淺談電廠PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量和模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的啟停、電磁閥、電動(dòng)閥的開閉，介質(zhì)的流量、液位、溫度、壓力等。利用可編程控制器（PLC）來解決自動(dòng)控制問題已成為zui有效的工具之一。本人一直從事電廠的電氣設(shè)計(jì)工作。電廠區(qū)別于一般工業(yè)環(huán)境：現(xiàn)場(chǎng)存在*的電磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的電壓高達(dá)數(shù)千伏，電流高達(dá)數(shù)千安。對(duì)于有些老設(shè)備的改造工程，由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，有時(shí)上百米的強(qiáng)電纜和PLC的信號(hào)電纜不能有效分開，甚至只能敷設(shè)在同一個(gè)電纜溝內(nèi)。/這給PLC的正常運(yùn)行帶來了很強(qiáng)的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，引起誤動(dòng)作。本文就電廠的PLC設(shè)計(jì)要注意的幾個(gè)問題加以敘述，希望得到同行的指正。
一、PLC的選購(gòu)
目前市場(chǎng)上PLC的產(chǎn)品眾多，除國(guó)內(nèi)品牌外，國(guó)外有：日本OMRON、德國(guó)SIEMENS、美國(guó)MONDICOM、韓國(guó)的LG等。近幾年，PLC產(chǎn)品價(jià)格的較大下降，其性價(jià)比越來越高，形成了眾多技術(shù)人員選用的重要原因。其選購(gòu)原則可以從四個(gè)方面考慮：
?。ㄒ唬┫到y(tǒng)規(guī)模
對(duì)于80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng)，一般無須擴(kuò)展，可選用PLC單機(jī);系統(tǒng)較大在300～500點(diǎn)以內(nèi)的，就要擴(kuò)展;對(duì)于擴(kuò)展仍不能達(dá)到要求的系統(tǒng)，就應(yīng)考慮采用PLC網(wǎng)絡(luò)/。確定了規(guī)模，由此盡可能詳細(xì)計(jì)算輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，并且在實(shí)際點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)預(yù)留有10%～25%的余量，以此保證系統(tǒng)今后的擴(kuò)展方便。
（二）確定負(fù)載類型
以此確定PLC輸出采用繼電器輸出、晶體管輸出或晶閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式。這對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行很重要。根據(jù)多年實(shí)踐，電廠控制系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)多為電磁閥、電動(dòng)閥、各類電機(jī)等，所以一般選用繼電器輸出方式。對(duì)于系統(tǒng)中依靠如流量、PH信號(hào)等模擬量信號(hào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的加藥泵，因其受變頻器輸出控制，所以根據(jù)變頻器數(shù)量，也選用了模擬量輸出模塊。
?。ㄈ┐鎯?chǔ)容量與速度
盡管國(guó)外各廠家產(chǎn)品大體相同，但不是沒有區(qū)別。目前尚無各公司之間*兼容的產(chǎn)品。各公司的開發(fā)軟件都不同，而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的運(yùn)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的產(chǎn)品價(jià)格也越高。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)大小合理選用。對(duì)以生產(chǎn)電廠加藥及取樣設(shè)備為主的中小型企業(yè)，就控制程序而言，僅有少量模擬量參與運(yùn)算，所以程序容量不太大，選型時(shí)要注意，避免浪費(fèi)。
?。ㄋ模┍M量選用的PLC產(chǎn)品
盡量選用的PLC產(chǎn)品，其質(zhì)量有保障，好，售后服務(wù)也較好，還有利于產(chǎn)品擴(kuò)展和軟件的升級(jí)。如一味追求低價(jià)格，產(chǎn)品低價(jià)購(gòu)回，得不到應(yīng)有的，會(huì)給調(diào)試工作帶來很大負(fù)擔(dān)，使調(diào)試周期延長(zhǎng)，增加了項(xiàng)目的成本費(fèi)用。同時(shí)給客戶造成不良印象，直接影響企業(yè)形象。且低價(jià)產(chǎn)品往往是更新?lián)Q代產(chǎn)品，不利于設(shè)備的長(zhǎng)期維護(hù)。如此惡性循環(huán)，將直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以，應(yīng)選用大公司或其一級(jí)代理商的產(chǎn)品，以確?？煽康?。這是有百益而無一害的舉措。
的PLC銷售，在國(guó)內(nèi)都有*的代理商。與一級(jí)代理公司進(jìn)行業(yè)務(wù)來往以確?？煽康?，這是工作順利進(jìn)行的有力保證。公司在進(jìn)行選型配置、設(shè)計(jì)調(diào)試和后期維護(hù)等諸多方面，一級(jí)代理所具備的強(qiáng)有力的、及時(shí)的，是工程項(xiàng)目順利進(jìn)行的保證。
筆者曾經(jīng)在工作中，遇到有些工程公司因?yàn)槌跗诓少?gòu)配置價(jià)格方面的原因，選用了非*代理的純銷售商的產(chǎn)品，導(dǎo)致配置上硬件與軟件不匹配，在調(diào)試階段供應(yīng)商無法給予及時(shí)有效的支持，給后期調(diào)試帶來了很大困難，不得不重新配置，給公司造成了很大損失。
二、抗干擾措施
上述提到電廠生產(chǎn)環(huán)境特殊，干擾源多而強(qiáng)，容易引起PLC的誤動(dòng)作。所以必須加強(qiáng)防范，具體分三個(gè)方面來處理：
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電源是干擾進(jìn)PLC的主要途徑之一，主要是通過供電線路和阻抗耦合產(chǎn)生，各種大功率用電、發(fā)電設(shè)備是主要的干擾源。如PLC使用交流電源，可以在電源輸入端加接帶屏蔽層的1:1隔離變壓器或低通濾波器，以此來有效抑制外來干擾，提高抗高頻共模*力，屏蔽層應(yīng)可靠接地。如PLC上的DC24V電源一般都由各產(chǎn)品電源模塊，但容量很小，為幾十至幾百毫安，帶負(fù)載時(shí)要注意容量，同時(shí)加裝合適斷路器，做好短路保護(hù)措施。當(dāng)PLC上的DC24V電源容量不夠時(shí)，要從外部提供DC24V電源;但該電源的“-”端不要與PLC的DC24V電源的“-”以及“COM”端相連，否則會(huì)影響PLC的運(yùn)行。
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PLC內(nèi)部和I/O模塊輸入端一般都采用光電耦合隔離干擾信號(hào)，所以一般沒有必要在外部加裝抗干擾器件。如PLC輸入端光電耦合不能有效抵抗干擾，可用小型繼電器來隔離。有的系統(tǒng)需要使用外部信號(hào)的多對(duì)觸點(diǎn)，使用小型繼電器不失為一個(gè)好的方法。PLC來自開關(guān)柜的輸入信號(hào)和距離開關(guān)柜不遠(yuǎn)的輸入信號(hào)一般沒有必要用繼電器來隔離。
（三）輸出回路
繼電器輸出模塊工作電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過壓過流能力較強(qiáng)，但動(dòng)作較慢，適用于系統(tǒng)輸出變化不頻繁的場(chǎng)合。本人在設(shè)計(jì)中，一直采用PLC驅(qū)動(dòng)外部繼電器，再用它來驅(qū)動(dòng)負(fù)載/。
（四）安裝與布線
開關(guān)量信號(hào)一般對(duì)信號(hào)電纜無嚴(yán)格要求，可選用一般電纜，信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)和模擬量信號(hào)的傳輸可用屏蔽電纜。通訊電纜可靠性要求高，則采用PLC廠家提供的信號(hào)電纜;要求不高或頻率較低時(shí)也可以采用帶屏蔽的雙絞線電纜;PLC的外部信號(hào)、PLC和計(jì)算機(jī)之間的串行通訊線路可用光纜/。
如果模擬量信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)，應(yīng)采用4～20mA電流傳輸方式，而不是易受干擾的電壓傳輸方式;I/O線與大功率線應(yīng)分開線槽走線;模塊的屏蔽線應(yīng)接地。/此外還應(yīng)注意：PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率可控硅整流裝置、高頻焊機(jī)和大型動(dòng)力設(shè)備。PLC不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)，在柜內(nèi)要遠(yuǎn)離動(dòng)力線安裝
