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PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,都不能保证PLC的正常运行,因此在使用中应注意以下问题。
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一、工作环境 本站推荐:塑机配件,无卤料螺杆,挤出机螺杆炮筒 : k. r& L3 z5 w& G3 O
. e L# H$ h: M1 I; b1. 温度: ]1 e5 r. n% C* E' F" V
PLC要求环境温度在0~55℃,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,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
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2. 湿度
4 _. V5 j8 S! L6 I* U9 w1 z7 l) C! F为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。, y6 W# o3 Q) |, N/ A8 }) y$ E
- [" C5 m5 w2 _" ?2 W3. 震动
/ V, k3 |8 D" X2 H2 m7 u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。3 M8 |# N6 ^. z: f# n
Y, j! @) Q. q" A% G' O4. 空气) [. \- W: r( B1 x+ W: m; x' ^! J" @; K
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,并安装空气净化装置。- H# R [0 y6 z) Z
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5. 电源
. \- @6 R+ y) X+ l9 w9 D$ N6 N- }: CPLC供电电源为50Hz、220(1±10%)V的交流电,对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的抵制能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境,可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接LC滤波电路。如图1所示。. P( Q" i2 u% `/ C/ ^
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7 g( u( B/ h, V2 }7 U' J5 L+ fFX系列PLC有直流24V输出接线端,该接线端可为输入传感器(如光电开关或接近开关)提供直流24V电源。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接收到错误信息。
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二、安装与布线
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, J1 g3 g. q! w- h+ x1. 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。
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2. 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。9 E0 R0 p$ v$ J7 e
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3. 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。
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4. PLC基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设,以防止外界信号的干扰。5 I6 `/ B5 ^ d3 J8 k3 m: V6 h
( J7 V- Z! Z8 Y6 b0 m. n8 ?% g# c5. 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。
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三、I/O端的接线' X5 [' g2 Y4 I! m& g: z- o
. e# d1 t: d2 u4 J }, g1. 输入接线
% x8 J8 t4 a% \: N- \0 ?(1) 输入接线一般不要超过30米。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 ?% u: x$ U7 a2 Z% p(2) 输入/输出线不能用同一根电缆,输入/输出线要分开。5 t s) K4 U) {3 j- J. k
(3) 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。
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2. 输出连接# g! D; }5 ~: J: ?( S3 ^
(1) 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。6 C$ @3 D+ c1 n; g7 H( Q
(2) 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。, l2 O' @5 O6 X2 l
(3) 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,使用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。2 ~9 m4 o) W6 e# F8 x
(4) 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。
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, d1 G. Q! X- |" p$ D7 d7 B2 r* A四、外部安全电路
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为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作,避免由于外部电源发生故障、PLC出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故,PLC外部应安装必要的保护电路。
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' p% }+ T# @: t1 J8 v(1) 急停电路。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PLC发生故障时,能将引起伤害的负载电源可靠切断。& @* I4 {: G/ A& G0 }
(2) 保护电路。正反向运转等可逆操作的控制系统,要设置外部电器互锁保护;往复运行及升降移动的控制系统,要设置外部限位保护电路。
8 E" b2 ^) o+ U0 K% @, z(3) 可编程控制器有监视定时器等自检功能,检查出异常时,输出全部关闭。但当可编程控制器CPU故障时就不能控制输出,因此,对于能使用户造成伤害的危险负载,为确保设备在安全状态下运行,需设计外电路加以防护。
8 M% u3 ~. O- w, M( s+ g5 D(4) 电源过负荷的防护。如果PLC电源发生故障,中断时间少于10秒,PLC工作不受影响,若电源中断超过10秒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。因此,对一些易过负载的输入设备应设置必要的限流保护电路。* L1 G0 D- g% V% O+ k( x) f3 e' Q
(5) 重大故障的报警及防护。对于易发生重大事故的场所,为了确保控制系统在重大事故发生时仍可靠的报警及防护,应将与重大故障有联系的信号通过外电路输出,以使控制系统在安全状况下运行。& N' ?$ h1 D0 }$ ]& k
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五、PLC的接地! z3 H. }8 B. Q
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良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。PLC的接地线与机器的接地端相接,接地线的截面积应不小于2mm2 ,接地电阻小于100Ω;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PLC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,也必须做到与其它设备公共接地,禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能靠近PLC。
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! T5 I' r- V( C4 C2 C六、冗余系统与热备用系统
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8 ~# o& S5 I, U在石油、化工、冶金等行业的某些系统中,要求控制装置有极高的可靠性。如果控制系统发生故障,将会造成停产、原料大量浪费或设备损坏,给企业造成极大的经济损失。但是仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的,因为PLC本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系统或热备用系统就能够比较有效地解决上述问题。
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1. 冗余控制系统
5 n9 ~5 \5 a, T在冗余控制系统中,整个PLC控制系统(或系统中最重要的部分,如CPU模块)由两套完全相同的系统组成如图2所示。两块CPU模块使用相同的用户程序并行工作,其中一块是主CPU,另一块是备用CPU;主CPU工作,而备用CPU的输出是被禁止的,当主CPU发生故障时,备用CPU自动投入运行。这一切换过程是由冗余处理单元RPU控制的,切换时间在1~3个扫描周期,I/O系统的切换也是由RPU完成的。 2. 热备用系统3 F, }& A- D! l
在热备用系统中,两台CPU用通讯接口连接在一起,均处于通电状态如图3所示。当系统出现故障时,由主CPU通知备用CPU,使备用CPU投入运行。这一切换过程一般不太快,但它的结构有比冗余系统简单。 |