們把微機(jī)技術(shù)應(yīng)用到可編程序控制器中，使得它兼有計(jì)算機(jī)的一些功能，不但能用邏輯編程去取代硬連線邏輯，還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送與處理及對(duì)模擬量進(jìn)行控制等功能，使之真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備。早期的可編程控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，因此被稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller） ，簡(jiǎn)稱 PLC。這就較好的使繼電接觸控制簡(jiǎn)單易懂，使用方便，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)功能完善、靈活性強(qiáng)，通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，并將繼電接觸控制的硬連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。1968 年美國(guó)通用汽車(chē)公司（GM）公開(kāi)招標(biāo)研制功能更強(qiáng)，使用更方便，價(jià)格便宜，可靠性更高的新型控制器。但繼電接觸控制系統(tǒng)存在如下缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，開(kāi)關(guān)動(dòng)作慢，功能較少，接線復(fù)雜，觸電容易損壞，改接麻煩，靈活性較差等。目前以被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制中。PLC 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析，要求： PLC 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)； PLC 關(guān)鍵技術(shù)在系統(tǒng)中的作用； PLC 控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)。為今后的科研工作打下良好基礎(chǔ)。 本課題所做工作 本課題應(yīng)達(dá)目的 本課題是 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性分析與關(guān)鍵技術(shù)研究，查閱相關(guān)資料與書(shū)籍，了解 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)一步掌握 PLC 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)調(diào)查，目前即使一些工廠采取了 PLC，但絕大部分還都只利用了其傳統(tǒng)的 控制方式，并沒(méi)有充分利用 PLC 的遠(yuǎn)傳功能，部具備環(huán)保功能。現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表、控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互連、多變量、