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1 故障现象

我公司1000t/d水泥熟料生产线，采用集散控制，其生料制备系统由1台PLC控制。由于生料磨房距离控制室较远，为了降，在生料磨房就地设立远程I/O站，与控制室PLC主机进行通讯。通讯电缆采用屏蔽双绞线。1993年4月投入使用。从2002年5月13日到6月6日，PLC数十次显示与远程I/O站通讯故障跳停，复位重开正常，而且跳停时间无规律，短15min，长过10h，一班跳停四五次。由于采用控制室集中开机，造成无法正常生产，从6月6日到13日，生料制备系统全部设备采用现场开机，PLC进行监视维持生产，但PLC故障依旧。

2 查找原因

为了该故障，除了I/O插件未换外，我厂先后采取了换通讯插件、单元插件、定时插件、机箱、电源、程序等措施，将PLC及远程I/O站通讯插件换一遍，仍然没有效果。测量PLC及远程I/O站接地电阻0.1Ω，接地良好。从而可以断定通讯故障是由外部电磁干扰引起的。为了找到真正的干扰源，派专人在远程I/O站蹲点观察。听到与远程I/O站控制柜相邻的增湿塔控制柜里有“噼噼啪啪”响声时，PLC显示与远程I/O站通讯故障跳停。经反复确认响声为3个交流220V通用中间继电器频繁动作所致。这3个中间继电器由3个带电接点温度表控制(测量增湿塔入口气体温度、出口气体温度及电除尘器入口气体温度)，当实际温度在电接点温度设定值附近波动时，导致电接点接触时开时闭，中间继电器线圈供电不稳定，使继电器频繁动作，发出响声。将这3个交流220V通用中间继电器拔掉后，故障消失。从电路上看，这3个交流220V通用中间继电器与I/O信号无任何联系。可见，故障是由交流220V通用中间继电器电磁干扰引起的。（www..cn）

3 原因分析

电磁继电器是由线圈、铁芯、磁轭、衔铁、触点等构成。线圈的电感和分布电容较大。当继电器得电时，线圈就有电流通过，线圈周围就会产生磁场，当线圈电流通路被切断时，线圈周围磁场突然消失。这种突变磁场就会在线圈中感应出瞬态浪涌电压。当继电器不断得电、失电、再得电，频繁动作时，磁场就会快速瞬变，从而在线圈周围感应出脉冲电压串；另一方面，在触点吸合或断开瞬间，触点间也会产生电弧，造成触点间燃弧、熄灭、再燃弧，从而形成陡峭的瞬间快速脉冲电压串。无论是线圈中突变磁场干扰，还是电弧群干扰，都具有很强的干扰性，都会通过电源线干扰远程I/O站与PLC通讯的正常工作，导致PLC逻辑判断出错。我们模拟电接点接触不好的情况，即通过对交流220V通用中间继电器颤抖供电，用示波器观察远程I/O站220V、24V、12V、5V电源波形，与正常时对比，发现叠加了不少高次谐波，说明产生了干扰电磁波。从上面的分析可知，继电器的电磁干扰主要来自线圈中快速突变磁场感应的脉冲电压串和触点间通断产生的电弧群。

4 解决办法

为了抑制继电器的电磁干扰，我们先后采取对远程I/O站220V、24V、12V、5V电源加电容滤波、π型滤波等措施，均无效。将0.22μF电容与220Ω电阻串联组成RC阻尼电路，在继电器的线圈两端并联后，继电器无论如何频繁动作，都不出现通讯故障。可见，RC阻尼电路对继电器的电磁干扰有很好的扼制作用。

对于众多的PLC初学者而言，大家都会深深的记住师傅的一句话：急停按钮常闭点接入PLC。没错的，但是有的时候大家在调试设备的时候会发现如果将急停按钮旋开设备不会有输出，拍急停之后就正常了，这与我们的期望恰好相反，这是为什么呢？
急停按钮常闭点接如是在特定情况下的，即急停点作为复位信号接入ＰＬＣ相关指令的时候是常闭点接入。例如西门子指令当中的RS触发器指令，我们常常使用急停点作为复位信号之一。大家可以考虑一下，硬件按钮的红色端（就是常闭点）接入了ＰＬＣ的ＤＩ，在ＰＬＣ的梯形图当中我们也用的常闭点。那么我们在系统上电的时候ＰＬＣ的急停ＤＩ点就会得电，那么对于梯形图逻辑而言常闭点就会断开，这样我们就隔离了复位信号。当我们需要急停的时候，拍急停按钮，物理上的常闭点就会打开，梯形图逻辑上打开的常闭点就会重新闭合，这样我们就将复位信号接入了相关指令。这样说来可能比较复杂，总结起来就是当逻辑上的急停点需要从逻辑母线接入PLC的时候我们在逻辑上采用常闭点（这也只是大多数情况，具体问题具体分析）。
那么还有一种情况就是物理上的急停按钮常闭点接入PLC的DI点，梯形图逻辑上的急停点采用常开点接入。这种情况常用于屏蔽信号。试思考一下，当物理上的常闭点接入PLC的DI时，系统上电之后DI得电，逻辑上的常开点就应该闭合，这样信号流就可以通过相关逻辑行。当我们需要急停动作时候，拍急停按钮分断相关电路，物理上的急停点失电，逻辑上的敞开点就维持常开，这样我们就分断了相关信号，可以屏蔽掉急停点之后的信号流。也就是说当我们在逻辑行当中需要使用急停按钮或其他分断类按钮的时候逻辑上需要常开点接入PLC（这也只是大多数情况，具体问题具体分析）。
这就是急停按钮的两种接法（包括其他分断类或复位类按钮），有的朋友会问急停按钮物理上的常开点为什么不用？这就涉及到保护类器件的使用方法了。保护类器件例如急停按钮，停止按钮，限位传感器等都是对系统起保护作用的。这类器件一旦发生问题就会对系统造成不利影响。大家试思考一下，以急停按钮为例，他一旦发生故障，那么他的常闭点断开些还是常开点闭合些呢？当然是前者，所以此类器件一旦故障就会使系统停止，这样就可以提醒工程师进行相关检查。对于限位传感器等器件一旦发生故障也会使常闭点断开，同样可以提醒PLC工程师检修。