电气PLC控制系统安装施工要点研究

电气PLC控制系统安装施工要点研究

郑雁泽

广东省工业设备安装有限公司广东广州510000

摘要：PLC控制系统是“工业4.0”的重要基础。PLC控制系统的安装与调试，涉及到各项工作，并且只能按序进行，一环扣一环，稍有不慎都将导致调试失败，不但延误工期，甚至会损坏设备。本文介绍了在现场实践中总结出的PLC控制系统的安装技术经验。

关键词：电气控制系统；PLC。

一、工程概况

深圳上洋污泥焚烧工程将建成两座循环流化床污泥焚烧炉。日处理能力约800吨湿污泥/每天。深圳上洋污泥处理厂采用PLC通过Modbus/TCP协议，用千兆级工业以太网连接各个站点，实现在中控室SCADA集中控制的功能。最直观监视每个生产环节，最效率化响应生产过程中出现的问题，达到集中控制的功能。

二、施工准备

1.设备

1.1传输部分：通讯电缆、各类信号线、通讯电缆连接头等。

1.2机房部分：操作台、PLC机柜（含控制器及模块）、控制主机(含接口卡)、通讯设备、打印机等。

1.3上述设备材料的规格、型号、数量应符合设计及合同要求，并附有出厂质量检验合格证、性能检验报告及“CCC”认证标识等。

2.机具设备

2.1安装器具：煨管器、开孔器、套丝机、钢锯、电工组合工具、手电钻等。

2.2测试器具：综合校验仪、对讲机、标准压力表、电阻箱、万用表、摇表、信号发生器、兆欧表、笔、记录本等。

3.作业条件

3.1土建装修工程完工，线路全部贯通。

3.2线缆沟、槽、管、箱、盒施工完毕。

3.3现场仪表单体调试合格，并有完整和调试报告。

3.4现场仪表安装全部到位，初始参数设定完毕。

3.5现场受控设备安装到位，单体调试完成，手动运行良好。

3.6控制室的环境温度、湿度、照度等均应符合设计要求，通风良好，接地附和设计要求。

4.技术准备

4.1施工图纸齐全。

4.2控制工艺已确定，并经审批。

4.3施工前应组织人员熟悉图纸及安装使用说明书，并进行安全、技术交底。

三、PLC设备的现场安装与接线

准备工作完成后，待条件成熟，将设备移至现场安装。安装时应符合要求，插件插入牢靠，并用螺栓紧固；通信电缆要统一型号，不能混用，必要时要用仪器检查线路信号衰减量，其衰减值不超过技术资料提出的指标；测量主机、I/O柜、连接电缆等的对地绝缘电阻；测量系统专用接地的接地电阻；检查供电电源等等，并做好记录，待确认所有各项均符合要求后，才可通电开机。

四、PLC设备安装步骤

（1）在控制室内搬运机柜时、操作台等设备时应预先铺胶皮地板，防止水平运输时损坏室内设施，搬运时，设备倾斜角度不得超过允许值。

（2）平稳移动、起落，严禁碰撞装置和设施，以免损坏设备的外观和性能。

（3）PLC机柜安装应牢固，水平度及垂直度符合规范要求。

（4）多个PLC机柜成排安装时，水平度及垂直度符合规范要求，且柜间距符合规范要求。

（5）PLC机柜安装位置合理，确保前后门开关不受阻挡，便于检修。

（6）PLC机柜安装就位后，应检查柜内设备有无损伤。

（7）检查PLC机柜内配线有无松动及脱落，标识是否完好。

（8）操作台安装应牢固，水平度及垂直度符合规范要求。

（9）多个操作台成排安装时，水平度及垂直度符合规范要求，且柜间距符合规范要求。

（10）采用UPS供电的，UPS组装应有工程师完成，特别注意电池连接，防止短路，以免造成人员及设备受损。

（11）按要求正确安装控制主机、打印机、网络设备及协议转换器，及各种接口卡。

（12）将PLC机柜及操作台用25mm黄绿接地线与接地极相连，确保接地良好。

（13）计算机或控制装置设有专用接地网时，应单独接地，接地电阻值确定应符合设计规定。

（14）控制室内所有设备要按施工图纸设计要求就位，并符合施工规范要求。

（15）检查无误后，将控制台积极归与AC220V电源连接，调试前不得对PLC机柜送电。

（16）将PLC控制器及其他模块插入对应插槽插槽。

五、现场工艺设备接线、I/O端接线

动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。

PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，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。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。

模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。

交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。

1.I/O端接线

1.1输入接线

（1）输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。

（2）输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。

（3）尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。

1.2输出连接

（1）输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

（2）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。

（3）采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。

（4）PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。

本步骤至关重要，检查与调整过程复杂且麻烦，必须认真对待。因为只要设备安装完好，所有送入PLC的外部节点正确、可靠、稳定，所有线路连接无误，进入联动调试时，就能一举成功，收到事半功倍的效果。

1.3系统接地

良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

1.4接地方式

(1)主机及各分支站以上的部分，其接地应用10mm2的编织铜线汇接在一起经单独引下线接至独立的接地网，一定要与低压接地网分开，以避免干扰。系统接地电阻应小于4Ω。PLC主机及各屏、柜与基础底座间要垫3mm厚橡胶使之绝缘、螺栓也要经过绝缘处理。

(2)I/O站设备本体的接地应用单独的引下线引至共用接地网。

(3)通信电缆屏蔽层应在PLC主机侧I/O处理模块处一起汇集接到系统的专用接地网，在I/O站一侧则不应接地。电缆接头的接地也应通过电缆屏蔽层接至专用接地网。要特别提醒的是决不允许电缆屏蔽层有二点接地形成闭合回路，否则易引起干扰。

(4)电源应采用隔离方式，即电源中性线浮地，当不平衡电流出现时将经电源中性线直接进入系统中性点，而不会经保护接地形成回路，造成对PLC运行和干扰。

(5)I/O模块的接地接至电源中性线上。

总结：

PLC控制系统的安装，是一个步调有序的系统工程，步步到位才能使调试成功，文中所述的PLC安装方法方式，应用于深圳上洋污泥焚烧工程，既缩短了工期，又使调试一次成功，取得了令人满意的结果。