【正文】 PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上仍有相似之處。不同的是繼電器控制系統(tǒng)在控制線路被PLC中的程序代替，這樣一旦生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就只需要修改程序就可以了。由許多繼電器，采用接線的方式來(lái)完成控制功能適應(yīng)性差。極快。有安裝，施工差，觸點(diǎn)多，故障多高，因元器件采用了篩選和老化等可靠性措施壽命有自診能力，維護(hù)工作量小可擴(kuò)展性通過(guò)計(jì)算機(jī)與PLC本身的工作目的，原理和方式上都存在著較大的差異，其結(jié)果比較見下表。循環(huán)掃描方式系統(tǒng)軟件匯編語(yǔ)言，高級(jí)語(yǔ)言容量小價(jià)格價(jià)格高經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間是實(shí)踐，人們又發(fā)現(xiàn)，PLC與一般的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，PLC還是有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其原因是PLC專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，在PLC中采用了如下的硬件和軟件措施： ⑴ 光電耦合隔離和RC濾波器，有效地防止了干擾信號(hào)的進(jìn)入。 ⑷ 對(duì)程序及有關(guān)數(shù)據(jù)有電池供電進(jìn)行后備，一旦斷電或運(yùn)行停止，有關(guān)狀態(tài)及信息不會(huì)丟失。 ⑺ 隨著構(gòu)成PLC的元器件性能的提高，PLC的可靠性也在相應(yīng)的提高。 ⑻ 另外，PLC程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂易維護(hù)，更適合于工程技術(shù)人員。這樣相輔相成，構(gòu)成一個(gè)功能較強(qiáng)的完整的控制系統(tǒng)。并開始與小型計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了以PLC為重要部件的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)規(guī)模可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。在這個(gè)系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱CPU），它包括：CPU，存儲(chǔ)器，通信接口等部分。PLC在CPU的控制下使整個(gè)機(jī)器有條不紊的協(xié)調(diào)工作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的控制。完成數(shù)據(jù)和信息的處理，產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部控制信號(hào)，完成用戶指令規(guī)定的各種操作。如日本歐姆龍公司生產(chǎn)的OMRONC200H型PLC采用的是Motorola公司生產(chǎn)的MC68B09的CPU芯片。采用冗余技術(shù)可使PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)幾十萬(wàn)小時(shí)以上。監(jiān)控程序和PLC的硬件組成與專用部件的特性有關(guān)，用戶不能隨意訪問(wèn)和修改這部分存儲(chǔ)器的程序。 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)：用于存放用戶經(jīng)編程器或計(jì)算機(jī)輸入的應(yīng)用程序。③通信接口：主控模塊通常有一個(gè)或一個(gè)以上的通信接口（簡(jiǎn)稱通信口），用以與計(jì)算機(jī)，編程器相連，實(shí)現(xiàn)編程，調(diào)試，運(yùn)行，監(jiān)視等功能。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號(hào)的模塊供用戶選擇。 （3）電源模塊 該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供CPU存儲(chǔ)器所需的直流電源，是整個(gè)PLC系統(tǒng)的能源供給中心。I/O電路 PLC的基本功能就是控制，它采集被控對(duì)象的各種信號(hào)。輸出電路的功能就是接受PLC輸出的控制信號(hào)，對(duì)被孔對(duì)象執(zhí)行控制任務(wù)。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程。 PLC系統(tǒng)軟件與工作過(guò)程 PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。但在PLC中，由于采用的是循環(huán)掃描的工作方式，所用只有掃描到”線圈”的觸點(diǎn)時(shí)，才會(huì)動(dòng)作，沒有掃描到時(shí)，觸點(diǎn)就不會(huì)動(dòng)。使它涉及到各種指令和內(nèi)存單元，如果執(zhí)行的時(shí)間不超過(guò)規(guī)定的時(shí)間范圍，則證明自身完好，否則系統(tǒng)關(guān)閉。 數(shù)據(jù)I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出操作有的稱為I/O狀態(tài)刷新。在PLC的存儲(chǔ)器有一個(gè)專門存放I/O數(shù)據(jù)區(qū)，其中對(duì)應(yīng)輸入端子的數(shù)據(jù)區(qū)，稱之為輸入映象存儲(chǔ)器。由于PLC掃描周期一般只有幾十毫秒，所以兩次采樣時(shí)間很短，對(duì)一般開關(guān)量來(lái)說(shuō)，可以認(rèn)為沒有因間斷采樣引起的誤差。按用戶程序要求及當(dāng)前輸入狀態(tài)，要保持到下次刷新為止。監(jiān)視定時(shí)器就T1是通常所說(shuō)的”看門狗”WDT（WatchDogTimer），它是用來(lái)監(jiān)視程序執(zhí)行是否正常。 ②執(zhí)行用戶程序。PLC應(yīng)用軟件與一般計(jì)算機(jī)信息處理軟件相比，有很大不同，PLC應(yīng)用軟件有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ⑴應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)必須與生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。軟件設(shè)計(jì)人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計(jì)。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺(tái)不同型號(hào)的PLC，計(jì)算機(jī)，外圍設(shè)備等。但使用廣泛的還是梯形圖語(yǔ)言和助記符語(yǔ)言。經(jīng)過(guò)30幾年的迅速發(fā)展，PLC已不僅能進(jìn)行開關(guān)量控制，而且還能進(jìn)行模擬量控制，位置控制。PLC的主要應(yīng)用領(lǐng)域是自動(dòng)化。作為控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，PLC將朝著體積更小，速度更快，功能更強(qiáng)，價(jià)格更低的方向發(fā)展。例如德國(guó)西門子公司的S7200既可以單機(jī)運(yùn)行也可以聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制。這種PLC網(wǎng)絡(luò)一般是多級(jí)的，網(wǎng)絡(luò)的最底層是現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí)，網(wǎng)絡(luò)的最上層為組織管理級(jí)。隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，這種多分布式的PLC控制系統(tǒng)不再是單一的，除了控制功能外，還可以實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化，生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)調(diào)度，產(chǎn)品計(jì)劃，統(tǒng)計(jì)管理等功能，成為一種測(cè)，控，管一體化的多功能綜合系統(tǒng)。例如西門子的S7300采用SIMATICS7的模塊，它的軟件編程，監(jiān)控都可以在Windows操作平臺(tái)上操作和運(yùn)行。 ⑷ 實(shí)現(xiàn)軟，硬件的標(biāo)準(zhǔn)化 長(zhǎng)期以來(lái)，PLC走的是專門化的道路，使其在獲得成功的同時(shí)也帶來(lái)諸多的不便。　　干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。共模電壓有時(shí)較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V以上。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過(guò)兩條路徑：一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。1來(lái)自電源的干擾　　實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過(guò)，后更換隔離性能更高的PLC電源，問(wèn)題才得到解決。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC系統(tǒng)將無(wú)法正常工作?！　〈送猓帘螌?、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路?！　≈饕上到y(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等?！　LC控制系統(tǒng)的抗干擾是一個(gè)系統(tǒng)工程，要求制造單位設(shè)計(jì)生產(chǎn)出具有較強(qiáng)抗干擾能力的產(chǎn)品，且有賴于使用部門在工程設(shè)計(jì)、安裝施工和運(yùn)行維護(hù)中予以全面考慮，并結(jié)合具有情況進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，才能保證系統(tǒng)的電磁兼容性和運(yùn)行可靠性。由于我國(guó)電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點(diǎn)電位漂移大，地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾至少要比歐美地區(qū)高4倍以上，對(duì)系統(tǒng)抗干擾性能要求更高，在國(guó)外能正常工作的PLC產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)工業(yè)就不一定能可靠運(yùn)行，這就要在采用國(guó)外產(chǎn)品時(shí)，按我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13926）合理選擇。五 主要抗干擾措施 采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾　　在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位?！　〈送?，位保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性?！　〔煌愋偷男盘?hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敖設(shè)，以減少電磁干擾。 正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)　　接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號(hào)交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。接地線采用截面大于22mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。 結(jié)束語(yǔ)　　PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制抗干擾，對(duì)有些干擾情況還需做具體分析，采取對(duì)癥下藥的方法，才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作。電弧等干擾信號(hào)，它們產(chǎn)生地干擾信號(hào)可能使可編程序控制器接收錯(cuò)誤的信息?！　〈罅康墓こ虒?shí)踐表明，可編程序控制器外部的輸入、輸出元件，如限位開關(guān)、電磁閥、接觸器等的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于可編程序控制器本身的故障率，而這些元件出現(xiàn)故障后，可編程序控制器一般不能覺察出來(lái)，不會(huì)自動(dòng)停機(jī)，可能使故障擴(kuò)大，直至強(qiáng)電保護(hù)裝置動(dòng)作后停機(jī)，有時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備和人身事故。可以這些資源利用起來(lái)，用于故障檢測(cè)?！　∵壿嬪e(cuò)誤檢測(cè)　　在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，可編程序控制器的輸入、輸出信號(hào)和內(nèi)部的信號(hào)（如輔助繼電器的狀態(tài)）相互之間存在著確定的關(guān)系，如出現(xiàn)異常的邏輯信號(hào)，則說(shuō)明出現(xiàn)了故障。老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。我恨我無(wú)法用準(zhǔn)確生動(dòng)的語(yǔ)言來(lái)淋漓盡致地描述自己的真實(shí)感受，只好將它深深地埋在心底，化作一道虔誠(chéng)的祝福：愿導(dǎo)師合家歡樂，一生平安?！苯窈笪覍⒔弑M所能，加倍補(bǔ)償這份一輩子也還不清的深情。有太多的人音容笑貌，躍然紙上，揮之不去。 36