可編程控制器的安裝和維護(hù)
[摘 要]
本文就可編程控制器（PLC）在安裝和維護(hù)方面的技術(shù)問題進(jìn)行了總結(jié)，并提出了具體注意事項(xiàng)。
[關(guān)鍵詞]
PLC 安裝 維護(hù)
1 引言
可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來越廣泛。但在使用時(shí)由于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣，干擾源眾多，如大功率用電設(shè)備的起動或停止引起電網(wǎng)電壓的波動形成低頻干擾，電焊機(jī)、電火花加工機(jī)床、電機(jī)的電刷等通過電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾等，都會影響PLC的正常工作。
盡管PLC是專門在現(xiàn)場使用的控制裝置，在設(shè)計(jì)制造時(shí)已采取了很多措施，使它對工業(yè)環(huán)境比較適應(yīng)，但是為了確保整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應(yīng)當(dāng)盡量使PLC有良好的工作環(huán)境條件， 并采取必要的抗干擾措施。
2 PLC在安裝和維護(hù)時(shí)應(yīng)注意的問題
2.1 PLC的安裝
PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場，但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求。控制PLC的工作環(huán)境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時(shí)，要避開下列場所：
（1）環(huán)境溫度超過0 ~ 50℃的范圍；
（2）相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）；
（3）太陽光直接照射；
（4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等；
（5）有打量鐵屑及灰塵；
（6）頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10 ~ 55Hz、幅度為0.5mm（峰-峰）；
（7）超過10g（重力加速度）的沖擊。
小型可編程控制器外殼的4個(gè)角上，均有安裝孔。有兩種安裝方法，一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國共和標(biāo)準(zhǔn)）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對。在軌道上，先裝好左右夾板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護(hù)外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機(jī)器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55C，要安裝電風(fēng)扇，強(qiáng)迫通風(fēng)。
為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少200mm的距離。
當(dāng)可編程控制器垂直安裝時(shí)，要嚴(yán)防導(dǎo)線頭、鐵屑等從通風(fēng)窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至永久損壞。
2.2 電源接線
PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電。
FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線端。該接線端可為輸入傳感（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。
如果電源發(fā)生故障，中斷時(shí)間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，若RUN輸入接通，則操作自動進(jìn)行。
對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個(gè)變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。
2.3 接地
良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機(jī)器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接上專用地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動力設(shè)備（如電機(jī)）的接地點(diǎn)分開。若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。
2.4 直流24V接線端
使用無源觸點(diǎn)的輸入器件時(shí)，PLC內(nèi)部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點(diǎn)7mA的電流。
PLC上的24V接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關(guān)或光電開關(guān)）提供電流。24V端子作傳感器電源時(shí)，COM端子是直流24V地端。如果采用擴(kuò)展船員，則應(yīng)將基本單元和擴(kuò)展單元的24V端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個(gè)端子。
如果發(fā)生過載現(xiàn)象，電壓將自動跌落，該點(diǎn)輸入對可編程控制器不起作用。
每種型號的PLC的輸入點(diǎn)數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個(gè)尚未使用的輸入點(diǎn)，它不耗電，因此在這種情況下，24V電源端子向外供電流的能力可以增加。
FX系列PLC的空位端子，在任何情況下都不能使用。
2.5 輸入接線
PLC一般接受行程開關(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負(fù)載轉(zhuǎn)換信號的端口。輸入接線，一般指外部傳感器與輸入端口的接線。
輸入器件可以是任何無源的觸點(diǎn)或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時(shí)，輸入端接通，輸入線路閉合，同時(shí)輸入指示的發(fā)光二極管亮。
輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。
若在輸入觸點(diǎn)電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應(yīng)小于4V。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開關(guān)，串聯(lián)二極管的數(shù)目不能超過兩只。
另外，輸入接線還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：
（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長些。
（2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。
（3）可編程控制器所能接受的脈沖信號的寬度，應(yīng)大于掃描周期的時(shí)間。
2.6 輸出接線
（1）可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出3種形式。
（2）輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。當(dāng)PLC的輸出繼電器或晶閘管動作時(shí)，同一號碼的兩個(gè)輸出端接通。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。
（3）由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此，應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。
（4）采用繼電器輸出時(shí)，承受的電感性負(fù)載大小影響到繼電器的工作壽命，因此繼電器工作壽命要求長。
（5）PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生噪聲干擾，因此要采取措施加以控制。
此外，對于能使用戶造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應(yīng)設(shè)計(jì)外部緊急停車電路，使得可編程控制器發(fā)生故障時(shí)，能將引起傷害的負(fù)載電源切斷。
交流輸出線和直流輸出線不要用同一本電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線，避免并行。
3 結(jié)語
PLC以其顯著的優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于工業(yè)控制，其實(shí)際應(yīng)用涉及的問題很多，本文只是就其現(xiàn)場安裝和維護(hù)問題提出了一些注意事項(xiàng)，供從事PLC設(shè)計(jì)及應(yīng)用人員參考。
本文就可編程控制器（PLC）在安裝和維護(hù)方面的技術(shù)問題進(jìn)行了總結(jié)，并提出了具體注意事項(xiàng)。
[關(guān)鍵詞]
PLC 安裝 維護(hù)
1 引言
可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來越廣泛。但在使用時(shí)由于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣，干擾源眾多，如大功率用電設(shè)備的起動或停止引起電網(wǎng)電壓的波動形成低頻干擾，電焊機(jī)、電火花加工機(jī)床、電機(jī)的電刷等通過電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾等，都會影響PLC的正常工作。
盡管PLC是專門在現(xiàn)場使用的控制裝置，在設(shè)計(jì)制造時(shí)已采取了很多措施，使它對工業(yè)環(huán)境比較適應(yīng)，但是為了確保整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應(yīng)當(dāng)盡量使PLC有良好的工作環(huán)境條件， 并采取必要的抗干擾措施。
2 PLC在安裝和維護(hù)時(shí)應(yīng)注意的問題
2.1 PLC的安裝
PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場，但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求。控制PLC的工作環(huán)境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時(shí)，要避開下列場所：
（1）環(huán)境溫度超過0 ~ 50℃的范圍；
（2）相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）；
（3）太陽光直接照射；
（4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等；
（5）有打量鐵屑及灰塵；
（6）頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10 ~ 55Hz、幅度為0.5mm（峰-峰）；
（7）超過10g（重力加速度）的沖擊。
小型可編程控制器外殼的4個(gè)角上，均有安裝孔。有兩種安裝方法，一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國共和標(biāo)準(zhǔn)）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對。在軌道上，先裝好左右夾板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護(hù)外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機(jī)器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55C，要安裝電風(fēng)扇，強(qiáng)迫通風(fēng)。
為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少200mm的距離。
當(dāng)可編程控制器垂直安裝時(shí)，要嚴(yán)防導(dǎo)線頭、鐵屑等從通風(fēng)窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至永久損壞。
2.2 電源接線
PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電。
FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線端。該接線端可為輸入傳感（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。
如果電源發(fā)生故障，中斷時(shí)間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，若RUN輸入接通，則操作自動進(jìn)行。
對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個(gè)變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。
2.3 接地
良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機(jī)器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接上專用地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動力設(shè)備（如電機(jī)）的接地點(diǎn)分開。若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。
2.4 直流24V接線端
使用無源觸點(diǎn)的輸入器件時(shí)，PLC內(nèi)部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點(diǎn)7mA的電流。
PLC上的24V接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關(guān)或光電開關(guān)）提供電流。24V端子作傳感器電源時(shí)，COM端子是直流24V地端。如果采用擴(kuò)展船員，則應(yīng)將基本單元和擴(kuò)展單元的24V端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個(gè)端子。
如果發(fā)生過載現(xiàn)象，電壓將自動跌落，該點(diǎn)輸入對可編程控制器不起作用。
每種型號的PLC的輸入點(diǎn)數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個(gè)尚未使用的輸入點(diǎn)，它不耗電，因此在這種情況下，24V電源端子向外供電流的能力可以增加。
FX系列PLC的空位端子，在任何情況下都不能使用。
2.5 輸入接線
PLC一般接受行程開關(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負(fù)載轉(zhuǎn)換信號的端口。輸入接線，一般指外部傳感器與輸入端口的接線。
輸入器件可以是任何無源的觸點(diǎn)或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時(shí)，輸入端接通，輸入線路閉合，同時(shí)輸入指示的發(fā)光二極管亮。
輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。
若在輸入觸點(diǎn)電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應(yīng)小于4V。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開關(guān)，串聯(lián)二極管的數(shù)目不能超過兩只。
另外，輸入接線還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：
（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長些。
（2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。
（3）可編程控制器所能接受的脈沖信號的寬度，應(yīng)大于掃描周期的時(shí)間。
2.6 輸出接線
（1）可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出3種形式。
（2）輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。當(dāng)PLC的輸出繼電器或晶閘管動作時(shí)，同一號碼的兩個(gè)輸出端接通。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。
（3）由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此，應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。
（4）采用繼電器輸出時(shí)，承受的電感性負(fù)載大小影響到繼電器的工作壽命，因此繼電器工作壽命要求長。
（5）PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生噪聲干擾，因此要采取措施加以控制。
此外，對于能使用戶造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應(yīng)設(shè)計(jì)外部緊急停車電路，使得可編程控制器發(fā)生故障時(shí)，能將引起傷害的負(fù)載電源切斷。
交流輸出線和直流輸出線不要用同一本電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線，避免并行。
3 結(jié)語
PLC以其顯著的優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于工業(yè)控制，其實(shí)際應(yīng)用涉及的問題很多，本文只是就其現(xiàn)場安裝和維護(hù)問題提出了一些注意事項(xiàng)，供從事PLC設(shè)計(jì)及應(yīng)用人員參考。
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