PLC控制系统可靠性设计
基于PLC应用系统的可靠性设计研究
科 技 论 坛
基于Ｐ Ｉ ． ， Ｃ 应用系统的可靠性设计研究
杨彦伟
４ ３ ７ １ ０ ０
赫焕丽
湖北 成 宁
成 宁 职 业技 术 学 院
摘
要 ：在４ ａ ￥ ． ｑ ａ Ｅ Ｐ Ｌ Ｃ ］ ￣ 用 系统正常ｉ ￣５ ２ － 的情况下，本文Байду номын сангаас绍 了 Ｐ Ｌ ｃ 在工 生的 电压冲 击的危 害。 Ｐ Ｌ Ｃ 与 强电设备 最好分 别使 用接地 装置 。接
业环境中使 用时，对于Ｐ Ｌ Ｃ 电源的处理、布 线的注意事项 ，以及输入输 地线 的截面积应 大 于２ ｍｍ ，接地 点与 Ｐ Ｌ Ｃ 的距 离应小 于５ ０ ｍ。 出的可靠性措施和 隔 离 措 施。通过对Ｐ Ｉ ￡故障的检测与诊 断，研究设计 在发 电厂或 变电 站 中 ，有接 地 网络 可 供使 用 。 各控 制 屏和 自 了 Ｐ Ｌ ｃ 应用 系统在不同环境 中应 采取相应 的可靠性措 施，消除或减少干 动化 元件可 能相距 甚远 ，若分 别将 它们 在就近 的接 地点 接地 ，强 电
机 ） 的接地 点分开 。
、
引言
Ｐ Ｌ Ｃ 是专门为工业环境设计 的控制装置 ，一般不需要采取什 么特 殊措施 ，就 可以直接在工业环境使 用。但是 如果环境过于恶劣 ，电磁 干扰特别 强烈 ，或安装使用不 当，都 不能保 证系统的正常安全运 行。 干扰可能使 Ｐ Ｌ Ｃ 接收到错误的信 号，造成误动作 。或使Ｐ Ｌ Ｃ内部 的数 据丢 失，严重时甚至会使系统失控 。在系统设计时 ，应采取相应 的可 靠性措施 ，以消除或减少干扰 的影 响 。 保证 系统的正常运行 。 实践 表 明，系统 中Ｐ Ｌ Ｃ 之外 的部分 （ 特 别是机械 限位 开关和某 些执 行机 构 ） 的故障 率 ，往 往 Ｉ ： Ｉ ： ： Ｐ Ｌ Ｃ 本 身的故 障率 高得 多 ，因此 在 设计 时应 采取相 应 的措 施 （ 如用高 可靠 性的接 近开 关代替 机械 限位 开 关 ），才能保 证整个 系统 的可 靠性 。本文从 以下几 个方 面对于提 高Ｐ Ｌ Ｃ 应 用的可 靠性进 行研究 探讨 。 二 、对 电源的处 理 电源 是干扰 进入 Ｐ Ｌ Ｃ的主要 途径之 一 ，电源干扰 主要 是通过供 电线路 的阻抗耦 合产 生的 ，各种 大功率 用 电设 备和 产生谐 波的 设备 （ 例如 大功率 晶闸管 装置和 变频器 ） 是主 要的 干扰 源 。 在 干扰较 强或 对可靠 性要 求很 高 的场合 ，可 以在 Ｐ Ｌ Ｃ 的交 流电 源 输入端 加接 带屏蔽 层的 隔离 变压 器和 低通 滤波器 ，隔离 变压 器可 以抑制从 电源线 窜入 的外来 干扰 ，提高抗 高频共模 干扰 能力 。 兰 、安装与布线 的注意 事项 开关量信 号一般 对信 号 电缆 没有严 格 的要求 ，可 以选 用普 通电 缆 ，信号传输距离较远 时 ，可 以选用屏蔽 电缆。模拟量 信号和高速信 号（ 例如光 电编码器等提 供的信号 ） 应选择屏蔽 电缆。有的通信 电缆 的信 号频率很高 ， 一般应 选用专用电缆或光纤 电缆 ， 在 要求不高或信 号频率较低 时，也可 以选 用带屏蔽的 多芯 电缆或双绞线 电缆。 Ｐ Ｌ Ｃ 应 远离 强干扰源 ，例 如大功 率 晶闸管装 置 、变频器 、高频 焊机 和大型动 力设 备等 。Ｐ Ｌ Ｃ 不能 与高压 电器安 装在 同一个 开关柜 内 ，在柜 内Ｐ Ｌ Ｃ应远 离动 力线 ，二者 之 间的距 离应 大 于２ ０ ０ ｍｍ。 与Ｐ Ｌ Ｃ 装在 同一个 开 关柜 内的电感 性元件 ，例如 继 电器 、接触 器 的 线圈 ，应并联 Ｒ Ｃ 消弧 电路 。 信 号线 与功率 线应分 开 走线 ，电力 电缆 应单独 走线 ，不 同类型 的线应 分别 装入不 同 的电管或 电缆槽 中 ，并使其 有尽可 能大 的空 间 距 离 ，信号线 应尽 量靠近 地线 或接地 的金 属导体 。不 同的信 号线最 好 不 用同一个 接插件 转接 ，如 果必须 用 同一 个接 插件 ，要用 备用端 子或地线 端子 将 它们 分隔 开 ，以减少相 互干扰 。
网络PLC控制系统存在的问题及可靠性研究
因素
况，当设备正常运行时对应指示 灯亮 ，当该 设 在 实践中 ，我们发现影响控制 系统不稳 定 备运行有故障时指示灯 闪烁。 和控制状态不正确的主要 因素如下 （ 不包括 工 ２ 故障 显示报警 系统可设 置在主控制 室 级 内，当控 制系统出现故障时 ，信号箱 用声、光 １ 、控制现场传输给可编程序控制器的信号 报警方式提示工作人 员，及时处理故障 。 中央控 制单 元一 般采 用 工业计 算机 ，配 存在较大误差或不正确。 ３ 级故障显示报警系统可设置在中央控制室 有组态软件 ，选用大屏幕实时监视界面 ，实现 控制现场 传输给可 编程序控制器的信 号存 的主监 视器上 ，当控制 系统 出现 故障时 ， 文 有 各控 制点的动态显示 、工艺流程 图显示 、各装 在较 大误 差或不正确 ，是影响控制 系统不稳定 字显示 故障 类型 ，工艺流程 图上对应 的设备 闪 置结 构图显示、数据修改 、故障诊断 、 自动报 的 主要因素，而且这种影响对控制 系统的危害 烁 ，历史事件表中将记录该故障。 警 、历史事 件记 录 、系统 累计 运行 时 间统计 是直接的 、重大的。造成这种现象 的主要原因 ２ 、提高控制系统输入信号的可靠性 等。 有： 要提高控制现场输入给可编程序控制器的 可编程序控制器对现场进行实时监控具有 ①从传感器至可编程序控制 器输 入模块 的 信号的 可靠性 ，首先要选择适合被控对象的 、 很高的可靠性 ， 编程简单 、灵活 ，因此下位 且 信号线短路 、断路或接地 ，造成现场 信号无法 可靠性较高 的变送 器和各种开关 ，防止 各种原 机一般采用 可编程 序控制器。根据控制对象的 传送给Ｐ Ｃ Ｌ 或者传输 了 错误的信号 ； 因引起传送信号线短路 、 断路或接触不 良。 多少 、控制对象的范围，对网络结 构的Ｐ 控 ＬＣ ②现场传感 器和变送 器使用不正确 ，在有 其次，在设计和安装传感器、变送器 、各 制系统一般可选用多台Ｐ Ｃ Ｌ 进行控制。 较大噪声干扰 的场 合使用低抗干扰 的传感器和 工业计算机和可编程序控制器之间采用 串 下接Ｐ ２ ２ 变送器 ，导致变送 器反映现场非 电量偏差较 大 行通信方式进行数据 交换 。可编 程序控制器之
plc控制系统毕业设计论文
plc控制系统毕业设计论文PLC控制系统毕业设计论文引言：在现代工业领域中，PLC（可编程逻辑控制器）控制系统已经成为一种不可或缺的技术。
PLC控制系统通过使用可编程的指令集，能够实现对工业过程的自动化控制。
本篇论文将探讨PLC控制系统在毕业设计中的应用，并分析其在工业领域中的重要性和优势。
1. PLC控制系统的概述PLC控制系统是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
它采用了可编程的逻辑控制器，能够根据预先设定的指令集，对工业过程进行自动化控制。
PLC控制系统具有高度可靠性、灵活性和可扩展性的特点，因此被广泛应用于工业生产中。
2. PLC控制系统在毕业设计中的应用在毕业设计中，PLC控制系统可以应用于各种不同的项目。
例如，它可以用于控制机械装置的运行，监测和调节温度、湿度等环境参数，以及实现对生产线的自动化控制等。
通过使用PLC控制系统，可以提高毕业设计的效率和可靠性，并且能够实现更复杂的功能。
3. PLC控制系统的优势与传统的控制系统相比，PLC控制系统具有许多优势。
首先，PLC控制系统具有高度可靠性，能够在恶劣的工作环境下正常运行。
其次，PLC控制系统具有灵活性，可以根据实际需求进行定制和调整。
此外，PLC控制系统还具有可扩展性，可以随着工业生产的需求进行升级和扩展。
最重要的是，PLC控制系统具有较低的维护成本和较短的故障修复时间，从而提高了工业生产的效率和可靠性。
4. PLC控制系统的挑战与应对尽管PLC控制系统具有许多优势，但在实际应用中也面临一些挑战。
例如，PLC控制系统的编程和调试需要一定的专业知识和技能。
此外，PLC控制系统的安全性也是一个重要的问题，需要采取相应的措施来保护系统免受恶意攻击。
为了应对这些挑战，毕业设计中的PLC控制系统需要合理的设计和规划，以确保其安全、可靠和高效的运行。
结论：PLC控制系统在毕业设计中的应用具有重要的意义。
通过使用PLC控制系统，可以提高毕业设计的效率和可靠性，并且能够实现更复杂的功能。
PLC控制系统的可靠性措施
浅谈PLC控制系统的可靠性措施摘要：本文对plc控制系统的主要干扰源进行了分析，介绍了可供选用的抗干扰措施，在实际应用中，应根据系统的具体情况，有针对性地采用其中的某些抗干扰措施。
关键词：plc控制系统；可靠性；抗干扰措施中图分类号：tp273.5 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013） 04-0066-01plc是专门为工业环境设计的控制装置，一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工业环境中使用。
但是如果环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或者安装使用不当，都不能保证系统的安全正常运行。
干扰可能使plc接收到错误的信号，造成误动作，或者使plc内部数据丢失，严重时甚至会使系统失控。
在系统设计时，应采取相应的可靠性措施，以消除或减少干扰的影响，保证系统的正常运行。
一、电源的抗干扰措施电源是干扰进入plc的主要途径之一，电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的，各种大功率用电设备是主要的干扰源。
在干扰较强或者对可靠性要求很高的场合，可以在plc的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器。
可以在互联网上搜索和选用电源滤波器或净化电源产品。
隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力。
高频干扰信号不是通过变压器绕组的耦合，而是通过一次，二次级绕组之间的分布电容传递的。
在一次、二次绕组之间加绕屏蔽层，并将它和铁心一起接地，可以减少绕组间的分布电容，提高抗高频干扰的能力。
动力部分、控制部分、plc、i/o电源应分别配线，系统的动力线应足够粗，以降低大容量异步电动机起动时的线路压降。
二、输入/输出的抗干扰措施（一）布线的抗干扰措施。
数字量信号传输距离较远时，可以选用屏蔽电缆。
模拟信号和高速信号（例如旋转编码器的输出信号）应选择屏蔽电缆，通信电缆应按规定选取。
plc应远离强干扰源，例如大功率晶闸管装置、变频器、高频焊机和大型动力设备等。
plc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（两者之间的距离应大于200mm）。
PLC控制系统可靠性措施分析
１ １ 现 场环 境 因素 影 响及 处 理 措施 ．
（） ２ 减小半导体散粒噪声 ， 在不减小放大倍数的前
提 下 ， 小 它 的工 作 电流 ； 减
交 漳
屏蔽外层 直蠢 电潭地
电磁屏蔽；２ 对 Ｐ Ｃ通信 内网络的辐射 ， （） Ｌ 由通信线路的
图 １ 电源 滤 波
图 ２ 变 压器 屏 蔽
感 应 引入干 扰 ， 射干 扰 与现 场 设 备布 置 及 设 备 所 产 生 电源或共用信号仪表 的供 电电源 串入的 电网干扰 ；２ 辐 （） 的 电磁 场 大 小和 频 率有 关 。
电磁干 扰 来 源 有 来 自空 间 的辐 射 电磁场 ， 主 要 是 其
２ 中国制药装备 ２ｏ ４ Ｏ ７第 ２ 辑
维普资讯
项 目改 造 与 系 统 设 计
由 电力 网络 、 电气 设 备 的暂 态 过 程 、 电 、 线 电广 播 、 雷 无 电视 、 达 、 雷 高频感 应 加 热 设 备等 产 生 的 ， 常称 为辐 射 通 干扰 ， 分布 极 为 复杂 。 Ｐ Ｃ系 统置 于 所射 频 场 内 ， 其 当 Ｌ 就 会受 到辐 射 干 扰 。 影响 主要 通 路 径 ： １直 接对 Ｐ Ｃ 内 其 （） Ｌ 部 的辐 射 ， 电路 感 应 产 生 干扰 ， 采 取 对 Ｐ Ｃ控 制 柜 由 常 Ｌ
信号线受空间电磁辐射感应的干扰 ， 即信号线上 的外部
这比较严重的。由信号线引入 的干扰会引起 抗 干 扰措 施 常 采 用 铜 带嵌 装 屏 蔽 电力 电 缆 ， 降低 电 感应干扰，
基于PLC的电气自动化控制系统设计
基于PLC的电气自动化控制系统设计一、引言在工业生产和制造过程中，电气自动化控制系统起着至关重要的作用。
电气自动化控制系统通过各种电气设备和技术，实现对生产过程的自动控制和监测，提高了生产效率和产品质量。
其中，PLC（可编程逻辑控制器）是电气自动化控制系统中的核心。
本文将探讨基于PLC的电气自动化控制系统设计。
二、PLC的基本原理和特点PLC是一种特殊用途的计算机，用于控制工业自动化过程。
其基本原理是通过输入接口采集传感器和开关的信号，经过处理后，通过输出接口控制执行器和执行元件，从而实现对工业设备和生产过程的控制。
PLC的特点包括可编程性、可靠性、稳定性和实时性等。
三、PLC的应用领域基于PLC的电气自动化控制系统广泛应用于各个领域，包括制造业、化工业、电力系统、交通运输等。
在制造业中，PLC可以控制机械设备、生产线和装配过程，实现自动化生产和监控。
在化工业中，PLC可以控制各种化工过程，确保生产过程的安全和稳定。
在电力系统中，PLC可以监控和控制电力变压器、开关设备和电力输配系统，保证电力系统的正常运行。
四、PLC的软硬件配置PLC的软硬件配置决定了其在电气自动化控制系统中的功能和性能。
通常，PLC的硬件配置包括CPU、输入模块、输出模块、通信模块和电源模块等。
软件配置包括PLC编程软件和可视化软件等。
通过合理配置PLC的软硬件，可以满足不同应用场景下的控制需求。
五、基于PLC的电气自动化控制系统设计步骤1. 确定控制需求：根据具体应用场景和需求，确定需要控制和监测的设备和过程。
2. PLC选型：根据控制需求和性能要求，选择适合的PLC型号和配置，确保满足控制系统的要求。
3. 硬件布置：根据设备和过程的布局，合理布置PLC的硬件组件，如输入模块、输出模块和通信模块等。
4. 编程设计：使用PLC编程软件，设计控制程序，包括逻辑控制、数据采集和通信等功能。
5. 软件界面设计：使用可视化软件，设计人机界面，使操作者能够直观地监控和控制系统。
三菱PLC控制系统设计方案
三菱PLC控制系统设计方案1、三菱PLC重视安装：提高三菱PLC控制系统可靠性是一项长期、持久的工作。
首先，施工和安装是非常重要的环节，必须严格把关，这样可减少投产故障率。
其次，要保证检修质量，特别是技改线路改动和系统改造，是目前的当务之急。
否则，几年的系统改造后，大量线路的更换，线号丢失及程序变更，该记录备份的没有做记录等。
致使维护工作量加大，可靠性得不到保证。
这一项是人们极易疏忽的，必需引起高度重视。
2、三菱PLC老化筛选法通常我们用“老化筛选”的方法，就是结束“早期”，延长“偶然期”，“损耗期”及时更换来提高三菱PLC系统的可靠性。
该方法主要用于不可修复元件。
三菱PLC控制系统的失效率是与时间有关。
我们将设备元件的故障率y(t)随时间变化划分为三个时期进行分析，这种变化曲线通常称故障率曲线也称为浴盆曲线。
(1)早期故障较高(O～t0期间)。
主要是由于系统内在设计错误、元器件质量、安装和工艺缺陷等不合理原因引起，但随时间的增加故障率迅速降低。
这一时期的主要任务是尽早找出不可靠的因素使系统尽快稳定下来。
(2)偶然期故障期(t0～t1期间)比较稳定，也可称为随机故障期。
此时期故障是随机发生的，系统的故障率最低而且稳定，可视为常数。
这一时期是系统的最佳状态期，在运行中应以加强维护延长这段时期的时间，应做好定期检修和维护工作。
(3)损耗期(t1之后)故障率上升，这是因为常时间以来构成系统的某些零件已经老化耗损，寿命衰竭机械和电气磨损以及绝缘的老化所引起。
在这段时期中大部分元件要开始失效。
如能事先知道损耗开始的时间，事先更换元器件，延长系统的有效寿命。
推迟耗损故障期的到来。
3、三菱PLC控制系统的安全设计方法尽管三菱PLC的运行是安全、可靠的，作为一个系统来说，稳定可靠仍然是不可忽视的问题.系统安全设计要充分利用三菱PLC的特点，使三菱PLC的运行能真正达到安全、可靠。
(1)硬件保护。
主要包括：联锁保护、限位保护和急停保护等。
PLC控制系统可靠性措施探讨
◇ 高教论述◇
科技 圈向导
２１ 年第２ 期 ０２ ６
Ｐ Ｃ控制 系统可靠性措施探讨 Ｌ
（ 华大学 北
【 摘 马宇 姝 吉林 吉林
１ ２２ ） ３ ０ １
要】 多年来 ， 可变控制器（ 以下简称 Ｐ ｃ是基 于微 处理器的通用工业控制装置 ， Ｌ） 能执行各种形式和各种级别 的复杂控 制任务 ， 它的应
【 关键 词】ｌ； ｐ 工业控制 系统 ； ｃ 可靠性
高达数十千赫兹 变频器 的输入 电流为含有丰富 的谐波 的脉 冲波 ． 将 通过 电力线干扰其他设备 。 变频器的输出主 电路 中也有丰富的谐波电 流， 所以变频器主电路是辐射源 ． 谐波电流通过 电缆 向空 间辐射 ． 干扰 附近的电气设备 可以在变频器输入侧 与输出侧 串联 电抗器 ， 安装 或 谐波滤波器 ． 以吸收谐波抑制高频谐波电流 （） ２将变频器放在控制柜里 ， 并将其金属外壳接地 ． 对高频谐 波有 屏蔽作用。Ｐｃ ｌ 的信号线 和变 频器 的输 出线分别穿管敷设 ． 变频器 的 输出线一定要使用 屏蔽电缆或穿钢 管敷设 ． 以避免辐射干扰 和感应 干 扰。 ２抗 干 扰 的 措 施 ． （） ３变频器启动及运行过程 中产生的谐波对 电网产生传导干扰 ， 引 ２１电源 的抗干扰措施 ． 影响电网 的供 电质量 。变频器的输出会 产生较 强的 （） 干扰较强或者对可靠性 很高的场合 ， １ 在 可以在交流电源输入端 起电网电压 畸变 ． 加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器 ． 开关稳压电源系统 隔离变 电磁 干扰。影 响周边设备 的正常工作 。 ３故 障 检 测 与 诊 断 ． 压器可以抑制从电源线窜人的外来干扰 ． 提高抗高频共模干扰能力 （）Ｌ ２ Ｐ Ｃ的控 制器与 Ｉ ） ／ 系统分 别 由各 自的隔离 变压 器供 电 ． （ 并 大量的工程实践证明 ．ｋ外部 的输入 元件与输出元件 ． ｐ 例如 限位 电磁 阀、 接触 器等故障率远远高 于 ｐ 本身 的故 障率 ， １ ｃ 而这些 元 与 主电源分开 ． 这样 当输入输 出供 电断电时 ． 不会影 响到控 制器 的供 开关 、 电 分 离 供 电 系 统 件出现故 障时 ，ｌ 一般不会觉 察 出来 ， ｐ ｃ 不会 自动停机 ， 可能会使故 障 直至强电保护装置动作后停机 ， 时会造成设备 和人身事故 停 有 （） ３ 动力部 分 、 控制 部分 、 Ｌ Ｉ Ｐ Ｃ、 Ｏ电源 应分别 配线 ， ／ 系统 的动力 扩大 ， 机后 ， 查找故障也要花费很多时间。 为了及时发现故障 ． 在没有酿成 事 线应足够粗 ， 以降低 大容量异步 电动机启 动时 的线路压 降。 ２２布线 的抗干扰措施 － 故之前 自动停机和报警 ， 也为了方便查 找故 障 ． 提高维修效率 ． 以用 可 诊 处理 ，例如 自动停机或用指示灯 ． （） １数字量信 号传输 距离较远时 ， 以选用屏蔽 电缆。模拟信号 梯形 图程序 实现故 障的 自 断和 自 可 和高速信号 （ 例如旋转编码器 的输 出信号 ）应选择屏蔽 电缆 。通信 电 人机 界面显示报警信 息等 。 ， ３１ 计完善 的故 障报警 系统 ．设 缆应按规定选取 （） ２ 应远离 电焊机 、 大功率硅整流装置和大型动力设备 。 Ｌ Ｐ Ｃ不能 在 自动控制系统 的设计 中应设 计 ３ 级故障显示报警 系统 ． 级设 １ 与高压 电器安装在 同一开关柜 内。在柜内 Ｐ Ｃ应远离动力线 （ Ｌ 两者之 置在 控制现场各 控制柜面板 ，用指示灯指示设 备正常运行 和故障情 况． 当设 备正常运行 时对应指示灯 亮 ． 当该设备 运行有故 障时指示灯 间的距离应大于 ２ ０ ０ ＭＭ１ （） ３ 信号线与功率线应分开走线 ． 电力 电缆应单 独走 线 ， 同类型 以 １ ｚ 不 Ｈ 的频率闪烁 。 为防止指示灯灯 泡损坏不 能正确反 映设 备工作情 专门设置 了故 障复位／ 灯测试按钮 ． 系统运行任 何时间持续按该按 的线应分别用继 电器来隔离输入输 出线上 的干扰 Ｉ ／ ０线与电源线应 况． 分开走线 ， 且保持一定的距离 。 如果不得 已要在 同一线槽 中布线 ． 应使 钮 ３ ． 有指示灯应全部点亮 ． ｓ所 如果这时有指示 等不亮说 明该 指示灯 用屏蔽 电缆 。 交流线与直流线应分别使用不 同的 电缆 ， 数字量 、 模拟量 已坏 ． 立即更换 ． 应 改按钮复位后 指示灯仍按原 工作状态显示设 备工 Ｉ ／ Ｏ线应分开敷设 ． 后者应采用屏蔽线 作状态 。 ２３ｐｅ ． ｉ接地 的干扰措施 ３２ －逻辑错误检测 （ ）ｌ最 好与强电设备分别使 用不同的接地装置 ， 线应避开 １ｐ ｃ 接地 在 系统正 常运行 时，ｌ 的输入 、 出信号 和内部 的信 号相互之间 ｐ ｃ 输 强电 回路 ， 若无法避开时 ， 应垂直相交 ， 缩短平行走线 的长度 。接地电 存在着确定 的关系 ， 如果 出现异常的逻辑信号 ， 则说明出现了故障。 因 阻应小于 ５欧姆 ， 接地线要粗 ， 接地线的截面积应大 于 ２平方 毫米 ． 接 此可 以编制一些常 见故障 的异常逻辑关系 ． 以用指示灯 或者人机界 可 地点与 ｐ 的距 离应小于 ５ ｍ 要靠近 ｐ 装置。给 ｐ 接已专用线可 面显示 出故 障信号 ． ｌ ｃ ０， ｌ ｃ ｌ ｃ 并通过用户程序对故障处理 抑制附加在电源及输入输出的干扰 ， 接地线与动力设备 的接 地点应分 ３３超 时 检 测 ＿ 开， 若达不到次要求 ， 则可与其他区设备公共接地 ， 严禁 与其他设备 串 机械设备在各工步 的动作所需 的时间一般是不变 的 ． 即使变化也 联接地。 不会 太大。在 ｐ 发出某个输 出信号 ， ｌ ｃ 相应 的外部 执行机构开 始动作 （） ２ 系统接地方式有 ： 浮地方式 、 直接接地方式 、 和电容接地方式 时， 启动一个定时器监视该步 的动作是否按时完成 定 时器的设定值 对 ｐ 控制系统而 言， ｌ ｃ 它属 于高速低 电平装置 ， 采用直接接地方 式。 应 比正常情况下该动作 的持续时间长一些 由于信号 电缆分布电容和输入装置滤波等的影响 ． 装置 之间的信号交 ４结束 语 ． 换频率一般都低 于 １ ． 以 ｐｃ系统接地采 用一点接地和 串联 一点 ＭＺ 所 ｌ 随着 ｐ 的应用 的逐渐 的扩 大 ， 之系统恶 劣的工作 环境 ， 所 ｋ 加 它 接地方式 。 接地最好埋在建筑物 １ — ５ ０ １Ｍ远处 ， 而且 ｐ 系统接地点必 ｌ ｃ 要克服 的干扰就会愈来愈多 的， 管 ｐ 本机 的可靠 度很高 但 是在 尽 ｌ ｃ 须与强电设备相距 １Ｍ 以上 ０
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浅谈PLC控制系统的可靠性设计
摘要：分析研究plc应用中的可靠性和抗干扰技术是十分必要
的。要提高plc控制系统的可靠性，一是在硬件上采取措施;二是
在软件上设计相应的保护程序;因此，plc控制系统的抗干扰非常重
要。本文将主要探讨plc控制系统中常见的干扰源及其防范措施。
关键词：plc、可靠性设计、干扰源
abstract: the application of plc technology in the
reliability and performance is essential. to improve the
reliability of the plc control system, one measures in
hardware; the second is in the software design the appropriate
protection procedures; thus, plc control system interference
is very important. this article will explore the plc control
system, common sources of interference and its preventive
measures.
keywords: plc, reliability, design, sources of
interference
1引言
plc控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行，
plc系统的抗干扰能力是整个系统可靠运行的关键。因此，分析研
究plc应用中的可靠性和抗干扰技术是十分必要的。
2干扰源
plc系统的干扰源根据其来源分为内部干扰源和外部干扰源。内
部干扰源主要包括:由于元器件布局不合理造成内部信号相互串扰;
线路中存在的电容性元件引起的寄生振荡;数字地、模拟地和系统
地处理不当。外部干扰源包括供电电源电压波动和高次谐波的干扰;
开关通断形成的高、低频干扰;动力强电信号在系统中产生感应电
势引起的干扰;其它设备通过电容耦合串入控制系统而引起的干扰
等。按钮、继电器等工作时触点间产生的电弧，雷击和静电产生的
火花放电，接触器线圈、断电器线圈、电磁铁线圈等感应负载断开
时产生的浪涌电压，外界的高频加热器、高频淬火设备、杂乱的无
线电波信号、电源电压的波动等等。
3干扰途径
plc控制系统受到干扰的主要途径是电源线、输入、输出线和空
中等部位。电源被干扰后，plc控制系统的供电质量变差，引起plc
控制失灵。输入、输出线被干扰后，出现输入、输出控制紊乱。空
中干扰主要以电磁感应、静电感应形式使plc的cpu出现误操作。
4 硬件抗干扰措施
4.1 电源干扰的抑制
plc系统电源必须要与整个供电系统的动力电源分开，一般在进
入plc系统之间加屏蔽隔离变压器。屏蔽隔离变压器的次级侧至plc
系统间必须采用不小于2mm2的双绞线。屏蔽体一般位于一、二次
侧两线圈之间并与大地连接，这样就可消除线圈间的直接耦合。另
外，电源谐波比较严重时，可在隔离稳压器前面加滤波器来消除电
源的大部分谐波。
4.2 线间干扰的抑制
plc控制系统线路中有电源线、输入/输出线、动力线和接地线，
布线不恰当则会造成电磁感应和静电感应等干扰，因此必须按照特
定要求布线，如尽可能的等间距，以及避免线路绕圈等。
（1）接地线
为了安全和抑制干扰，系统一般要正确接地。系统接地方式一
般有浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对plc控制系
统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。
(2) 电源线、i/o线与动力线
动力电缆为高压大电流线路，plc系统的配线靠近时会产生干
扰，因此布线时要将plc的输入输出线与其它控制线分开，不要共
用一条电缆。外部布线时应将控制电缆、动力电缆、输入输出线分
开且单独布线，它们之间一般应保持30cm以上一定的间距。当实
际情况只能允许在同一线槽布线时，应用金属板把控制电缆、动力
电缆、输入输出线间隔开来并屏蔽，金属板还必须接地。隔离变压
器二次侧的电源线要采用2mm2以上的铜芯聚氯乙烯绝缘双绞软线。
经过这样处理的电源线、输入、输出线与动力线就可以减少外界磁
场及它们之间的干扰。
4.3 外围设备干扰的抑制
(1) plc输入与输出端子的保护
当输入信号源为感性元件，输出驱动的负载为感性元件时，对
于直流电路应在它们两端并联续流二极管。对于交流电路，应在它
们两端并联阻容吸收电路。采取以上措施是为了防止在电感性输入
或输出电路断开时产生很高的感应电势或浪涌电流对plc输入、输
出端点及内部电源的冲击，当plc的驱动元件主要是电磁阀和交流
接触器线圈，应在plc输出端与驱动元件之间增加光电隔离的过零
型固态继电器ac-ssr。
（2）输入与输出信号的防错
当输入信号源为晶体管，或是光电开关输出类型时，当输出元
件为双向晶闸管，或是晶体管输出，而外部负载又很小时，会因为
这类输出元件在关断时有较大的漏电流，使输入电路和外部负载电
路不能关断，导致输入与输出信号的错误，为此应在这类输入、输
出端并联旁路电阻，以减小plc输入电流和外部负载上的电流。
(3) 漏电流
当采用接近开关、光电开关等dc两线式传感器输入信号时，若
漏电流较大时，应考虑由此而产生的误动作，使plc输入信号不能
关断。一般在plc输入端子上接一旁路电阻以减少输入阻抗。同样
用双向可控硅为输出时，为避免漏电流等原因引起输出的元件关断
不了，也可以在输出端并联一旁路电阻。
(4) 浪涌电压
在控制器触点(开关量)输出的场合，不管控制器本身有无抗干
扰措施，都应采用rc吸收(交流负载)或并接续流二级管(直流负
载)，以吸收感性负载产生的浪涌电压。
(5) 冲击电流
用晶体管或双向可控硅输出模块驱动白炽灯之类的有较大电源
负载时，为保护输出模块，应在plc输出端并接旁路电阻或与负载
串联限流电阻。
4.4 电磁干扰的抑制
根据干扰模式的不同，plc控制系统的电磁干扰分为共模干扰和
差模干扰，共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电
位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所
形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电时，
变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130v以上。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成共模干扰所形成的电压，这种电压叠加
在信号上，直接影响测量与控制精度。为了保证plc控制系统在工
业环境中免受或减少内外上述电磁干扰，必须采取3个方面抑制措
施:抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统
的抗干扰能力。通常一般采用隔离和屏蔽的方法来实现。
4.5 安装中的抗干扰措施
plc控制系统所处的环境对其自身抗干扰也有一定的关系，因此
在安装时应注意以下几个方面。
(1) 滤波器、隔离稳压器应设在plc柜电源进线口处，不让干
扰进入柜内，或尽量缩短进线距离。
(2) plc控制柜应尽可能远离高压柜、大动力设备、高频设备。
(3) plc控制柜要远离继电器之类的电磁线圈和容易产生电弧的
触点。
(4) 整台plc机要远离发热的电气设备或其它热源，并置放在
通风良好的位置上。
(5) plc程控器的外部要有可靠的防水系统以防止雨水进入，造
成机器损坏。
5软件抗干扰措施
控制器的外部开关量和模拟量输入信号，由于噪声、干扰、开
关的误动作、模拟信号误差等因素的影响，不可避免会形成输入信
号的错误，引起程序判断失误，造成事故。当按钮、开关作为输入
信号时，则不可避免产生抖动;输入信号是继电器触点，有时会产
生瞬间跳动，将会引起系统误动作。在这种情况下，可采用定时器
延时来去掉抖动，定时时间根据触点抖动情况和系统要求的响应速
度而定，这样可保证触点确实稳定闭合(或断开后)才执行。
对于模拟信号可采用多种软件滤波方法来提高数据的可靠性。
连续采样多次，采样间隔根据ａ/ｄ转换时间和该信号的变化频率
而定。采样数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间
值或平均值作为当前输入值。常用的滤波方法有程序判断滤波、中
值滤波、滑动平均值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、算术平均值滤
波、去极值平均滤波等。
6结束语
plc控制系统的可靠性设计在系统设计中占有重要地位，在实际
设计中只有根据应用系统的具体特点和应用环境的具体条件，灵活
地选择行之有效的可靠性设计技术和抗干扰方法，全面、合理地考
虑系统的软件和硬件设计，从总体上提高系统的抗干扰能力和可靠
性。
参考文献：
1、彭秀英,陈亚,胡园，基于plc控制的气动模拟测量系统的研
究设计，液压与气动，2010年第2期
2、杨欣，变频调速技术及plc控制在小型制冷系统中的应用，
商场现代化，2006年第2期
作者简介：
李志强（1983年12月-），男，大学本科，工学士，助理工程师，
研究方向：机电工程