一焙糟、簡述
　　多年來，可編程控制器（以下簡稱PLC）從其產(chǎn)生到現(xiàn)在样屠，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍穿撮；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步痪欲；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大悦穿，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越业踢。今天的PLC在處理模擬量落怀、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高种洛，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備百览，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。
二拔泪、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
　　目前笑杯，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油谍臀、化工侯旬、電力、建材盼靠、機(jī)械制造擂冷、汽車、輕紡曹略、交通運(yùn)輸砂裹、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：
1．開關(guān)量邏輯控制
取代傳統(tǒng)的繼電器電路踢故，實(shí)現(xiàn)邏輯控制文黎、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制殿较，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線耸峭。如注塑機(jī)、印刷機(jī)淋纲、訂書機(jī)械劳闹、組合機(jī)床、磨床洽瞬、包裝生產(chǎn)線本涕、電鍍流水線等。
2．工業(yè)過程控制
在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中伙窃，存在一些如溫度菩颖、壓力样漆、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量）晦闰，PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量放祟，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法散烂。過程控制在冶金软动、化工、熱處理奶堵、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用衙地。
3．運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊啸业，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊洗筛，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床宿柜、機(jī)器人凸窖、電梯等場合。
4．?dāng)?shù)據(jù)處理
PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算霹补、函數(shù)運(yùn)算天证、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送十匆、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換哀买、排序、查表柬赐、位操作等功能亡问，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理肛宋。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙州藕、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)酝陈。
5．通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信床玻。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口沉帮，通信非常方便锈死。
三、PLC的應(yīng)用特點(diǎn)
1．可靠性高遇西，抗干擾能力強(qiáng)
高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能馅精。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)严嗜，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造粱檀，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)洲敢，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)牙饲，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比摆采，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低舀鼎。此外选从，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息园桑。在應(yīng)用軟件中麦咪，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)塔端。這樣娄勒，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。
2．配套齊全媒湖，功能完善馋奠，適用性強(qiáng)
PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品舒贼，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合丰吐。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力琳钉，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域势木。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制歌懒、溫度控制跟压、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展歼培，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易震蒋。
3．易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎
PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備躲庄。它接口容易查剖，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近噪窘，為不熟悉電子電路笋庄、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。
4．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)倔监，工作量小直砂，維護(hù)方便，容易改造
PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線蜀梢，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短傻当，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能颗用。這特別適合多品種堤型、小批量的生產(chǎn)場合。

四类繁、PLC應(yīng)用中需要注意的問題
　　PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備教物，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用撞浪。然而糊争，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強(qiáng)炭央，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣稍记，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)峡竣，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤靠抑，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作适掰，從而不能保證PLC的正常運(yùn)行颂碧，要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力类浪；另一方面载城，要求設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視费就，多方配合才能完善解決問題诉瓦，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應(yīng)注意以下問題：
1．工作環(huán)境
（1）溫度
PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC力细，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面睬澡，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。
（2）濕度
為了保證PLC的絕緣性能眠蚂，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%（無凝露）煞聪。
（3）震動(dòng)
應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)逝慧。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)讹荣，必須采取減震措施，如采用減震膠等保跨。
（4）空氣
避免有腐蝕和易燃的氣體合杜，例如氯化氫秽烫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境断迁，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中耙窥。
（5）電源
PLC對(duì)于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中蜒媳，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器跷缀，以減少設(shè)備與地之間的干擾搬混。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端古贡，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源拾点。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源签党，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息勃痴。
2．控制系統(tǒng)中干擾及其來源
　　現(xiàn)場電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中最常見也是最易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一谒所，所謂治標(biāo)先治本，找出問題所在沛申，才能提出解決問題的辦法劣领。因此必須知道現(xiàn)場干擾的源頭。（1）干擾源及一般分類
　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源铁材，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位尖淘，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射著觉；磁場改變產(chǎn)生電流村生，電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同饼丘，分為共模干擾和差模干擾趁桃。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差，主要由電網(wǎng)串入肄鸽、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓疊加所形成卫病。共模電壓通過不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號(hào)啄灭，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因）娶恕，這種共模干擾可為直流，亦可為交流锤楷。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓篓释，主要由空間電磁場在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號(hào)上间皮，直接影響測量與控制精度采璧。
（2）PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑
強(qiáng)電干擾
　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓馋顶。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化蚯巍，刀開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停麻彬、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波浅涛、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊窍各。
柜內(nèi)干擾
　　控制柜內(nèi)的高壓電器恤锣，大的電感性負(fù)載，混亂的布線都容易對(duì)PLC造成一定程度的干擾全封。
來自信號(hào)線引入的干擾
　　與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線马昙，除了傳輸有效的各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入刹悴。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾行楞，這往往被忽視；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾土匀，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾子房，這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測量精度大大降低就轧，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷证杭。
來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
　　接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地钓丰，既能抑制電磁干擾的影響躯砰，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地携丁，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)琢歇，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。

來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
　　主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生拿详，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響拭牌，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。
變頻器干擾
　　一是變頻器啟動(dòng)及運(yùn)行過程中產(chǎn)生諧波對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾户克，引起電網(wǎng)電壓畸變方占，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；二是變頻器的輸出會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射干擾输僻，影響周邊設(shè)備的正常工作升院。
3．主要抗干擾措施
（1）電源的合理處理，抑制電網(wǎng)引入的干擾
對(duì)于電源引入的電網(wǎng)干擾可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器春庇，以減少設(shè)備與地之間的干擾匠借，還可以在電源輸入端串接LC濾波電路覆霹。如圖1所示

（2）安裝與布線
● 動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線胆快，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接煞陵。將PLC的IO線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)烁焙，分開捆扎交流線航邢、直流線，若條件允許骄蝇，分槽走線最好膳殷，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度乞榨。
● PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)秽之、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備当娱，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)吃既。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線（二者之間距離應(yīng)大于200mm）。與PLC裝在同一個(gè)柜子內(nèi)的電感性負(fù)載跨细，如功率較大的繼電器鹦倚、接觸器的線圈，應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路冀惭。
● PLC的輸入與輸出最好分開走線震叙，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線散休，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地媒楼，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。
● 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜促讶，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線观哲，避免并行。
（3）I/O端的接線
輸入接線
● 輸入接線一般不要太長侮捷。但如果環(huán)境干擾較小担戏，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長些偶画。
● 輸入/輸出線不能用同一根電纜堵生，輸入/輸出線要分開。
● 盡可能采用常開觸點(diǎn)形式連接到輸入端祟期，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致钾士，便于閱讀。
輸出連接
● 輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出希弟。在不同組中应揉，可采用不同類型和電壓等級(jí)的輸出電壓得稼。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源俭驮。
● 由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上回溺，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路混萝，將燒毀印制電路板遗遵。
● 采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小逸嘀，會(huì)影響到繼電器的使用壽命车要，因此，使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)合理選擇崭倘，或加隔離繼電器翼岁。
● PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制司光，如直流輸出的續(xù)流管保護(hù)琅坡，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)残家。
（4）正確選擇接地點(diǎn)榆俺，完善接地系統(tǒng)
　　良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害闸骨。接地的目的通常有兩個(gè)扯殴，其一為了安全，其二是為了抑制干擾奔祟。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一鬓惶。
　　PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地翎丢、交流地和保護(hù)地等庞炕。接地系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差即荞，引起地環(huán)路電流泥出，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地尾疟，如果電纜屏蔽層兩端A辟焚、B都接地，就存在地電位差垫弱，有電流流過屏蔽層究滞，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大装获。
　　此外瑞信，屏蔽層厉颤、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下凡简，屏蔽層內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流逼友，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路秤涩。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂帜乞，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作筐眷。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低黎烈，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂匀谣、程序跑飛或死機(jī)照棋。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作武翎。

● 安全地或電源接地
將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地烈炭。如電源漏電或柜體帶電，可從安全接地導(dǎo)入地下城汹，不會(huì)對(duì)人造成傷害偷菩。
 
● 系統(tǒng)接地
PLC控制器為了與所控的各個(gè)設(shè)備同電位而接地窗耘，叫系統(tǒng)接地拄下。接地電阻值不得大于4Ω，一般需將PLC設(shè)備系統(tǒng)地和控制柜內(nèi)開關(guān)電源負(fù)端接在一起卖檬，作為控制系統(tǒng)地鸳咐。
● 信號(hào)與屏蔽接地
　　一般要求信號(hào)線必須要有唯一的參考地，屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的場合静熊，也要在就地或者控制室唯一接地泥觉，防止形成“地環(huán)路”。信號(hào)源接地時(shí)亩咪，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地紊捉；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地纲缠；信號(hào)線中間有接頭時(shí)溯剑，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地蚜枢；多個(gè)測點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏蔽電纜連接時(shí)缸逃，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理厂抽，選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)需频。
（5）對(duì)變頻器干擾的抑制
變頻器的干擾處理一般有下面幾種方式：
　　加隔離變壓器丁眼，主要是針對(duì)來自電源的傳導(dǎo)干擾，可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前昭殉。
使用濾波器苞七，濾波器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，還具有防止將設(shè)備本身的干擾傳導(dǎo)給電源挪丢，有些還兼有尖峰電壓吸收功能莽鸭。
使用輸出電抗器，在變頻器到電動(dòng)機(jī)之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸出在能量傳輸過程中線路產(chǎn)生電磁輻射吃靠，影響其它設(shè)備正常工作硫眨。
五、結(jié)束語
　　PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問題巢块，因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素织岁，合理有效地抑制抗干擾，才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作炒垫。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬着脐，如何高效可靠的使用PLC也成為其發(fā)展的重要因素。21世紀(jì)够煮，PLC會(huì)有更大的發(fā)展畸居，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全弟茸，通過完美的人機(jī)界面栅洁、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求，PLC作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分版叁，將在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用劳诽。

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