近年来,随着社会的发展,PLC可编程控制器在工业生产中得到了广泛的应用。同时,技术人员对其使用的要求也在逐年提高,因此对系统正常稳定运行的要求也越来越高。
PLC产品本身的可靠性是可以保证的,但是应用中的一些不正确的操作就会产生一定的影响。
今天小编整理了一些PLC日常应用的实用技巧。希望对大家日常使用PLC有所帮助。
1 接地问题
PLC系统接地要求比较严格。最好有独立的专用接地系统。另外还需要注意的是,与PLC相关的其他设备也必须可靠接地。
当多个电路接地点连接在一起时,可能会出现意外的电流,导致逻辑错误或损坏电路。
接地电位不同的原因通常是因为物理区域中接地点相距太远。当相距较远的设备通过通信电缆或传感器连接在一起时,电缆和地之间的电流将在其自身和地电位之间变化,即使是在很短的距离内,通过整个电路,或直接通过电磁作用产生不可预测的电流。
在不正确接地点的电源之间,电路中可能会产生破坏性电流,从而损坏设备。
PLC系统一般采用一点接地。为了提高抗共模干扰的能力,模拟信号可采用屏蔽浮地技术,即信号线的屏蔽层一点接地,信号回路浮地,绝缘电阻至接地电阻应不小于50M。
2 干扰处理
工业现场环境比较恶劣,高低频干扰较多。这些干扰通常通过连接到现场设备的电缆引入到PLC 中。
电缆设计选型和敷设施工时除接地措施外,还应采取一些抗干扰措施:
(1)模拟信号是小信号,容易受到外界干扰的影响。应使用双层屏蔽电缆;
(2)高速脉冲信号(如脉冲传感器、计数盘等)应采用屏蔽电缆,防止外界干扰,防止高速脉冲信号对低电平信号的干扰;
(3)PLC之间的通讯电缆频率较高。一般应使用制造商提供的电缆。如果要求不高,可以使用屏蔽双绞线;
(4) 模拟信号线和直流信号线不能与交流信号线走在同一线槽中;
(5)进出控制柜的屏蔽电缆必须接地,并应直接与设备连接,不得经过接线端子;
(6)交流信号、直流信号和模拟信号不能共用同一电缆,电源线应与信号线分开敷设。
(7)现场维护时,解决干扰的方法包括:对受干扰的线路使用屏蔽电缆并进行中继;在程序中添加抗干扰滤波代码。
3 消除线间电容以避免误动作
电缆各导体之间存在电容,合格的电缆可以将这种电容限制在一定范围内。
即使是合格的电缆,当电缆长度超过一定长度时,每根线之间的电容值也会超过要求值。当该电缆用于PLC 输入时,线间电容可能会导致PLC 误动作。就会出现很多难以理解的现象。
这些现象的主要表现是:接线正确,但PLC无输入; PLC该有的输入没有,不该有的输入却有,即PLC输入相互干扰。为了解决这个问题,应该这样做:
(1)使用线芯绞合在一起的电缆;
(2)尽量减少所用电缆的长度;
(3) 输入使用单独的电缆,相互干扰;
(4) 使用屏蔽电缆。
4 输出模块的选择
输出模块分为晶体管型、双向可控硅型、触点型:
(1)晶体管型开关速度最快(一般为0.2ms),但负载能力最小,约为0.2~0.3A,24VDC。适用于快速切换和信号连接设备。一般与变频、直流装置等信号连接。应注意晶体管漏电流对负载的影响。
(2)可控硅类型的优点是无触点,具有交流负载特性,负载容量小。
(3)继电器输出具有交、直流负载特性,负载能力大。在常规控制中,一般首先采用继电器触点式输出。缺点是开关速度较慢,通常在10ms左右,不适合高频开关应用。
5 变频器过压、过流处理
(1)当给定值减小使电机减速时,电机进入再生制动状态,电机反馈给变频器的能量也较高。该能量储存在滤波电容器中,导致电容器上的电压升高,很快达到直流过压保护整定值,导致逆变器跳闸。
解决办法是在变频器外部加一个制动电阻,利用这个电阻来消耗电机反馈到直流侧的再生电能。
(2)变频器有多台小电机。当其中一台小电机出现过流故障时,变频器会报警过流故障,导致变频器跳闸,导致其他正常小电机停止工作。
处理方法:在变频器输出侧安装1:1隔离变压器。当一台或多台小型电机发生过流故障时,故障电流直流冲击变压器而不是变频器,从而防止变频器跳闸。经过实验,效果很好,之前正常的电机停机现象没有再出现。
6 输入输出标记,方便维护
PLC控制一个复杂的系统。看到的是两排交错的输入输出继电器端子,以及相应的指示灯和PLC编号,就像一个有几十个引脚的集成电路。如果谁不看原理图来排除故障设备,就会束手无策,查找故障的速度也会极其缓慢。针对这种情况,我们根据电气原理图画一个表格,贴在设备的操作台或控制柜上,标明每个PLC输入输出端子号对应的电气符号和中文名称,类似于集成电路管。足部功能的描述。
有了这张输入输出表,了解操作流程或熟悉该设备梯形图的电工就可以开始维护了。
但对于那些不熟悉操作流程、看不懂梯形图的电工来说,还需要画一张表格:PLC输入输出逻辑功能表。该表实际上说明了大多数操作过程中输入循环(触发元素、关联元素)和输出循环(执行元素)之间的逻辑对应关系。
实践证明,如果能熟练使用输入输出对应表和输入输出逻辑函数表,无需图纸即可轻松排除电气故障。
7 通过程序逻辑推断故障
工业上常用的PLC有多种类型。对于低端PLC,梯形图指令类似。对于中高端机器,比如S7-300,很多程序都是使用语言表来编译的。
实用的梯形图必须用中文符号注释,否则阅读起来很困难。如果在看梯形图之前能对设备流程或操作流程有一个大概的了解,那就容易多了。
如果进行电气故障分析,一般采用反向搜索法或反向推理法,即根据输入输出对应表,从故障点找到PLC对应的输出继电器,并得出逻辑关系:满足其动作则开始反向检查。
经验表明,只要发现一个问题,基本上就可以排除故障,因为设备同时出现两个或两个以上故障的故障点并不多。
8 PLC自身故障判断
一般来说,PLC是一种极其可靠、故障率极低的设备。 PLC、CPU等硬件损坏或软件运行错误的概率几乎为零。 PLC输入点如果不是强电侵入,几乎不会损坏。 PLC输出继电器的常开点,如果外围负载没有短路或者设计不合理,负载电流超过额定范围,触点的寿命也很长。
因此,我们在寻找电气故障点时,应重点关注PLC的外围电气元件。不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题。这对于快速修复故障设备、快速恢复生产非常重要。
因此,笔者在谈论PLC控制回路的电气故障排除时,重点不是PLC本身,而是PLC控制的回路中的外围电气元件。
9 充分合理利用软硬件资源
(1)不参与控制循环或在循环之前已经输入的指令不需要与PLC连接;
(2)多条指令控制一个任务时,可以在PLC外部并联,然后连接到一个输入点;
(3)尽量充分利用PLC内部功能软元件,充分调用中间状态,使程序完整一致,易于开发。同时也减少了硬件投入,降低了成本;
(4)如果条件允许,最好使各路输出独立,这样便于控制和检查,也能保护其他输出电路;当某个输出点出现故障时,只会导致相应的输出电路失去控制;
(5)如果输出是正向/反向控制负载,不但必须从PLC内部程序联锁,而且必须在PLC外部采取措施,防止负载双向移动;
(6)PLC急停应采用外部开关切断,以确保安全。
10 其他注意事项
(1)不要将交流电源线连接到输入端子上,以免烧毁PLC;
(2)接地端子应独立接地,不得与其他设备的接地端子串联。接地线截面积应不小于2mm;
(3)辅助电源功率小,只能驱动小功率设备(光电传感器等);
(4)有些PLC有一定数量的占用点(即空地址端子),不要连接线路;
(5)当PLC输出电路无保护时,外部电路应串接熔断器等保护器件,防止负载短路造成损坏。
审稿人:李茜