西门子变频器 1FL6024-2AF21-1AB1

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PLC的抗干扰措施

 (1)可靠性高、抗干扰能力强

  为PLC能在工业环境下可靠工作，设计和生产过程中采取了一系列硬件和软件的抗干扰措施，主要有以下几个方面。

  ①隔离。这是抗干扰的主要措施之一。PLC的输入、输出接口电路一般采用光电隔离来传递信号，这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效地抑制外部干扰源对PLC的影响，同时防止外部高压串入，减少故障和误动作。

  ②滤波。这是抗干扰的另一个主要措施。在PLC的电源电路和输入、输出电路中设置了多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效抑制。

  ③屏蔽。对PLC的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，供电质量。另外，使输入/输出接口电路的电源彼此立，以避免电源之间的干扰。

  ④联锁。内部设置联锁、环境检测与诊断、Watchdog(看门狗)等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间超过了警戒时钟WDT规定时间(预示程序进入死循环)，立即报警，以CPU可靠工作。

  ⑤控制。利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采取信息保护和恢复措施。

  ⑥后备。对用户程序及动态工作数据进行电池后备，以保障停电后有关状态或信息不丢失。

  ⑦密封。采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构，以适应工作现场恶劣环境。

  ⑧抗干扰。PLC是以集成电路为基本元件的电子设备，内部处理过程不依赖于机械触点，也是保障其高可靠性的重要原因;而采用循环扫描的方式，也提高了抗干扰能力。

  通过以上措施，了PLC能在恶劣环境中可靠地工作，使平均故障时间间隔(MTBF)长，故障修复时间短。目前，MTBF一般已达到(4～5)×10'h。

  (2)功能完善、扩展方便、组合灵活、实用性强

  现代PLC所具有的功能及其各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。

  (3)编程简单、使用方便、控制过程可变、具有很好的柔性

  PLC继承传统继电器控制电路清晰直观的特点，充分考虑电气技术人员的读图习惯采用面向控制过程和操作者的“自然语言”————梯形图为编程语言，容易学习和掌握。PLC 控制系统采用软件编程来实现控制功能，其外围只需将信号输入设备(按钮、开关等)和接收输出信号执行控制任务的输出设备(如接触器、电磁阀等执行元件)与PLC的输入、输出端子相连接，安装简单，工作量少。当生产工艺流程改变或生产线设备更新时，不必改变PLC硬件设备，只需改编程序即可，灵活方便，具有很强的"柔性"。

  (4)体积小、重量轻、功耗低

  由于PLC是专为工业控制而设计的，其结构紧密、坚固，体积小巧，易于装人机械设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

 正确的连接是PLC正常工作的前提条件。连接的错误或不良不仅会影响到PLC工作的可靠性与稳定性，而且还可能会引起机械设备和PLC硬件的误动作、故障甚至损坏，引发火灾等安全性事故，予以重视。

  ①连接的基本要求 由于PLC控制对象与PLC模块规格、型号的不同，PLC的连接可能有所区别，但总体说来，PLC的连接应遵循如下的共同原则。

  a.PLC的全部连接正确无误，尤其对于电源电压、控制电压的种类、电压、极性等，仔细检查，确保正确。

  b.PLC的连接牢固、可靠、符合规范。

  c.连接导线的绝缘等级、线径与负载的电压、电流相匹配;导线的颜色符合标准的规定。

  d.PLC的连接作业在断电的情况下，由具备相应资格的人员负责实施。

  e.PLC模块、连接电缆的插、拔应在PLC断电的情况下，按照规定的方法与步骤进行。

  f.接触PLC前，应通过接触接地金属部件放掉人身体上的静电。

  ②连接线的布置 合理布置PLC连接线，可以减少、消除线路中的干扰，提高可靠性。PLC的连接线、电缆等好根据电压等级与信号的类型进行分类敷设。

  如图5-41所示为推荐的较合理的PLC电缆敷设方式，可以供设计者参考。

  图5-41中的电缆敷设采用了“分层敷设”方式，在“走线槽”内部采用了如图5-42所示的隔离措施;在“走线槽”外部，通过金属屏蔽外壳予以密封，这样可以起到有效防止电磁干扰的作用。

  当然，在实际使用时，考虑到成本等各种的因素，要完全按照PLC生产厂家的要求布置可能会有一定的困难。即使如此，对于动力电缆与控制电缆、信号电线还是以分开敷设为宜，在电气柜内，也尽可能予以"分槽"布置。

  ③电源线布置 PLC对输入电源的要求相对较低，通常较容易满足要求。但是，当供电线路存在干扰或电网波动剧烈时，为了PLC的正常工作，应考虑在电源输入回路加隔离变压器、浪涌吸收器或者采取稳压措施。

  在PLC的外部电源连接方面，应考虑如下几点。

  a.PLC的输入电源、1/O电源与设备的其他电源，原则上也应分开布线，各电源回路应具有立的保护电路。

  b.采用隔离变压器时，隔离变压器到PLC电源之间的连线尽可能短，以减小线路中的干扰。

  c.PLC的电源连接线应有足够的线径，以减小线路的压降。

  d.DC回路与AC回路应尽可能分开布线。

  e.当输入/输出连线无法与动力线分开敷设时，输入/输出尽可能采用屏蔽电缆，并在PLC 侧将屏蔽层接地;输入信号与输出信号也不宜布置在同一电缆内，应采用单的连接电缆。

  f.当输入电源可能存在较大的干扰时，应采取必要的抗干扰措施。

  g.原则上，PLC的I/O连接线不应超过20m，当大于此长度时，应采取必要的措施，防止干扰与线路压降的增大。

  h.扩展单元的电缆是容易受到干扰的部位，连接时应它与动力线的距离在30～50m。

  ④干扰及其预防 为了防止线路中的干扰对PLC系统可靠性的影响，可以根据如下不同情况，采取相应的措施。

  a.电源干扰。电源干扰主要来自外部线路中的雷击、设备内部的大功率负载的启动/停止、接触器等的通/断等。

  防止电源干扰的对策是在 PLC电源的进线侧安装隔离变压器、浪涌吸收器，以吸收线路的干扰电压;同时将PLC与设备的连线利用接地良好的金属软管等予以保护。

  b.高频干扰。高频干扰主要来自控制系统或其他设备中的高频装置。防止高频干扰的措施是在电源进线侧安装高频滤波器，并对电源线进行绞合处理。

  c.接地干扰。接地干扰主要是由不正确的地线或接地不良引起的。使用PLC控制的设备进线应有接地良好的地线，并且对于设备的各控制部分应采用立的接地方式，不能使用公共地线。

  d.感性负载通断干扰，解决感性负载通断引起的干扰的方法是在感性负载的两端安装过电压吸收器。对于交流感性负载，可以采用RC抑制器与压敏电阻;对于直流感性负载，可以安装二极管、压敏电阻、RC抑制器等。

  e.电磁干扰。对于大功率负载的启/停、开关引起的电弧所产生的电磁干扰，应通过对开关安装金属屏蔽罩等措施进行磁屏蔽。