PLC控制系统安装和可靠性研究

一般来说，工业现场的环境都比较恶劣。为了确保plc控制系统安全可靠地运行，在安装PLC控制系统时，要严格按照设计的要求和符合产品的设计要求进行。
PLC控制系统安装时要根据设计布局和系统硬件配置图，严格按照产品的安装规范进行安装。在安装时要注意以下问题。
1) PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、变频器、高频焊机和大型动力设备等。
2) 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，二者之间的距离应大于2m。
3)与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件（如继电器、接触器的线圈），应并联RC消弧电路。
4)插拔模块时不得用手或工具直接触摸电子线路板，严禁用容易产生静电的刷子或化纤等清洗各类模块和设备。操作者应采取防静电措施，如佩戴防静电手套或手链等。
5)要对模块做好保护措施，避免小杂物进入模块内。保管好体积小的配件和材料，并保持安装环境的整洁卫生。
PLC是专门为工业环境设计的控制装置，在生产制造PLC时，从设计到元器件选择都严格按照标准进行。因此，PLC的CPU和I/O等硬件模块都具有很高的可靠性，可以直接在工业环境中使用。但是，如果环境过于恶劣、电磁干扰过于强烈或安装使用不当，都可能使系统无法正常运行。在实际使用PLC时，要尽可能从工程设计、安装施工和使用维护等方面进一步提高PLC的可靠性。
1．适宜工作环境的选择
尽管PLC可以在比较恶劣的环境中工作，但良好的工作环境，对提高系统可靠性、保障系统稳定性、增强控制精度和延长使用寿命等都是有益的。
(1)温度
不合适的温度会导致PLC精度下降、故障率上升、使用寿命缩短。例如，使用S7 -200 PLC时要保证工作的环境温度在0-55℃，最适合的温度应在18℃以下。不能把发热量大的元件放在PLC下面，PLC四周通风散热的空间应足够大。
(2)湿度
如果PLC的工作环境过于潮湿会导致其内部线路短路或元器件击穿。潮湿的环境还会降低PLC的绝缘性能，导致静电集结，从而损坏器件。解决的方法包括使用空调控制室、采用密封机柜和防潮剂等。为了保证PLC良好的绝缘性能，空气的相对湿度一般应小于85%。
(3)振动和冲击
振动和冲击会导致PLC内部继电器等器件错误运行，还会导致PLC控制系统机械结构的松动。可以将PLC控制系统远离强烈的振动源，还可以使用减振橡胶来减轻柜内和柜外产生的振动。
(4)周围空气
如果周围空气中有较浓的粉尘、烟雾、腐蚀性气体或可燃性气体，会导致电路短路、电路板腐蚀、器件损坏、线路接触不良、系统火灾或爆炸等。解决的方法是将PLC封闭，或者把PLC安装在密闭性较好的控制室内，并安装空气净化装置。
2．完善的抗干扰设计
PLC是可以用在工业现场的计算机，具有很强的抗干扰能力，但是在实际应用场合仍易受到各种干扰信号的影响。在PLC控制系统设计时必须考虑一些抗干扰的措施，以保证系统能工作在更稳定、更可靠的状态。
(1)对空间电磁场的抗干扰措施
若PLC系统置于由电力网络、无线电广播、高频感应设备等产生的空间电磁场内，就会受到空间电磁场的干扰。一般可以通过设置屏蔽电缆、PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
(2)对供电系统的抗干扰措施
对于PLC的供电系统，电磁干扰产生的感应电压和感应电流、交直流传动装置引起的谐波、开关操作浪涌、大型电力设备起停、电网短路暂态冲击等，都会直接影响控制系统的可靠性。一般可以串接滤波电路或使用浪涌吸收器进行保护，还可使用带屏蔽的隔离变压器、不间断ups电源或开关电源。
(3)对I/O信号的抗干扰措施
PLC的各类信号传输线也易受到空间电磁场的干扰。由信号线引入的干扰会导致I/O信号工作异常，严重时将引起元器件损伤。而且，对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，造成逻辑数据变化、误动和死机。要抵抗这种干扰，用户可使用抗干扰性能强的I／O模块，或者对信号屏蔽接地，或者对感性输入增加保护措施。
3．安全的软件设计
PLC的可靠性不仅与硬件有关，和软件也有密切的关系，特别是用户应用程序的可靠性。在软件设计时，要采用标准化和模块化的设计方法，要充分考虑控制上和操作上可能出现的因果关系和转换条件。在对程序进行测试时，要完善测试数据参数，减少程序漏洞，最大可能地保证应用程序的可靠性。