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PLC应用与安装维护中应注意的问题概述

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简述PLC应用与安装维护中应注意的问题

目 录

任务书 ………………………………………………………………………3
开题报告 ……………………………………………………………………5
毕业设计进度表 ……………………………………………………………6
毕业设计检查登记表 ………………………………………………………7
一、 摘要 …………………………………………………………………8
二、 第一章 简述 ………………………………………………………8
三、 第二章 PLC的应用领域 …………………………………………8
四、 第三章 PLC的应用特点 …………………………………………9
五、 第四章 PLC应用中需要注意的问 ………………………………11
六、 第五章 PLC在安装和维护时应注意的问题 ……………………12
结束语 ……………………………………………………………………14
参考文献 ……………………………………………………………………14
评审表 ………………………………………………………………………15

 简述PLC的应用与安装维护中应注意的问题
摘要
可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。但在使用时由于工业生产现场的工作环境恶劣，干扰源众多，如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰，电焊机、电火花加工机床、电机的电刷等通过电磁耦合产生的工频干扰等，都会影响PLC的正常工作。 尽管PLC是专门在现场使用的控制装置，在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但是为了确保整个系统稳定可靠,还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件， 并采取必要的抗干扰措施。
关键词:PLC、 工业控制、 抗干扰、 接地

第一章 简述

　　多年来,可编程控制器(以下简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和 网络 的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

第二章 PLC的应用领域

　 目前 ，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、 交通 运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：

1.开关量逻辑控制

　　取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线.如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2.工业过程控制

　　在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节 方法 .过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

3。运动控制

　　PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4.数据处理

　　PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、 分析 及处理.数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

5。通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信.随着工厂自动化网络的 发展 ,现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便.

第三章 PLC的应用特点

1。可靠性高,抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能.PLC由于采用 现代 大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。

2。配套齐全,功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3。易学易用,深受工程技术人员欢迎

PLC是面向工矿 企业 的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉 电子 电路、不懂 计算 机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。

4。系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能.这特别适合多品种、小批量的生产场合。

（1）安装与布线

● 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内,分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好,这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。

　 ● PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内.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。

● PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设.模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10.

● 交流输出线和直流输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，避免并行。
（2)I/O端的接线

输入接线

● 输入接线一般不要太长。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/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。

　● 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。
输出连接

● 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。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

● 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，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，所承受的电感性负载的大小，会 影响 到继电器的使用寿命，因此,使用电感性负载时应合理选择,或加隔离继电器。

● PLC的输出负载可能产生干扰,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。

第四章 PLC应用中需要注意的问题

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高,抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：

　　工作环境

　　（1)温度

PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大.

　　（2）湿度

为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露）.

　　(3）震动

应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10～55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施，如采用减震胶等.
(4）空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
(5）电源
PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰.一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接受到错误的信息。

第五章 PLC在安装和维护时应注意的问题

1。1 PLC的安装
PLC适用于大多数工业现场,但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：
（1）环境温度超过0 ～ 50℃的范围；
（2）相对湿度超过85％或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的)；
（3）太阳光直接照射；
（4）有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等;
（5）有打量铁屑及灰尘；
(6）频繁或连续的振动，振动频率为10 ～ 55Hz、幅度为0。5mm（峰-峰）；
（7）超过10g（重力加速度）的冲击.
小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法,一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准)轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉.为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中,以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境超过55C，要安装电风扇，强迫通风.
为了避免其他外围设备的电干扰,可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。
当可编程控制器垂直安装时,要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部,造成印刷电路板短路,使其不能正常工作甚至永久损坏。
1.2 电源接线
PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。
FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源.
如果电源发生故障,中断时间少于10ms,PLC工作不受影响。若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开.当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行.
对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的抵制能力.如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
1。3 接地
良好的接地是保证PLC可＊工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害.接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元,其接地点应与基本单元的接地点接在一起.为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰,应给可编程控制器接上专用地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能接近PLC。
1.4 直流24V接线端
使用无源触点的输入器件时,PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流.
PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时,COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员,则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。
如果发生过载现象，电压将自动跌落,该点输入对可编程控制器不起作用.
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。
FX系列PLC的空位端子,在任何情况下都不能使用.
1。5 输入接线
PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线.
输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时,输入端接通,输入线路闭合,同时输入指示的发光二极管亮。 27-Apr—0927—Apr-09
输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作.
若在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能超过两只。
另外，输入接线还应特别注意以下几点:
（1）输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。
（2)输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开.
（3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间.
1。6 输出接线
（1)可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式.
（2）输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
（3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,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，因此，应用熔丝保护输出元件。
（4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。
（5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。
此外,对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时,能将引起伤害的负载电源切断。
交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
结束语

随着PLC应用领域的不断扩宽，如何高效可靠的使用与维护PLC也成为其发展的重要因素。21世纪,PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全,通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好的适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络地重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。

 参考文献
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[6] 郑旭东，关鸿权，吴赤兵。通用变频器运行过程中存在的问题及对策[j].石化技术,2001

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电气自动化
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简述PLC的应用与安装维护中应注意的问题
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