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PLC技术应用分析

2014-6-1 22:49| 发布者: dzly| 查看: 624| 评论: 0|原作者: 叶飞 梁东

摘要: 21世纪是科技时代是信息时代,是一个讲求时间讲求效率讲求发展和创新的时代,在新时代的工业领域中,PLC引领者 行业自动化的发展,主要由于PLC技术能够适应工业控制领域中的各种现场状况,并且其设计思想以计算机作为基础,也适应了 当下飞速发展的电子实业。PLC能够对不同的客户需求进行调整,正是以这种强大的灵活性和应变能力,PLC 技术已经逐步的成 为工业领域中应用最广泛的控制技术。
  现代工业生产中,通过人力进行设备的操作已经无法适应现代生产的质量要求,无论在铲平的质量还是系统的控制水平上,手动操面对现代化的高要求已经越来越力不从心。而在电气控制领域中,PLC以其强大的性能和优点成为了国内外采用的最普遍的控制技术。尤其在一些生产环境恶劣额的领域中,该技术能够在恶劣的环境中仍旧保持稳定可靠的工作性能,并且对于外界的干扰抗性较高,因此受到了追捧。PLC技术集中了传统生产过程中控制、仪表以及电气于一体,能够根据控制系统实际的要求以及规模进行灵活的组成,从而满足工业化生产中的不同需求。从本质上讲PLC为工业控制而生,无论是结构还是体积都具有极大的优势,是目前机电一体化中控制设备的理想选择。微电子技术是PLC控制系统的发展基础,随着电子技术的发挥在那PLC 的成本也越来越低,但是功能上却更加的强大。国际工业领域中PLC已经成为了控制系统的标准配置,在所有工业企业中都会看见PLC系统的身影,可以说,PLC系统已经成为了当前工业自动化的支柱。
  1 技术特点
  1.1 可靠
  工业生产中由于生产环境相对于通用计算机工作环境而言相对,因此PLC系统必须具备较强的干扰抗性,且能够稳定的在恶劣环境中平稳运行,例如高湿高温以及电气干扰强等环境下,PLC 系统仍旧可以长期稳定运行。
  1.2 方便
  (1)便捷的操作:针对PLC 系统而言,其操作的方便性主要体现在程序的更改以及输入等操作的便捷上。PLC程序的编辑通常都会采用编程器,并且直接根据需要顺序寻找继电器编号、接点号以及地址编号便可以进行更改。
  (2)方便的编程:在PLC的程序设计中可以选择不同的控制设计语言。
  (3)维修简单:若系统出现故障,则通过使用系统的自我诊断便可以判断系统的故障出自软件还是硬件,根据相关的故障信号指示灯以及代码,维修人员能够快速的寻找到故障产生的部位,或者通过显示屏显示的信息或者编程器现实的信息,对故障进行定位,节省了维修的时间,提高了维修的效率。
  1.3 灵活
  (1)编程方面:在PLC 的编程中可供选择的编程语言多种多样,只需要其中一种便能够完成系统的编程。
  (2)扩展方面:根据应用规模的发展PLC会适应这种发展状态,从而对输入卡件、输出卡件的点数进行增加,从而使得单元容量以及功能得以扩展,此外容量的扩大功能的增强也可以通过多台PLC 之间的连接予以实现。
  (3)操作方面:该种特性可以大大降低设计工作量,并对安装施工以及编程的工作量予以降低,具有较为灵活的操作特点,便于对系统进行管理控制。
  1.4 机电一体化
  PLC 的产生本身就具有针对性,是为工业控制而生,因而在体积上更小,并且功能越来越强大,拥有较强的干扰抗性,有机联合了电气部件同机械部件,并综合了计算机以及电子仪表。
  2 实际应用中存在的问题
  2.1 工作环境
  (1)温度。系统的工作环境温度应当大于零度小于55摄氏度,并且避免同发热严重的器件相邻,保证具有足够的通风散热空间。
  (2)湿度。以控制系统的绝缘性保护为目的应当保证系统工作环境湿度小于85%。
  (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。
  2.2 控制系统中干扰及其来源
  (1)干扰源及一般分类。影响PLC控制系统的干扰源,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,其原因是电流改变产生磁场,对设备产生电磁辐射;磁场改变产生电流,电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差,共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰可为直流,亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
  (2)干扰来源分析
  a. 强电干扰:电网供电是PLC系统的电源来源,由于电网会覆盖在较广的范围中,因而会在磁场的作用下在电路中产生感应电压。
  b. 柜内干扰:若控制柜中布线较乱则容易在PLC系统中产生干扰,另外负载的大电感性以及高压电器也同样会产生干扰。
  c. 信号线引入:各类同PLC控制系统进行信号传输的数据线,除了能够对信息进行有效传输外,还会有外界的干扰信号对线路进行侵袭。干扰产生主要有两种:一种是通过变送器的电源或者仪表电源产生的电网干扰,这些往往不受到重视;另一种是受到空间环境中的电磁辐射而出现的感应干扰,即外部感应干扰,这种干扰往往会造成较为严重的后果,引发I/O 信号异常或者测量精度的下降,甚至会损伤元器件。
  d. 来自接地系统混乱时的干扰:正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。
  e. 内部干扰:主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
  3 结束语
  干扰是PLC系统中相对较为复杂的难题,在进行抗干扰设计中需要综合的对各种影响因素予以考虑,如此才能有效的消除干扰对控制系统的不利影响,才能保证控制系统能够稳定运行,并且随着PLC 技术不断的成熟,其可应用领域更加的广阔,如何才能够使得PLC 控制系统在工业领域中发挥最大的价值是新时期研究的重要课题,但是不得不承认,PLC技术的发展潜力巨大,并且随着技术的完善其铲平种类将会更多,规格也会更加齐全,作为目前通用网络以及自动化网络的核心组成,其在工业中的发展前景也更为广阔。
  参考文献
  [1]马彪.基于PLC 技术的电气自动化分析[J].科技风,2012.
  [2]陈镜波.PLC技术在电气自动化中的应用[J].机电信息,2013.
  [3]王宁.对PLC 技术在电气自动化系统中的应用研究[J].中国新通信,2013.
  
  

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