plc控制原理及应用

plc控制原理及应用

lc是针对工业生产环境设计的控制装置。它具有强大的抗干性、可靠性、编程简单、成本高的特点，并且在工业控制领域得到了越来越大的应用。当工作环境较为恶劣,如电磁干扰较强、湿度高、电源、输入和输出电路等易受到干扰时,会使硬件可靠性受到影响;当处理复杂逻辑或者精细控制时,噪音干扰以及越来越复杂的软件设计都会使软件可靠性受到影响。下面将从硬件、软件两个方面探讨如何提高可靠性。1干扰源的影响PLC控制系统通常包括中央处理器、主机箱、扩展机箱及相关的网络与外部设备;生产现场设备包括继电器、接触器、各种开关、极限位置、安全保护等。任何一个因素都可能是干扰源,可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。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。1.1plc与动力供电和控制电路供电分开电源是干扰进入的主要途径之一,对电磁干扰较强,PLC的供电应与动力供电和控制电路供电分开。在进入PLC系统之前加屏蔽隔离变压器,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。1.2输入干扰元器件质量的好坏和连接方式直接影响输入电路的可靠性。保证采用高质量的元器件防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。1.3分开和选取接地在设计时,PLC的接地应与动力设备的接地分开,采用专用接地;如不能分开接地时,应采用共用接地;绝对禁止采用共通接地方法。恶劣环境下要注意防静电,防电流冲击过大等。1.4耦合应力状态电磁干扰分为共模干扰和差模干扰,共模干扰主要由电网串入;差模干扰主要由空间电磁场在信号间耦合感应造成。为了避免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。1.5冷后置方式操作冗余设计可采用热后备或冷后备方式。热后备方式,冗余的后备系统也同时运行,两者输出的结果一致时,表示系统是正常运行的;一旦结果不一致,则发出警报信号,同时,根据自诊断的结果切换到正常的系统。冷后备方式操作时,它在自诊断检测出运行系统故障后才切入后备系统。降级操作是指在设计时,将手动操作包括在内的设计。例如:紧急停车的设计,关键设备的开停和再启动功能的设计等。这样,一旦发生故障,可采用降级的操作,即对部分或全部设备进行手动的开停操作,以避免设备的损坏或对人员的伤害。同时外在的质量也需注意,简单来说需要满足五防的要求:防水、防尘、防摔、防静电、防干扰。2系统的可靠性软件的可靠性主要是指软件对错误信号的抵抗力、对设备故障的判断力及对不同工况的适应能力等。2.1稳定性和防止重复输入滤波通过对模拟信号多次采样求均值,增加数据输入的稳定性和防止重复输入。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。2.2错误错误也可能导致程序运行错误在PLC与其它设备采用自由协议通信时干扰会造成错码,如果不纠错很容易引起程序运行错误。传送方面可参照“三次握手”,编码采用纠错码,并建立反馈措施和报警控制措施。2.3放电记忆的设置有些设备在意外停机后再开机时,必须按照停机前的工艺操作,这就要求在程序设计中使用停电记忆机前的工艺,这就要求在程序设计中使用停电记忆功能PLC可对内部的输出继电器,辅助继电器,计数器等进行停电记忆设置,实现断电保护。较可靠的办法是把调试成功的程序用ROM写入器固化到EPROM/E2PROM中去。应用程序的备份,如光盘或EPROM/E2PROM等必须小心保护。2.4plc发报警信号专门设置一个定时器,作为监控程序部分,对系统的运行状态进行检测。若程序运行发生故障,如出现死循环等,此时PLC发出报警信号。外部报警系统可结合现在的各种先进技术:语音报警、短信报警、画面报警等。2.5信号不完全可靠的情况下编码实现方法为提高系统运行的可靠性,使PLC在信号出错情况下能及时发现错误,并能排除错误的影响继续工作,在程序编制中可采用软件容错技术。在目前现场设备信号不完全可靠的情况下,对于非严重影响设备运行的故障信号,可在程序中采取不同时间的判断,以防止输入接点的抖动而产生“伪报警”。若延时后信号仍不消失,再执行相应动作。在充分利用信号间的组合逻辑关系构成条件判断时,即使个别信号出现错误,系统也不会因错误判断而影响其正常的逻辑功能。在具体的编码实现时应注意良好的模块化设计和可移植性、易用性。增加新功能可增强产品的差异性,但同时要多注意新增功能的必要性和稳定性。3测试结果分析简单说来,