常用低壓電器與可編程序控制器第10章

1、第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.1 被控系統(tǒng)的工藝要求和基本工作流程被控系統(tǒng)的工藝要求和基本工作流程10.2 控制方案的確定控制方案的確定 10.3 PLC的輸入的輸入/輸出連接輸出連接 10.4 PLC控制系統(tǒng)的測試控制系統(tǒng)的測試 10.5 提高系統(tǒng)可靠性的措施提高系統(tǒng)可靠性的措施 10.6 控制系統(tǒng)的抗干擾措施控制系統(tǒng)的抗干擾措施 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.1 被控系統(tǒng)的工藝要求和基本工作流程被控系統(tǒng)的工藝要求和基本工作流程 在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計之前，必須詳細(xì)了解被控對象的工藝過程和控制要求，明確輸入/輸出

2、的物理量是模擬量還是開關(guān)量；弄清整個工藝過程各個環(huán)節(jié)的相互聯(lián)系及特點(diǎn)；注意哪些量需要監(jiān)控、報警和顯示；是否需要故障診斷；需要哪些保護(hù)措施等。第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 了解被控對象的工藝要求和工作流程主要包括： (1) 各控制對象的驅(qū)動要求，例如驅(qū)動電壓(電流)、驅(qū)動時間等。 (2) 各控制對象的動作順序、相互之間的約束關(guān)系等，此項最好采用流程圖表示。 (3) 所有控制參數(shù)的確定，如模擬量的精度要求、開關(guān)量的點(diǎn)數(shù)等。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.2 控制方案的確定控制方案的確定 10.2.1 PLC機(jī)型選擇機(jī)型選擇 1系統(tǒng)類型系統(tǒng)類型 1) 單機(jī)控制的小系統(tǒng)單

3、機(jī)控制的小系統(tǒng) 這種系統(tǒng)一般使用一臺可編程序控制器就能完成控制要求，控制對象常常是一臺設(shè)備或多臺設(shè)備中的一個功能，如對原有系統(tǒng)的改造、完善或改進(jìn)原設(shè)備的某方面功能等。這種系統(tǒng)沒有可編程序控制器間的通信問題，但有時功能要求全面，容量要求變化大，有些還要與原系統(tǒng)設(shè)備的其他機(jī)器連接。第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2) 慢過程大系統(tǒng)慢過程大系統(tǒng) 慢過程大系統(tǒng)適用于對運(yùn)行速度要求不高但設(shè)備間有聯(lián)鎖關(guān)系，設(shè)備距離遠(yuǎn)，控制動作多，如大型料場、高爐、碼頭、大型車站信號的控制。有的設(shè)備本身對運(yùn)行速度要求高，但對部分子系統(tǒng)要求并不高，如大型熱連續(xù)軋鋼廠、冷連續(xù)軋鋼廠中的輔助生產(chǎn)機(jī)組和控制系統(tǒng)供油、供風(fēng)

4、系統(tǒng)等。這一類型的對象，一般不選用大型機(jī)，因為它編程、調(diào)試都不方便，一旦發(fā)生故障，影響面也大，一般都采用多臺中、小機(jī)型和低速網(wǎng)相連接。現(xiàn)代生產(chǎn)的控制器多為插件式模板結(jié)構(gòu)，它的價格是由輸入/輸出板數(shù)和智能模板數(shù)的多少決定的。同一種機(jī)型的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)少，則價格便宜，反之則貴，所以一般使用網(wǎng)絡(luò)相連后就不必再選大型機(jī)了。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3) 實(shí)時控制快速系統(tǒng)實(shí)時控制快速系統(tǒng) 隨著可編程序控制器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，在中、小型的快速系統(tǒng)中，可編程序控制器不僅能完成邏輯控制和主令控制，而且已逐步進(jìn)入了設(shè)備控制級，如高速線材，中、低速熱連軋等速度控制系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，即

5、使選用輸入/輸出容量大、運(yùn)行速度快、計算功能強(qiáng)的一臺大型可編程控制器，也難以滿足控制要求。如果用多臺可編程控制器，則有相互間信息交換與系統(tǒng)響應(yīng)要求快的矛盾。采用可靠的高速網(wǎng)能滿足系統(tǒng)信息快速交換的要求，但高速網(wǎng)一般價格都很貴，適用于有大量信息交換的系統(tǒng)。對信息交換速度要求高，但交換的信息又不太多的系統(tǒng)，可以用可編程控制器的輸出端口與另一臺可編程控制器的輸入端口硬件互連，通過輸入/輸出直接傳送信息，這樣傳送速度快而且可靠。當(dāng)然傳送的信息不能太多，否則將占用過多的輸入/輸出點(diǎn)。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2輸入輸入/輸出點(diǎn)輸出點(diǎn) 盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會造成一定浪費(fèi)。要先弄清楚控制系

6、統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的15%20%留出備用量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。 一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對同時接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的60%。PLC每個輸出點(diǎn)的驅(qū)動能力也是有限的，有的PLC每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異。一般情況下，PLC的允許輸出電流是隨環(huán)境溫度的升高而有所降低的，在選擇PLC機(jī)型時要考慮這些問題。 PLC的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種PLC平均每點(diǎn)的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇共點(diǎn)式、分組式輸出方式

7、。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3存儲容量存儲容量 對用戶存儲容量只能做粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗公式，在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)，內(nèi)存字?jǐn)?shù)與輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)的關(guān)系如下：內(nèi)存字?jǐn)?shù)=輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)10 在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中，當(dāng)然首先是對模擬量進(jìn)行讀入和數(shù)字濾波。數(shù)據(jù)進(jìn)入機(jī)器后，一般只有傳送與比較一類的運(yùn)算，因此內(nèi)存占用量相對較少。當(dāng)模擬量輸入/輸出同時存在時，除上述數(shù)據(jù)處理內(nèi)容外，一般還要進(jìn)行一些較為復(fù)雜的運(yùn)算。這時多數(shù)情況是閉環(huán)控制，內(nèi)存需求量相對要大些。為此，在估算內(nèi)存需求量時，常把這兩種情況區(qū)分開來。常用的經(jīng)驗參考計算公式為： 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 只有模

8、擬量輸入時： 內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量路數(shù)120 在模擬量輸入/輸出同時存在時：內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量路數(shù)250 上述路數(shù)一般是以十路模擬量為標(biāo)準(zhǔn)考慮的。當(dāng)路數(shù)小于十路時所需內(nèi)存量要大點(diǎn)，反之則小一些。最后，一般按估算容量的50%100%留有裕量，對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，選擇容量時留有的裕量要大些。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 4I/O響應(yīng)時間響應(yīng)時間 PLC的I/O響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲 (一般在23個掃描周期)等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC的I/O響應(yīng)時間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)控制系統(tǒng)，

9、就要考慮這個問題。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 5輸出負(fù)載的特點(diǎn)輸出負(fù)載的特點(diǎn) 不同的負(fù)載對PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型，而不應(yīng)選用繼電器輸出型。但繼電器輸出型的PLC有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的PLC。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 6連網(wǎng)通信 若PLC控制系統(tǒng)需要連入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則PLC需要有通信連網(wǎng)功能，即要求PLC應(yīng)具有連接其他PLC、上位計算

10、機(jī)及CRT等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。 7PLC的結(jié)構(gòu)形式 在相同功能和相同I/O點(diǎn)數(shù)的情況下，整體式PLC比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便(換模塊)，容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)。因此應(yīng)按實(shí)際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.2.2 輸入輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的簡化輸出點(diǎn)數(shù)的簡化 1輸入點(diǎn)數(shù)的簡化 1) 利用操作開關(guān)并聯(lián)連接方式 多點(diǎn)控制電動機(jī)啟動、停止的繼電器控制電路如圖10-1(a)所示。如果PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)足夠，可按圖10-1(b)進(jìn)行接線。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是比較容易和直觀地判斷外部輸入故障，缺點(diǎn)是占用P

11、LC輸入點(diǎn)數(shù)多。因為停止按鈕SB1、SB2、SB3和熱繼電器觸點(diǎn)FR均具有使電動機(jī)停轉(zhuǎn)的功能，啟動按鈕SB4、SB5和SB6具有相同的啟動電動機(jī)功能，所以可按圖10-1(d)所示的簡化方法接線，即將具有相同控制功能的操作開關(guān)并聯(lián)連接。顯然這種接線方式與圖10-1(b)所示的接線方式相比，不僅少占用5個PLC輸入點(diǎn)數(shù)，而且梯形圖簡化了，程序也簡短了。圖10-1(c)是未簡化的梯形圖；圖10-1(e)是簡化的梯形圖。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2) 利用分組控制方式利用分組控制方式 例如當(dāng)系統(tǒng)有手動、自動兩種控制方式時，每種各有N個輸入信號，那么就要占用2N個輸入點(diǎn)。但若利用分組控

12、制方式，則2N個輸入信號只需占用N個輸入點(diǎn)。圖10-2是分組控制的示例。在圖10-2中，開關(guān)SA有1、2兩個工作位，PLC的00000輸入點(diǎn)作為控制點(diǎn)使用。當(dāng)SA合在2號位(手動)時00000被接通，這時00001點(diǎn)輸入的是SB1的信息；當(dāng)SA合在1號位(自動)時，00000輸入點(diǎn)OFF，00001點(diǎn)輸入的是KA1的信息?？梢姡粋€輸入點(diǎn)00001，在00000不同狀態(tài)下輸入了不同的內(nèi)容。這個例子說明，采用分組控制法相當(dāng)于使PLC的輸入點(diǎn)擴(kuò)大約2倍。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 (a)USB1SB2SB3SB4KFRNSB5SB6K000020000600007COM00005

13、0000400003000010000001000COM220 V(b)0000000001000020100000004 00005 00006 0000701000(c)KSB4SB5SB6SB1SB2SB3FRCOM000010000001000COM220 V(d)00000010000000101000(e)KSB4SB5SB6SB1SB2SB3FR圖10-1 多點(diǎn)控制電動機(jī)啟動、停止控制電路(a) 繼電器控制電路；(b) 未簡化的PLC連接圖；(c) 未簡化的梯形圖；(d) 簡化的PLC連接圖；(e) 簡化的梯形圖 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 SB1SB2000010

14、000200000COMKA1KA221SA10-1圖10-2 分組控制示例 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3) 利用單按鈕控制啟動和停止 PLC內(nèi)部器件的數(shù)量一般遠(yuǎn)超過用戶編程的需求。通過合理編程，充分利用PLC的內(nèi)部器件，也可以達(dá)到節(jié)約輸入點(diǎn)的目的。 圖10-3是用一個按鈕控制一臺電動機(jī)啟動、停止的兩種方案。PLC外部只接一個按鈕，對應(yīng)輸入點(diǎn)為00000，電動機(jī)通過輸出節(jié)點(diǎn)01000控制。圖10-3(a)利用KEEP指令編程，當(dāng)?shù)谝淮伟聪掳粹o00000時，20000為ON，電動機(jī)啟動；當(dāng)?shù)诙伟聪掳粹o00000時，由于20000已經(jīng)為ON，因此出現(xiàn)KEEP的置位和復(fù)位端均為ON

15、的情況。由于復(fù)位優(yōu)先，因此20000復(fù)位，電動機(jī)停止運(yùn)行。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 0000000000KEEP20000(a)2000020000010000000020000(b)010002000020001200010100001000DIFU(13) 20000圖10-3 利用單按鈕控制啟動和停止(a) 單按鈕控制啟動、停止方案一；(b) 單按鈕控制啟動、停止方案二 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 通過編程，也可以利用移位寄存器和計數(shù)器等指令，編寫出用一個按鈕啟動、停止一臺電動機(jī)的控制程序。另外，利用一個輸入點(diǎn)的不同狀態(tài)作為跳轉(zhuǎn)或分支指令的啟動條件，控制兩

16、段程序的執(zhí)行，也可以達(dá)到使輸入點(diǎn)數(shù)簡化的目的。總之，通過合理編程，用PLC內(nèi)部器件代替外部電器，也是使輸入點(diǎn)數(shù)簡化的重要途徑。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2輸出點(diǎn)數(shù)的簡化輸出點(diǎn)數(shù)的簡化 1) 部分電器可不接入PLC 對控制邏輯簡單、不參與系統(tǒng)過程循環(huán)、運(yùn)行時與系統(tǒng)各環(huán)節(jié)不發(fā)生動作聯(lián)系的電器，可不納入PLC控制系統(tǒng)，因此就不占用輸出點(diǎn)。例如，一些機(jī)床設(shè)備的油泵電動機(jī)或通風(fēng)機(jī)的電動機(jī)等就屬于這一類電器。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2) 部分輸出電器并聯(lián)使用 如圖10-4所示，對于幾個通、斷狀態(tài)完全相同的負(fù)載，如輸出負(fù)載與狀態(tài)指示燈等，在PLC輸出點(diǎn)的電流限額允許的情

17、況下，可以并聯(lián)在同一個輸出端子上，從而可少占用輸出點(diǎn)。采用這種方法的條件是指示燈和負(fù)載的電壓必須一致。若PLC的輸出點(diǎn)不允許其并聯(lián)連接，可用PLC外部的一個繼電器對這兩個負(fù)載進(jìn)行控制。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 負(fù)載0100001001COM負(fù)載01000COM圖10-4 輸出負(fù)載與狀態(tài)指示燈并聯(lián) 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3) 利用接觸器輔助觸點(diǎn) 許多控制系統(tǒng)，尤其是在中、大功率系統(tǒng)中，通常都含有接觸器。必要時可考慮用接觸器的輔助觸點(diǎn)進(jìn)行電氣聯(lián)鎖或控制指示燈等，這樣可少用PLC輸出點(diǎn)。 4) 用數(shù)字顯示器代替指示燈 如果工作狀態(tài)的指示燈或程序步比較多，推薦用數(shù)

18、字顯示代替指示燈，也可節(jié)省PLC輸出點(diǎn)數(shù)。例如，16步程序需要16點(diǎn)輸出驅(qū)動指示燈，如果使用BCD碼的數(shù)字顯示，只需8點(diǎn)輸出驅(qū)動兩行數(shù)字顯示器即可。兩行數(shù)字顯示器可顯示0099，即100個狀態(tài)。具體用法可參考有關(guān)資料。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 5) 多種故障顯示或報警并聯(lián)連接 有些系統(tǒng)可能有多種故障顯示或報警，例如設(shè)有過壓、過載、超速、越位、失磁、斷相等顯示或報警。只要條件允許，可把部分或全部顯示或報警電路并聯(lián)連接，用一個或少用幾個輸出繼電器驅(qū)動，這也可減少對PLC輸出點(diǎn)數(shù)的占用。 減少PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的方法是多樣的，使用者應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，選用或設(shè)計切實(shí)有效的方案。 第10

19、章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.2.3 輸入輸入/輸出的定義輸出的定義 PLC機(jī)型選定后，應(yīng)根據(jù)具體控制方案進(jìn)行控制系統(tǒng)的軟件框圖設(shè)計。這時，有必要對系統(tǒng)的輸入/輸出進(jìn)行定義。前面已經(jīng)談到過建立系統(tǒng)I/O分配表，但對于系統(tǒng)I/O量較多，利用模塊式PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)來說，則有必要對輸入/輸出進(jìn)行更明確的定義，以便于系統(tǒng)的程序編制、系統(tǒng)調(diào)試以及系統(tǒng)打印等。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 所謂輸入/輸出的定義，主要是指整體輸入/輸出點(diǎn)的分布和每個輸入/輸出點(diǎn)的名稱定義。假設(shè)一臺可編程控制器需完成多個功能，若把輸入/輸出點(diǎn)按順序排列，則會給編寫程序與調(diào)試程序帶來不便。在這種情況

20、下，最好是按控制功能把輸入/輸出點(diǎn)分段。特別是當(dāng)采用模塊式結(jié)構(gòu)時，將相同功能的輸入板和輸出板組成一組，這樣在進(jìn)行程序編制時不容易產(chǎn)生混淆。 另外，在系統(tǒng)I/O分配表中對I/O信號的名稱定義要明確、簡短、合理，信號的有效狀態(tài)要明確。例如，邏輯變量有“0”和“1”兩個值，同時也會出現(xiàn)上升沿或下降沿有效的情況。所以，在I/O分配表中說明信號的有效狀態(tài)，對系統(tǒng)程序的編制會有更明確的作用。典型I/O分配表如表10-1所示。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 表表10-1 I/O分配表分配表 類型：開關(guān)量 類別：輸入 框架號：1 地址號：0000000115 電壓：220 V 板號 端子號 地址號

21、 信號名稱 板號 端子號 地址號 信號名稱 2 1 00000 1#電動機(jī)啟動，上升沿有效 3 1 00100 1#電動機(jī)油壓低， “0”有效 2 00001 2#電動機(jī)啟動，上升沿有效 8 00107 8#電動機(jī)油壓低， “0”有效 9 00008 1#電動機(jī)停止，下降沿有效 9 00108 1#電動機(jī)已啟動， “1”有效 16 00015 8#電動機(jī)停止，下降沿有效 16 00115 8#電動機(jī)已啟動， “1”有效 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.2.4 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計中工作量最大的工作，其中主要包括： (1) 存儲器(包

22、括RAM和ROM)空間的分配，它與邏輯量的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、模擬量的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、內(nèi)存利用率、程序編制者的編程水平有關(guān)； (2) 專用寄存器的確定； (3) 系統(tǒng)初始化程序的設(shè)計； (4) 各功能塊子程序的編制； (5) 主程序的編制及調(diào)試； (6) 故障應(yīng)急措施； (7) 其他輔助程序的設(shè)計。第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.3 PLC的輸入的輸入/輸出連接輸出連接 1PLC與輸入設(shè)備的連接與輸入設(shè)備的連接 常見的PLC輸入設(shè)備和輸出設(shè)備有按鈕、限位開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接近開關(guān)、撥碼器、各種傳感器、繼電器、接觸器、電磁閥等。正確地連接輸入/輸出電路，是保證PLC安全可靠工作的前提。

23、 圖10-5是以CPM1A-40CDR為例，說明PLC與輸入設(shè)備接線方法的示意圖。圖中只畫出了000通道的部分輸入點(diǎn)與按鈕的連接，001通道的接線方法與其相似。電源U可接在主機(jī)24 V直流電源的正極，COM接電源的負(fù)極。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 COM00020406081000020CHCOMU010305070911011CH圖10-5 PLC與輸入設(shè)備的接法示意圖 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2PLC與輸出設(shè)備的連接與輸出設(shè)備的連接 (1) 具有相同公共端的一組輸出點(diǎn)，其電壓類型、等級相同，但與其他組輸出點(diǎn)的電壓可以不同。連接時應(yīng)根據(jù)負(fù)載電壓的類型和等級來

24、決定是否分組連接。圖10-6是以CPM1A-40CDR為例，說明PLC與輸出設(shè)備的連接方法。圖中只畫出了010通道的輸出點(diǎn)與負(fù)載的連接，011通道的連接方法與之相似。圖10-6所示接法是負(fù)載具有相同電壓的情況，所以各組的公共端連在一起，否則要分組連接。 (2) 輸入和輸出的COM端不能接在一起。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 (3) PLC的晶體管和晶閘管型輸出設(shè)備有較大的漏電流，尤其是晶閘管輸出設(shè)備，當(dāng)接上負(fù)載時可能出現(xiàn)輸出設(shè)備的誤動作，所以要在負(fù)載兩端并聯(lián)一個旁路電阻。旁路電阻R的阻值可由式(10-1)確定： IURON(k) (10-1) 式中：UON負(fù)載的開啟電壓(V)；

25、I輸出漏電流(mA)。第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 11CHCOM COM COM03COM06COM01000102040507000210CH負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載圖10-6 PLC與輸出設(shè)備的連接示意圖 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3PLC電源的連接電源的連接 PLC的電源包括CPU單元及I/O擴(kuò)展單元的電源、輸入設(shè)備及輸出設(shè)備的電源。 輸入/輸出設(shè)備、CPU單元及I/O擴(kuò)展單元最好分別采用獨(dú)立的電源供電。圖10-7是CPU單元、I/O擴(kuò)展單元及輸入/輸出設(shè)備電源的接線示意圖。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 輸出設(shè)備輸入設(shè)備CPU 單元輸出

26、設(shè)備輸入設(shè)備I/O 單元輸入設(shè)備電源CPU 電源I/O 電源輸出設(shè)備電源圖10-7 PLC各種電源連接示意圖 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.4 PLC控制系統(tǒng)的測試控制系統(tǒng)的測試 1程序測試的定義程序測試的定義 軟件理論已經(jīng)證明：任何一個程序(除某些短小的子程序外)都存在錯誤。人們可以通過合理的測試來證明它仍然存在錯誤，但無法證明它已經(jīng)沒有錯誤了。因此，程序測試的目的就是盡可能地找出程序中的錯誤，即“程序測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程”。應(yīng)該把發(fā)現(xiàn)錯誤作為測試的目的，而不能把“調(diào)通”作為目的。只有這樣才能使程序中的隱患和錯誤得到改正，使程序的質(zhì)量得到提高。 第10章 PL

27、C控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 正確結(jié)束程序測試的標(biāo)準(zhǔn)尚無統(tǒng)一定論，一般常采用如下幾種： (1) 如果采用了按某種法則制定的測試計劃，執(zhí)行了計劃中的全部測試，結(jié)果沒有找出新的錯誤，那么就可以結(jié)束測試。這個標(biāo)準(zhǔn)不一定很好。因為尚無一種測試法可以查出程序中的全部錯誤。最好是綜合若干種法則來測試，查錯效果才有保障。 (2) 規(guī)定查錯指標(biāo)，例如“必須查出50個錯誤才算結(jié)束”。這個標(biāo)準(zhǔn)有比較積極的因素，能促使人們千方百計地去進(jìn)行查錯，但指標(biāo)的規(guī)定是一件很困難的事情，定得太高可能永遠(yuǎn)結(jié)束不了測試。如果指標(biāo)定得太低，則使程序的最終質(zhì)量不高。合適的指標(biāo)多數(shù)情況下是根據(jù)經(jīng)驗估算出來的，這與程序的規(guī)模、程序結(jié)構(gòu)的復(fù)雜

28、程度以及編程者的水平有關(guān)。較為妥當(dāng)?shù)臏y試結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是上述兩種標(biāo)準(zhǔn)的某種結(jié)合。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2程序測試的方法程序測試的方法 程序測試的基本原理是：設(shè)計若干個測試方案，每個測試方案在執(zhí)行中都會使程序按各自不同的方式來運(yùn)行。當(dāng)某種運(yùn)行方式剛好觸發(fā)某個隱含的錯誤時，該錯誤便被激發(fā)，對程序的后續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生影響，并以某種形式在結(jié)果中體現(xiàn)出來，從而被測試者發(fā)現(xiàn)。 在設(shè)計測試方案時，如果方案的制定要考慮程序內(nèi)部的情況，即把盒子打開，就稱為白盒測試法；如果方案不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)，把整個程序看成一個黑盒子，僅從程序任務(wù)書或程序規(guī)范出發(fā)來設(shè)計測試方案，這種測試方法稱為黑盒測試方法。 第10

29、章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 1) 白盒測試法白盒測試法 利用白盒測試法進(jìn)行系統(tǒng)程序測試時，程序流程圖和程序清單都是制定方案的依據(jù)，通過對程序流程圖和清單的分析，設(shè)計出若干組測試方案，基本思想是“搜索”錯誤，利用程序流程圖和程序清單來制定出各種“搜索”方案，使得程序中每個判斷的各個條件及各種可能的組合至少出現(xiàn)一次，力圖通過執(zhí)行到有錯誤的語句(指令)來暴露錯誤。白盒測試法的特點(diǎn)是比較擅長發(fā)現(xiàn)邏輯錯誤，容易遺漏非邏輯錯誤。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2) 黑盒測試法黑盒測試法 黑盒測試法完全不考慮程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，只從設(shè)計規(guī)范出發(fā)來設(shè)計測試方案。黑盒測試法同樣需要設(shè)計出多個測

30、試方案，組合一切可能輸入的條件，包括條件的所有邊界值(邊緣值、稍大于邊緣值和稍小于邊緣值)進(jìn)行測試方案的設(shè)計。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3) 模塊測試法模塊測試法 不管利用白盒法還是黑盒法，隨著程序規(guī)模的增大，測試方案數(shù)將迅速上升，直到成為人們無法承受的天文數(shù)字。于是人們采用了一個策略：分而治之。先將一個程序分解成若干個模塊，分別測試各個模塊，然后逐漸將各個模塊連接起來測試，最后連接成一個整體。當(dāng)各個模塊進(jìn)行了比較“徹底”的測試后，在進(jìn)行模塊聯(lián)合測試時，就可以不再注意模塊內(nèi)部的問題了，而只需集中精力測試各模塊之間的接口關(guān)系即可。模塊測試相對于整體測試不僅容易進(jìn)行，而且容易對錯

31、誤進(jìn)行準(zhǔn)確定位，同時還可以通過對每個模塊并行測試來加快整個測試進(jìn)程。在進(jìn)行模塊測試時，可以采用自頂向下模塊測試，也可以采用自下向上模塊測試。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.5 提高系統(tǒng)可靠性的措施提高系統(tǒng)可靠性的措施 10.5.1 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 由于PLC直接用于工業(yè)控制，因此其生產(chǎn)廠家都把它設(shè)計成能在惡劣條件下可靠工作的器件。盡管如此，每種PLC都有對應(yīng)的環(huán)境條件，在選用時，特別是設(shè)計控制系統(tǒng)時，必須對環(huán)境條件給予充分的考慮。 一般情況下，可編程序控制器及其外部電路，例如I/O模塊、輔助電源等都能在下列環(huán)境條件下可靠地工作： 溫度：工作溫度為055，最高為60；

32、保存溫度為-20+80。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 濕度：相對濕度為5%95%(無凝結(jié)霜)。 振動和沖擊：滿足國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)。 電源：220 V交流電源，允許在-15%+15%之間變化，頻率4752 Hz，瞬間停電保持10 ms。 環(huán)境：周圍環(huán)境不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 1溫度條件溫度條件 可編程序控制器及其外部電路都是由半導(dǎo)體集成電路(IC)、晶體管和電阻電容等器件構(gòu)成的，溫度的變化將直接影響這些元器件的可靠性和壽命。 溫度高時容易產(chǎn)生下列問題：IC、晶體管等半導(dǎo)體器件性能惡化，故障率增加，壽命降低；電容器件漏電流增大

33、；模擬回路的漂移增大，精度降低等。如果溫度偏低，模擬回路除精度降低外，回路的安全系數(shù)也變小，超低溫時可能引起控制系統(tǒng)動作不正常。特別是溫度的急劇變化，由于電子器件熱脹冷縮，更容易引起電子器件性能的惡化和溫度特性變壞。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 1) 超高溫時應(yīng)采取的對策超高溫時應(yīng)采取的對策 根據(jù)上述的溫度情況，必須采取相應(yīng)對策。如果控制系統(tǒng)的極限溫度超過規(guī)定溫度(55)，則必須采取下面的有效措施，迫使環(huán)境溫度低于極限值： (1) 盤、柜內(nèi)設(shè)置風(fēng)扇或冷風(fēng)機(jī)，把自然風(fēng)引入盤、柜內(nèi)。使用冷風(fēng)機(jī)時注意不能結(jié)露。 (2) 把控制系統(tǒng)置于有空調(diào)的控制室內(nèi)，不能直接放在陽光下。 (3) PL

34、C的安裝要考慮通風(fēng)，控制器的上、下、左、右、前、后都要留有約50 mm的空間距離，I/O模塊配線時要使用導(dǎo)線槽，以免妨礙通風(fēng)。 (4) 安裝時要使PLC遠(yuǎn)離如電阻器或交流接觸器等發(fā)熱體，或者把PLC安裝在發(fā)熱體的下面。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2) 超低溫時應(yīng)采取的對策超低溫時應(yīng)采取的對策 當(dāng)環(huán)境溫度過低時，可采用如下對策： (1) 盤、柜內(nèi)設(shè)置加熱器，冬季時這種加熱特別有效，可使盤、柜內(nèi)溫度保持在0以上，或者在10左右。設(shè)置加熱器時要選擇適當(dāng)?shù)臏囟葌鞲衅?，以保證能在高溫時自動切斷加熱器電源，低溫時自動接通電源。 (2) 停運(yùn)時，不切斷PLC和I/O模塊的電源，靠其本身的發(fā)熱

35、量維持其溫度，特別對于夜間低溫，這種措施是有效的。 (3) 溫度有急劇變化的場合，不要打開盤、柜的門，以防冷空氣進(jìn)入。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2濕度條件濕度條件 在濕度大的環(huán)境中，水分容易通過模塊上IC的金屬表面的缺陷浸入內(nèi)部，引起內(nèi)部元件性能的惡化，印制電路板可能由于高壓或高浪涌電壓而引起短路。 在極干燥的環(huán)境下，絕緣物體上可能帶靜電，特別是MOS集成電路，其輸入阻抗高，可能由于靜電感應(yīng)而損壞。 在PLC不運(yùn)行時，由于濕度有急劇變化而可能引起結(jié)露。結(jié)露后會使絕緣電阻大大降低，且由于高壓泄漏，可使金屬表面生銹。特別是交流220 V、110 V的輸入/輸出模塊，由于絕緣性能的

36、惡化可能產(chǎn)生預(yù)料不到的事故。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 對于上述濕度環(huán)境應(yīng)采用如下對策： (1) 盤、柜設(shè)計成封閉型，并放置吸濕劑。 (2) 把外部干燥的空氣引入盤、柜內(nèi)。 (3) 印制電路板上再覆蓋一層保護(hù)層，如噴松香水等。 (4) 在溫度低且極干燥的場合進(jìn)行檢修時，人體應(yīng)盡量不接觸集成電路塊和電子元件，以防感應(yīng)電壓損壞器件。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3振動和沖擊環(huán)境振動和沖擊環(huán)境 一般的可編程序控制器能承受的振動和沖擊的頻率為1050 Hz，振幅為0.5 mm，加速度為2 g，沖擊為10 g(g=10 m/s2)。超過這個極限時，可能會引起電磁閥或斷路器誤

37、動作，機(jī)械結(jié)構(gòu)松動、電氣部件疲勞損壞以及連接器的接觸不良等后果。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 防振和防沖擊的措施如下： (1) 如果振動源來自盤、柜之外，可對相應(yīng)的盤、柜采用防振橡皮，以達(dá)到減振的目的，亦可把盤、柜設(shè)置在遠(yuǎn)離振源的地方； (2) 如果振動來自盤、柜內(nèi)，則要把產(chǎn)生振動和沖擊的設(shè)備從盤、柜內(nèi)移走，或者單獨(dú)設(shè)置盤、柜。 (3) 緊固PLC或I/O模塊的印制板、連接器等可產(chǎn)生松動的部件或器件，連接線亦要固定緊。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 4周圍環(huán)境的污染周圍環(huán)境的污染 周圍空氣中不能混有塵埃、導(dǎo)電性粉末、腐蝕性氣體、水分、油分、油霧、有機(jī)溶劑等。否則會引起

38、下列不良現(xiàn)象： 塵埃可引起接觸不良，或阻塞過濾器的網(wǎng)眼，使盤內(nèi)溫度上升；導(dǎo)電性粉末可引起系統(tǒng)誤動作，使絕緣性能變差和短路等；油和油霧可能引起PLC節(jié)點(diǎn)接觸不良，并能腐蝕塑料；腐蝕性氣體和鹽分會引起印制電路板或引線的腐蝕，造成開關(guān)或繼電器類的可動部件接觸不良。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 如果周圍空氣不潔，可采取下面相應(yīng)措施： (1) 盤、柜采用密封型結(jié)構(gòu)。 (2) 盤、柜內(nèi)打入高壓清潔空氣，使外界不清潔空氣不能進(jìn)入盤、柜內(nèi)部。 (3) 印刷電路板表面涂一層保護(hù)層，如松香水等。 上述各種措施都不能保證在任何情況下絕對有效，有時需要根據(jù)具體情況具體分析，采用綜合防護(hù)措施。 第10章

39、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.5.2 控制系統(tǒng)的冗余控制系統(tǒng)的冗余 使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)時，雖然其可靠性或安全性高，但無論使用什么樣的設(shè)備，故障總是難免的。特別是當(dāng)可編程序控制器對于用戶是一個“黑盒子”時，一旦出現(xiàn)故障，用戶一點(diǎn)辦法也沒有。因此，在控制系統(tǒng)設(shè)計中必須充分考慮系統(tǒng)的可靠性和安全性。 為了保證控制系統(tǒng)的可靠性，除了選用可靠性高的可編程序控制器，并使其在允許的條件下工作外，控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計是提高控制系統(tǒng)可靠性的有效措施。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 1環(huán)境條件留有余量環(huán)境條件留有余量 改善環(huán)境條件，其目的在于使可編程序控制器工作在合適的環(huán)境中，且使環(huán)境條件有

40、一定的富裕量。最好留有三分之一的余量。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2控制器的并列運(yùn)行控制器的并列運(yùn)行 輸入/輸出分別連接兩臺內(nèi)容完全相同的可編程序控制器，實(shí)現(xiàn)復(fù)用。當(dāng)某一臺出現(xiàn)故障時，可切換到另一臺繼續(xù)運(yùn)行，從而保證整個系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 必須指出的是，可編程序控制器并列運(yùn)行方案僅適用于輸入/輸出點(diǎn)數(shù)比較少、布線容易的小規(guī)模控制系統(tǒng)。對于大規(guī)模的控制系統(tǒng)，由于輸入/輸出點(diǎn)數(shù)多、電纜配線復(fù)雜，同時控制系統(tǒng)成本相應(yīng)增加，而且?guī)缀跏浅杀对黾?，因而限制了它的?yīng)用。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3雙機(jī)雙工熱后備控制系統(tǒng)雙機(jī)雙工熱后備控制系統(tǒng) 雙機(jī)雙工熱后備控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計

41、僅限于PLC的冗余。I/O通道僅能做到同軸電纜的冗余，不可能把所有I/O點(diǎn)都冗余，只有在那些不惜成本的場合才考慮全部系統(tǒng)冗余。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 4與繼電器控制盤并用與繼電器控制盤并用 在老系統(tǒng)改造的場合，原有的繼電器控制盤最好不要拆除，應(yīng)保留其原有的功能，以作為控制系統(tǒng)的后備手段使用。對于新建項目，就不必采用此方案。因為小規(guī)模控制系統(tǒng)中的PLC造價可做到同繼電器控制盤相當(dāng)，因此以采用PLC并列運(yùn)行方案為好。對于中、大規(guī)模的控制系統(tǒng)，由于繼電器控制盤比較復(fù)雜，電纜線和工時費(fèi)都比較高，因此采用可編程序控制器是較好的方案，這時最好采用雙機(jī)雙工熱后備控制系統(tǒng)。 第10章 PL

42、C控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.5.3 控制系統(tǒng)的供電控制系統(tǒng)的供電 1設(shè)計供電系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素設(shè)計供電系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素 供電系統(tǒng)的設(shè)計直接影響控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設(shè)計供電系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列因素： (1) 輸入電源電壓在一定的允許范圍內(nèi)變化。 (2) 當(dāng)輸入交流電斷電時，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)。 (3) 在控制系統(tǒng)不允許斷電的場合，要考慮供電電源的冗余。 (4) 當(dāng)外部設(shè)備電源斷電時，應(yīng)不影響控制器的供電。 (5) 要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2常用供電系統(tǒng)方案常用供電系統(tǒng)方案 根據(jù)上述考慮，使用如下幾種常用的供電方案來提高可編程控制器控制

43、系統(tǒng)的可靠性是有效的。 1) 使用隔離變壓器供電使用隔離變壓器供電 圖10-8所示為使用隔離變壓器的供電系統(tǒng)示意圖，控制器和I/O系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電，并與主回路電源分開。這樣當(dāng)輸入/輸出供電中斷時，不會影響可編程控制器的供電。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 220 V主電源隔離變壓器I/O 電源其他設(shè)備電源控制器圖10-8 使用隔離變壓器的供電系統(tǒng)示意圖 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2) 使用使用UPS供電供電 不間斷電源UPS是電子計算機(jī)的有效保護(hù)裝置。平時它處于充電狀態(tài)，當(dāng)輸入交流電源(220 V)失電時，UPS能自動切換到輸出狀態(tài)，繼續(xù)向系統(tǒng)供電。

44、圖10-9是使用UPS的供電示意圖。根據(jù)UPS的容量，在交流失電后可繼續(xù)向PLC供電1030 min；對于非長時間停電的系統(tǒng)，其效果是顯著的。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 220 VI/O 電源其他設(shè)備電源UPS控制器圖10-9 使用UPS的供電示意圖 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3) 使用雙路供電 為了提高供電系統(tǒng)的可靠性，交流供電最好采用雙路電源分別引自不同的變電所的方式。當(dāng)一路供電出現(xiàn)故障時，能自動切換到另一路供電。圖10-10為雙路供電系統(tǒng)的示意圖。RAA為欠電壓繼電器控制電路。假設(shè)先合上AA開關(guān)，令A(yù)路供電，由于B路中的RAA處于斷開狀態(tài)，繼電器RAB處于

45、失電狀態(tài)，因此其常開觸點(diǎn)RAB閉合，完成A路供電控制。然后合上BB開關(guān)，這樣B路處于備用狀態(tài)。當(dāng)A路電壓降低到規(guī)定值時，欠電壓繼電器動作，其常開觸點(diǎn)RAA閉合，使B路開始供電，同時RAB觸點(diǎn)斷開。由B路切換到A路供電的原理與此相同。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 220 VRABRAAAAA 路220 VRAARABBBB 路220 V圖10-10 雙路供電系統(tǒng)示意圖 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.6 控制系統(tǒng)的抗干擾措施控制系統(tǒng)的抗干擾措施 10.6.1 抗電源干擾抗電源干擾 1使用隔離變壓器使用隔離變壓器 使用隔離變壓器將屏蔽層良好接地，對抑制電網(wǎng)中的干擾信號

46、有良好的效果。如果沒有隔離變壓器，不妨使用普通變壓器。為了改善隔離變壓器的抗干擾效果，必須注意兩點(diǎn)： (1) 屏蔽層要良好接地； (2) 二次側(cè)連接線使用雙絞線，這樣能減少電源線間干擾。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2使用濾波器使用濾波器 使用濾波器代替隔離變壓器，在一定的頻率范圍內(nèi)有一定的抗電網(wǎng)干擾作用，但要選擇好濾波器的頻率范圍是困難的。為此，慣用的方法是既使用濾波器，又使用隔離變壓器。連接方法如圖10-11所示。但必須注意，使用時應(yīng)把濾波器接入電源，然后再用隔離變壓器。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 控制器濾波器220 V隔離變壓器圖10-11 濾波器和隔離變壓

47、器同時使用 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3遠(yuǎn)離高壓電器和高壓電源線遠(yuǎn)離高壓電器和高壓電源線 PLC不能在高壓電器和高壓電源線附近安裝，更不能與高壓電器安裝在同一個電器柜中。PLC與高壓電器或高壓電源線之間至少應(yīng)有200 mm的距離。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.6.2 控制系統(tǒng)接地控制系統(tǒng)接地 1接地的意義接地的意義 (1)PLC、控制盤、柜與大地之間存在著電位差，良好的接地可以減少由電位差引起的干擾電流。 (2) 混入電源和輸入/輸出信號的干擾，可以通過良好的接地引入大地，從而減少干擾的影響。 (3) 良好的接地可以防止由漏電流產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。 第10章 P

48、LC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2接地的方法接地的方法 為了抑制干擾，PLC應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的、良好的接地裝置，如圖10-12(a)所示。接地電阻要小于100 ，接地線的截面積應(yīng)大于2 mm2。PLC應(yīng)盡量靠近接地點(diǎn)，其接地線不能超過20 m。PLC不要與其他設(shè)備共用一個接地體，像圖10-12(b)那樣PLC與別的設(shè)備共用接地體的接法是不允許的。接地線應(yīng)盡量避開強(qiáng)電回路和主回路的電線，不能避開時，應(yīng)垂直相交；應(yīng)盡量縮短平行走線長度。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 PLCLG GR其他設(shè)備PLCLG GR其他設(shè)備(a)(b)圖10-12 PLC的接地(a) 正確的接地方式；(b) 錯誤的接地

49、方式 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 PLC主機(jī)面板上有一個噪聲濾波的中性端子(有的PLC標(biāo)LG)，通常不要求它接地，但是當(dāng)電氣干擾嚴(yán)重時，這個端子必須與保護(hù)接地端子(有的PLC標(biāo)GR)短接在一起之后接地。 CPU單元必須接地。若使用了I/O擴(kuò)展單元等，則CPU單元應(yīng)與它們具有共同的接地體，而且從任一單元的保護(hù)接地端到地的電阻都不能大于100 。其接線如圖10-13所示。 CPM1A的噪聲濾波的中性端子符號是： ，接地端子符號是： 。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 CPU單元I/O擴(kuò)展單元I/O鏈接單元LGGRLGGRLGGR圖10-13 各種單元的接地 第10章 PLC

50、控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 10.6.3 防防I/O信號干擾信號干擾 1I/O模塊的定性分析模塊的定性分析(1) 絕緣的輸入/輸出信號和內(nèi)部回路比非絕緣的抗干擾性能好。(2) 雙向晶閘管和晶體管型的無觸點(diǎn)輸出比有觸點(diǎn)輸出在控制器側(cè)產(chǎn)生的干擾小。(3) 輸入模塊允許的輸入信號ON-OFF電壓差大，抗干擾性能好；OFF電壓高，對抗感應(yīng)電壓是有利的。 (4) 輸入信號響應(yīng)時間慢的輸入模塊抗干擾性能好。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 2選擇選擇I/O模塊應(yīng)考慮的因素模塊應(yīng)考慮的因素 從抗干擾的角度考慮，選擇I/O模塊要考慮下列因素： (1) 干擾多的場合，使用絕緣型的I/O模塊。 (2) 安裝在控制對象側(cè)的I/O模塊要使用絕緣型模塊。 (3) 無外界干擾的場合，可使用非絕緣型無觸點(diǎn)輸出的I/O模塊。 第10章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟與抗干擾 3防止輸入信號的干擾防止輸入信號的干擾 1) 防反沖擊感應(yīng)電勢防反沖擊感應(yīng)電勢 如圖10-14所示，在輸入端有感性負(fù)荷時，為了防止反沖擊感應(yīng)電動勢，在負(fù)荷兩端并接電容C和電阻R(為交流輸入信號時)，或并接續(xù)流二極管(為直流輸入信號時)。交流輸入方式時，C、R的選擇要適當(dāng)，才能起到較好的效果。一般參考值為：負(fù)荷容量在10 VA以下時選用0.1 F120 ；負(fù)荷容量在10 VA以上時選用0.4