plc控制系统大全11篇

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一、前言

plc，即可编程逻辑控制器，它具有编程功能，当需要改变被控制的工艺时，只需要修改一下原来的程序即可，因而在工业生产中应用十分广泛。目前，PLC已经广泛应用于各种机械加工和生产控制中，在煤矿开采、机械制造、石化工业等众多行业中，PLC都发挥着重要的作用。既然PLC应用如此广泛，那么，对于技术人员来讲，掌握PLC控制系统的设计方法就显得尤为重要。下面，本文就对PLC控制系统的设计进行一点浅显地探讨。

二、PLC控制系统设计的基本内容

1、拟定控制系统设计的技术条件。设计PLC控制系统，首先要拟定控制系统的技术条件，它是整个设计的依据。2、根据需要控制的对象，以及对控制的要求，选择合适的输入设备，常见的输入设备有限位开关、按钮等。3、PLC的选择。PLC是控制系统的核心部件，选择时要根据控制的要求，选择既能满足要求，又能尽量节省开支的PLC，即根据需求“量体裁衣”。4、编制PLC的I/O分配表，绘制输入I/O端子接线图。5、编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言，如梯形图等，进行程序设计。6、设计操作台、电气柜及非标准电器部件。

设计PLC控制系统的设计流程如图1所示。

三、PLC的选择

目前，PLC已经广泛应用于很多行业，人们根据每个行业的特点，研制了很多不同类型的PLC，以满足不同行业的需求。在控制系统设计中，要根据控制要求，选择最适合本系统的PLC。下面具体介绍如何进行选择。

1、机型的选择

PLC的机型很多，功能各异，在实际选择中，应该从以下几个方面进行考虑。

（1）机型统一

同一家企业需要多台PLC时，应尽量选择同一机型。这样做的好处有以下几点；①便于备品和配件等的管理和采购；②同一种类型的PLC，其编程方法相同，员工只需掌握一种编程方法即可以使用所有的PLC；③有利于资源共享，可以用计算机把多台PLC联系起来。

（2）结构和功能方面

在结构的选择方面，如果所适用的场合生产工艺相对较为固定，且环境条件较好的话，宜用整体式结构的PLC，而如果生产工艺经常变化，且环境又比较恶劣的话，则应尽量选用模块式结构。

在功能选择方面，应以实用为主，如果需要控制的工程项目比较简单，就不要选择功能多、价格贵的高档机，只需要选择具备一些基本功能的低档机就足够了。只有在控制要求比复杂，低档机无法满足控制要求时，才选用高档机。

（3）离线编程和在线编程的选择

PLC的一个显著的优点是具有编程功能，当我们需要被控制的工艺改变时，只需要修改一下原来的程序即可，因而给生产带来了极大的方便。目前，根据在编程时CPU是否还能起到对工艺的控制作用，PLC的编程有离线编程和在线编程之分。前者是指当对PLC进行编程时，其CPU将停止控制作用，后者则是指在编程时，CPU仍能对现场起到控制作用。很明显，在线编程比离线编程更为先进，但是这种类型的PLC结构复杂，价格昂贵。

2、I/O接口模块的选择

PLC要控制工业生产过程，必须有I/O接口模块才行，因此，I/O 接口模块的选择是PLC控制系统设计的重要部分。PLC的I/O接口模块很多，最主要的模块有模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块，等等，下面对其选择进行具体探讨。

（1）确定I/O点数 在确定I/O点数时，应在控制系统要求的最大点数的基础上再留出一定的余量，这样的话，以后需要的时候还可以适当增加控制功能。另外，确定I/O点数点数时还应注意，对于同一个控制对象，如果采用的控制方法不同或编程水平不同，其I/O点数不同。

（2）开关量I/O 开关量I/O接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制设备（如指示灯、报警器、电动机启动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除错误信号的抖动电路等。

（3）模拟量I/O 模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA 或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号，如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。

四、编程方法

编制PLC控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。

1、图解法编程

图解法是靠画图进行PLC程序设计。常见的主要有逻辑流程图法和梯形图法，下面分别予以介绍。

（1）逻辑流程图法：逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。用该法编程，逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确，因此用该法编制的程序故障查找、调试和维修都很方便。

（2）梯形图法：该法模仿继电器控制系统的编程方法，用梯形图语言去编制PLC程序。由于该法是通过模仿继电器控制系统的编程方法来编程的，因此其图形跟继电器控制电路很相似，元件名称也与继电器控制电路相似。对于熟悉继电器控制的人来说，只要把原继电器控制电路移植到梯形图语言中，再稍作修改，就完成了编程过程。

2、借鉴其他程序进行编程

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农业从古至今一直是我国经济基础，在国家发展中占有重要的地位。随着人们生活水平的提高，人们对农作物的生命期、品种都有了更高的要求，如四季能吃到绿色菜以及买到想要品种的鲜花。因此温室现在越建越多，建温室的重要保证参数就是植物的生长要素，即光、温度、湿度和CO2，本论文就是论述如何用PLC技术对温室进行控制。

一、确定控制系统方案

（一）控制对象

1.温度

植物生长的温度是在一个范围内，虽然最适宜温度植物长得很快，但是往往因为消耗有机物太多，会出现长的细长现象。控制系统的控制温度范围要略低于植物最适宜温度。

2.湿度

空气的湿度太大会造成之无病虫害，但是要保证空气湿度低的同时要有充足的水分由土壤供给植物。

3.光照

植物生长需要光照，这样才能进行光合作用，不同植物的光补偿点不同，因此事宜温度范围也不同，同时人们可以控制光照时间和强度来控制植物的生长速度。

4.CO2

植物生长需要光合作用，光合作用需要的一个物质是CO2，植物的光合作用随着CO2的浓度增大而增强，但是浓度过高反而会抑制植物光合作用，因此二氧化碳浓度的控制范围要与农作物相适应。

（二）PLC控制系统

PLC是可编程逻辑控制器，它可以通过编程方式完成传统的继电器-接触器的逻辑控制，PLC的控制系统性能稳定，价格便宜，开发容易，性价比高，缺点就是人机交流困难。

（三）控制系统的方案确定

本控制系统方案为各参数的自动控制，当传感器检测的温湿度、光照以及CO2超过范围时，PLC控制系统会发出指令，控制执行机构如天窗的电动机等动作，使温室参数达到用户要求。

二、控制系统软硬件设计

（一）控制要求

随时检测控制对象温湿度、CO2浓度和光照参数，并保证参数在控制范围内。控制系统设计流程如图1所示。

（二）硬件设计

1.根据控制系统输入输出的点数，对PLC型号进行选择

（1）PLC开关量点数确定

（2）根据PLC开关量点数确定PLC型号

由上表可得输出点13个，输入点14个，考虑到应有输入输出端子的余量，选择S7-200cpu226型，其有24/16个I/O口。

2.模拟量模块的选型

对于温湿度、CO2和光强传感器都输出模拟信号，需要PLC扩展模拟量模块。温湿度传感器分别要在温室的上下南北四处检测，因此输入10路模拟量信号，因此选择EM235模块3个（此模块4AI/1AO）。

3.温湿度、光照以及CO2检测元件选型

选择HMD40温度传感器，Poi88-c光强传感器，TGS4160型CO2传感器以及A1203型湿度传感器。

4.进行电路设计

控制电路简图如图2所示，主电路同传统继电器-接触器电路。

（三）软件设计

以光照的控制为例，比较光照传感器的值，如果超过上限，则打开遮光帘，如果在范围内，则遮光装备动作不变，低于下限值收起遮光装备并且打开光照灯。

最后，要进行整机调试。调试时先启动控制电路，断开主电路，等确定程序和控制电路无误后，在进行整机调试。

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0.前言

分散控制系统英文缩写为 DCS，随着 DCS系统的广泛使用，为设备安全经济运行提供了有力保障。随着我国电力行业的发展，DCS应用越来越广泛。PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，就其本质而言，它实际上属于计算机的一种，用于工业控制，PLC的运行通过三个阶段实现，首先是输入采样，然后进行程序执行，最后实现输出刷新，这些都要借助I/O模块来进行。就目前两者的比较来看，无论是可靠性、开放性、灵活性，还是使用的方便性，DCS都要优于PLC。

1.DCS与PLC控制系统的性能对比

1.1两者冗余性能对比

DCS和PLC在结构的组织上都采用的是模块结构，中央处理器也都是采用的是通用核芯。DCS相对于PLC来说，在通用性上性能较好，相应的部件，特别是IO的类型比较少。根据实际比较和数据统计，在硬件可靠性方面，两者相差不大，但是如果要进行热备冗余的话，后者必须要具备相应的卡件才能进行。另一方面，就目前的情况来看，PLC在运行的时候一般没少进行冗余配置，因为相比而言，它缺乏专门的操作系统给予支撑，再加上上面提到的卡件问题，成本投入较大。相比而言，DCS则在这方面尽显优势，首先是在进行这一硬件的设计时，就对这种技术具有一定的针对性，而且它有相应的系统作为支撑，成本也较低，所以目前很多模块，比如电源模块，控制模块等一般都采用DCS进行冗余配置。DCS系统所有 I/O模块都带有 CPU，可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换，故障带电拔，随机更换。而在PLC模块中，其只是简单的电气转换元，不具备智能芯片，一旦出现故障，相应单元就会全部瘫痪。

1.2两者的软件对比

DCS和PLC两者都采用的是专门进行高效处理的图形和组态软件。从方便性的角度来看，因为国内在PLC设计上的技术还不是十分成熟，软件的提供能力不足，所以大多数软件是从国外进口的，也就是说这些软件是英文版的，而DCS由于国内的软件生产能力可以满足需求，使用起来不用担心语言问题，显得十分方便。再从软件的可靠性来讲，PLC控制系统因为其工作原理是固化步循方式，不容易发生故障，可靠性较DCS来讲较高，可是也由于其工作方式是固定化的，所以当出现突况时，其反应和处理能力将会大打折扣；另一方面，在DCS技术上的不断突破使得以前工作不稳定的情况有所好转，可靠性上有了很大进步，而且它有PLC所不能比拟的优势，那便是灵活性和实时处理能力。传统的电厂车间以前对于控制系统的可靠性要求十分注重，相反对于实时性的要求就低得多，但是随着规模的扩大和先进设备的增多，特备是智能设备的引进，使得控制系统实时处理能力的重要性和可靠性同等重要，所以不难理解，为什么现在很多地方的PLC都被DCS所取代了。在对模拟量的处理上，特别是在复杂逻辑方面，由于DCS具有批处理能力，而且运用了4C技术，明显优于PLC，特别是在复杂逻辑的处理上，DCS显得更加灵活。DCS有事故追加记忆、报表记录、操作记录等多项功能，DCS强调连续过程控制的精度，可实现PID、前馈、串级、多级、模糊、自适应等复杂控制，一般PLC仅具有PID功能，控制精度不如DCS高。总之，在可靠性方面，DCS要比PIC更好。

1.3网络架构对比

我国目前的控制系统中，通用的网络架构是双层式的，上层是具备现场监督控制性能的网络，下层是处理实际操作过程的网络，而这种架构的上下层分界，就是通过控制器来实现的。从网络的硬件设备来讲，两者区别不大，但是从拓展的性能来看，PLC不能很好的实现多个中央处理器之间的网络连接，在连接形式上类型没有DCS多，显得十分单一。从实际的运用状况来看，在很多设备比较分散，结构不是十分紧凑的厂房中，DCS能够体现出很好的优势，由于其可以实现多系统的网络联接，所以能够很好的进行远程化的控制，而且加上上面提到过的其优良的实时特性，在很多大型工厂中，通过DCS已经可以进行无人自动化的远程控制了。

1.4数据库对比

数据库的统一性决定了数据的使用权限问题，一般控制系统都要求建立一个统一的数据库，在这一点上，DCS和PLC是截然相反的，后者的不具备统一性，每个组件，节点和子系统，都有独立的数据库，并在内部进行数据储存、分析和处理。而DCS则只有一个总数据库，在任何环节、任何软件狗可以使用，这使得其在运行时能够成为一个具有强大功能的职能系统。

2.DCS与PLC控制系统的前景对比

由于我国以前理论和技术的缺乏，再加上相关的生产设备不够完善，使得这两类控制系都比较依赖于进口，当时DCS的价格是高于PLC的，所以为了成本考虑，许多企业运用的是后者，但是随着我国科技的不断发展，生产水平的不断提高，随着技术的发展和市场竞争的加剧，DCS价格明显降低，而且经过改良后的新型系统体现出来的优越性能有目共睹，使得其迅速被广泛运用。就未来的发展趋势来看，PLC会被各项性能都比他优秀的DCS所慢慢取代，基于DCS系统的现场总线控制和远程智能控制将成为主流。

3.结语

在对于DCS和PLC系统的对比中，虽然两者具有一定的差异性，但是在实际运用中并没有过多的强调两者的优劣性，因为对于不同用户的不同工艺需求，两种控制产品都有不同的针对性。另一方面，随着科技的发展，两者的界限已经不是那么明显，在功能上呈现出更多的趋同性。 [科]

【参考文献】

[1]曾蓉，刘建国，冉启阳.DCS与PLC网络控制实训系统的设计与实现[A].全国冶金自动化信息网、《冶金自动化》杂志社.全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C].全国冶金自动化信息网、《冶金自动化》杂志社：，2010：4.

[2]吴哲洙，李东根.论XDPS-DCS与AB-PLC之间的通讯策略[A].中国电力企业联合会科技开发服务中心、全国发电机组技术协作会、电力行业热工自动化技术委员会.2010年全国发电厂热工自动化专业会议论文集[C].中国电力企业联合会科技开发服务中心、全国发电机组技术协作会、电力行业热工自动化技术委员会：，2010：10.

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中图分类号： TM571 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着现代技术的不断发展，我国的信息技术发展迅速，并且取得了前所未有的成绩。PLC技术是现代工业自动化技术的顶梁柱之一，对工业的发展有着巨大的作用，我们必须加强对其的研究，更好的优化PLC自动控制。

二、可编程序控制器（PLC）简介

1、PLC的自动化控制系统概述

PLC 是 Programmable Logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器。IEC（国际电工委员会） 对PLC的定义是：PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC） 取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置，而广泛应用于工业控制领域，成为现代工业控制的三大支柱之一。

2、PLC的基本结构

PLC 的实质就是一种可以用于工业控制的计算机，并且其硬件结构和微型计算机基本相同，都具有五大基本构件：电源、CPU、存储器、输入输出接口电路（I/O 模块）和编程设备，此外PLC还有通信模块、功能模块、人机界面等特有构件。PLC采用逻辑扫描技术按照顺序来进行工作的，并且每进行完成输入采样、用户程序执行和输出刷新这三个阶段便是完成了一个扫描周期，PLC 就是这样用一定的扫描速度来重复运行这三个阶段。

三、PLC的应用

可编程序控制器（PLC）的应用范围大体上可分为以下六种：1）开关量的逻辑控制，它在这方面的应用是最广泛的，通过实现逻辑控制和顺序控制来取代继电器；2）运动控制，这项功能已经广泛运用于各种机械设备如机床、机器人、装配机械等；3）模拟量控制，由于PLC具有可以将流量、温度等模拟量值转换为数字值的模块，这就提供了两种应用途径--CPU 处理控制和转换模块再次转换为模拟量来控制；4）过程控制，由于现在大中型的PLC都具有多路模拟量PID控制功能和I/O模块，这就使PLC可以构成闭环控制来进行过程控制，因此它可以被广泛用于锅炉、水处理、反应堆等领域；5）数据处理，PLC都有强大的计算和处理等运算能力，这些可以进行数据的采集分析与处理；6）联网通信，现今的PLC都可以实现PLC与PLC之间以及PLC与上位机和其他设备之间的联网通信，进行信息的交换和共享，以构成多级分布式控制系统。

四、PLC自动化控制现状分析

PLC技术能够在众多领域的到应用，并且现在的生产和控制越来越依赖于PLC技术，这说明PLC设备和技术的优点非常明显。但是现在工业和生产环境和过程都比较复杂，PLC在当代使用中还是会存在着一些不足。

1、PLC自动化控制的优化效果

（1）控制智能化

PLC是针对外部控制的，它能够对设备的开关、流量、温度等一些信息进行控制。通过软件编程，把程序输入到PLC设备中，通过中央处理器进行集中处理 ，并且通过识别I/O点数对外部的设备进行管理和控制。这个过程是在软件编程的辅助下进行的，选择合适的程序和PLC设备，就能够很好的对设备进行控制。减少人工的参与，并且整个工作流程相对流畅和稳定。

（2）工作效率高

PLC自动化控制能够对数据进行快速的识别，并且在短时间内完成输入和输出信息，对设备进行控制。这些工作都由CUP进行处理的，在短时间内能够进行高速运算，并且对命令做出反应，工作效率非常高。

2、PLC 自动化控制的缺点

PLC自动化控制还是存在一些不足的，在现在生产中，PLC自动化控制不能够较好的适用于复杂的生产环境，并且没有较好的稳定性，另一方面就是如果有突况PLC设备不能够智能识别。

五、PLC自动化控制系统的优化设计

基于PLC 广泛应用，这里拟从以下三方面来谈 PLC 自动化控制系统的优化设计。

1、提高 PLC 自动化控制系统的抗干扰性

提高PLC控制系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。一般说来，干扰的来源主要分为电弧干扰、反电势干扰、共模干扰、常模干扰四种情况、在大体了解了以上四种干扰的情况后，笔者结合实践的经验，认为应当从以下几个方面提高PLC自动化控制系统的抗干扰性，进而优化设计PLC的自动化控制系统：

（1）电源部分防干扰方法。电源质量的好坏直接影响PLC控制系统。电源变压器是电源部分的主要元件，故笔者认为，在较强干扰情况下，可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器。且变压器的容量应比实际需要大1.2 到1.5倍左右，隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力，屏蔽层应可靠接地。并且在条件允许的情况下，还可以在隔离变压器前加入滤波器，干扰信号经滤波器隔离后大大减弱，增强PLC自动化控制系统的稳定性。

（2）对感性负载的解决方法，感性负载具有储能作用，当控制触点断开时，电路中的感性负载会产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电势，触点闭合时会因触点的抖动而产生电弧，它们都会对系统产生干扰。当PLC的输入、输出端接有感性负载时，应在它们两端并联浪涌电压抑制电路。

（3）正确选择接地点，完善PLC装置的接地设计。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，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。并且可以避免偶然发生的电压冲击危害。笔者结合实践，认为PLC控制系统接地线应当采用一点接地和串联一点接地方式。

2、提高PLC自动化控制系统的可靠性

PLC 控制系统的可靠性在很大程度上依赖于硬件电路的设计，其中包括PLC 的使用环境、电源、输入、输出电路等。笔者结合实践，提出以下几点优化设计：

（1）在PLC控制系统的使用环境方面进行优化设计。我们知道，PLC及其外部电路都是由半导体集成电路、晶体管和电阻、电容等元器件构成的，温度和湿度以及周围的空气变化将直接影响这些元器件的可靠性和寿命。一般而言，PLC及其外部电路（I/O模块、辅助电源等）可靠工作的环境温度为0～55℃，PLC允许的相对湿度一般在35%～80% ，并且周围空气中不能混有尘埃、导电性粉末、腐蚀性气体、水分、油分、油雾、有机溶剂和盐分等，否则会引起下列不良现象：尘埃可能引起接触不良，或使滤网的网眼堵住，使盘、柜内温度上升；导电性粉末可能引起误动作，绝缘性能变差和短路等。所以针对以上问题，应当采取进一步的优化措施。

（2）PLC的电源与接地。PLC本身的抗干扰能力很强，通常只需将PLC的电源与动力电源分开配线，对于电源线的干扰，一般都有足够强的抑制能力，但是考虑到生产现场各类电气设备频繁启停造成的电网电压波动较大，所以采取交流净化稳压电源供电方式，一方面可使电源稳定，同时可减少设备与地之间的干扰，提高系统的可靠性。

六、结束语

近年来PLC应用广泛，在很多领域都得到应用，并且取得了较好的效果。但是PLC还存在一些不足，这些不足影响着PLC的发展，需要我们不断优化，来达到理想的更好效果。

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前言

立体停车库虽然在国外有了很成熟的发展，但是在我国属于一个新兴产业，立体车库的存在很大程度上缓解了城市的动态和静态交通的问题，合理地改善了人们的出行环境，提高了单位面积的利用价值。立体车库采用了PLC和计算机画面监控，通过控制组画面就可以完成对汽车存取过程的控制，操作方式比较简单，同时还具有维护方便，造价低廉等优点，越来越被人们所接受。

1.立体停车库发展概况及优势

近几年来城市车辆的激增使得城市的静态环境问题不断地恶化，立体停车库作为缓解城市静态交通问题的有效途径逐渐被人们接受，立体停车库凭借自身的布置灵活、高性价比和高效率以及低能源损耗越来越多地应用在城市交通的各个方面。

PLC控制系统较其他传统的停车自动控制系统具有很多无法比拟的优势：

首先在控制方式上，传统的控制器在进行自动化控制的过程中使用的是硬接线控制，通过导线将接触线圈、控制器和开关的触点按照逻辑关系进行组合进行控制。一旦整个系统投入使用之后，想根据实际情况在系统内部进行功能的改变和增加将非常困难，而且传统自动化控制系统的触点十分有限，这也影响了本身的灵活性和建设过程中的可扩展性。而PLC是通过编程来实现整个逻辑程序的控制，想改变自动化控制的部分只需要对用户程序进行改变，这种软连接的接线、功耗以及施工成本都很低。

其次在速度控制上，其他的自动化控制是通过继电器的触点通断进行控制的，这种控制的动作因为是通过机械进行实现的，所以就会存在机械动作速度的时差，机械触点的不规则动作会引起操作系统的失误。而PLC的控制程序是通过指令进行半导体控制的，速度比传统的机械结构快很多，而且在进行控制的过程中存在内部的非常严格的同步，也不会出现其他不规则动作。在时间的控制上，传统的自动控制器是靠时间继电器的滞后来实现的，不仅精度不高而且而且还非常容易受到不良环境的影响，在进行调整过程中十分困难，在PLC进行时间控制的过程中因为定时器的数量比较多，而且还可以通过客户端进行时间调整，在控制电路上使用集成电路进行控制，因此具有较高的准确性。

最后在在进行类型数据控制的过程中，传统的自动控制系统只能通过逻辑开关进行控制。在PLC进行控制的过程中不仅能够进行逻辑量开关的控制，还能够使用模拟量的控制和数据处理以及通讯联网等多种比较复杂的控制程序进行控制。在自动化设备的维护上，传统的控制系统一般存在大量的机械触点，这些触点之间的连线比较多，这就导致了设备的使用寿命较短，在进行系统的维护就比较差。而PLC一般使用的是无触点的半导体电路进行完成的，所以具有较高的稳定性和可靠性。除此之外：PLC还具有以下特点：

1.1.PLC具有较高的抗干扰能力，一般使用大规模的集成电路，这种控制系统采用比较严格的制造工艺使得内部电路具有较强的抗干扰能力，确保了很高的稳定性。此外，PLC在进行控制的过程中还能够实现自我检测，使得整个控制过程比较安全。

1.2.PLC控制设备的配套比较齐全，功能具有较强的适用性。PLC发展到了现在已经可以用于各种规模的工厂进行控制。除了逻辑处理功能之外还具有非常强大的数字运算能力。

1.3.在进行控制系统设计的过程中建造的工作量较小，所以检测和维护就比较方便，改造起来比较容易，而且在进行编程的时候容易上手，失误率较低。设备整体体积比较小，因此相对于其他控制设备就具有较低的能耗。

2.立体停车库PLC系统整体设计

从自动化的控制结构上来说，一般立体的停车库除了顶层之外每一层都需要留出一个空位以便为载车盘提供通道，当车辆停泊在底层时就可以直接取车。如果平时将车辆存在最低层就不需要移动其他层面的载车盘使车直接驶入。在一个双层五个车位的升降式立体车库的两个平面分别设计为上U平面和下M平面，上部平面可以进行升降动作，而下部平面只能进行平面移动。立体车库共设计了六个车位，其中底层的车位是为载车盘提供上升和下降的通道，另外五个车位主要用于停放车辆。当下层的M车位的车辆进出时不需要移动其他的车盘就可以对车的位置进行平面调整。当上部平面的U车辆进出之前需要确定下方的位置是否停有车辆，如果停靠车辆需要首先进行平面的移动处理，只有保证下方的位置没有停靠车辆才能够进行车辆的下降，然后再进行出车的处理，在车辆完成进出处理之后要上升回到原来的位置，下图就是一个双层平面立体车库的结构示意图（图中车位1、2、3车位处于U平面，车位4、5位于M平面，右下角的空位是便于车位进出的通道，车位通过该通道实现停靠和进出）：

3.结束语

综上所述，采用PLC控制系统的机械车库和传统的自然车库相比具有很多方面的优越性。在城市用地日益紧张的今天，这种新型的立体车库很大程度上节约了城市用地，提高了土地单位面积的使用效率，节省了土地的开发和建设成本，为未来的城市建设提供了更为广阔的发展空间，极大地缓解了城市交通环境恶化的问题，实现了城市环境的和谐发展，从静态城市交通环境的角度来改善城区的整体环境。

参考文献：

[1]张万忠. 可编程控制器入门与应用实例[M]. 北京：中国电力出版社. 2011.

[2]常斗南. 可编程序控制器原理应用实验[M]. 北京：机械工业出版社. 2012.

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引言

PLC具有可编程、易于扩展、操作方便等特点，在电气控制系统中过去继电器为核心的控制系统可以完全被PLC所取代，目前在现代工业生产体系中PLC已是一重要的组成部分，在工业不断发展的情况下，以PLC实现产品功能已越来越全面化和多样化，使PLC技术有了较大的发展，以下就可编程控制器PLC的构成及其在工厂中的应用进行了简单的分析。

1.可编程控制器PLC的构成分析

通常PLC有整体式和模块式两类。不管是哪一种结构，其内部组成都是非常相似的，主要如下。

1.1中央处理单元CPU

CPU的是PLC的“大脑 ”，它控制所有其它部件的操作，一般由控制电路、运算器、寄存器等组成，通过地址总线、数据总线和控制总线与存贮器、I/O接口电路联接。中央处理单元主要完成以下任务。

1）从存贮器中读取指令。从地址总线上给出指令的存贮地址，从控制总线上给出读命令，从数据总线上得到读出的指令，并存放到CPU内的指令寄存器中。

2）执行指令。对存放在指令寄存器中的指令操作码进行译码，执行指令规定的操作。例如：读取输入信号，取操作数，执行逻辑运算和算术运算，将结果输出等。

3）准备取下一条指令。执行完一条指令后，能根据条件产生下一条指令的地址，以便取出和执行下一条指令。在控制下，程序的指令即可以顺序执行，也可以进行分支或转移处理。

4）处理中断。有些除了顺序执行程序外，还提供了中断处理功能。CPU通过接收I/O接口或内部的中断请求信号，进行中断处理。处理完毕后，再返回原地址，继续顺序执行收。

1.2存贮器

存贮器是具有记忆功能的半导体电路。存贮器包括系统程序存贮器和用户程序存贮器。所谓系统程序，是指控制和完成PLC各种功能的程序，这些程序是由PLC的制造厂家用微机的指令系统编写的，并固化到只读存贮器（ROM）中；所谓用户程序，就是使用者根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序。

1.3输入/输出接口电路

输入/输出接口电路用来连接主机与外部设备。为了提高抗干扰能力，一般的输入、输出接口均有光电隔离装置，应用最广泛的是由发光二极管和光电三极管组成的光电耦合器。

1.4编程器

编程器用来的运行，是对用户程序进行写入、检查、修改和调试，也可以在线监视PLC的运行，是PLC最重要的外部设备，也是PLC不可缺少的一部分。它经过编程器接口与CPU联系，完成人--机对话。

1.5电源部件

电源部件用来将外部供电电源转换成供PLC的CPU、存储器、I/O接口等电子电路工作所需要的直流电源，使PLC能正常工作。

2. PLC控制系统在工厂的控制分析

工业控制中PLC的应用一般是首先了解受控对象施工流程及控制要求。共中包括：控制过程的组成环节；各环节的技术要求和相互关系；输入输出的逻辑关系和测量方法；系统的控制方式与要求（例如：单步、步进、单周、自动循环等）。绘制工艺流程图。选择传感器再根据现场信号、控制命令等条件确定输入输出点数然后进行PLC选型和I/O分配。

在工厂主要是在生产线上生产，在自动生产线上，常使用有轨小车来转运工序之间的物件。小车的驱动通常采用电机拖动，电机正转小车前进，电机反转小车后退。也就是说主要是对电机的控制。相对于交流电机，直流电机在控制方面较为复杂一些，主要是速度调整方面，要考虑速度控制方式，启动、停止及升降速时的加速度控制，正反转指令控制等等。一般以直流电动机为驱动装置的控制系统中，速度、电流闭环控制过程由传动系统完成。可编程序控制器一般只负责速度给定控制、D些相应的启动停止指令控制和某些张力控制系统中的电流的控制等。速度给定控制主要是对电机启动和停止以及升降速时的加速度控制即给定曲线的斜率控制。

在直流电动机的控制系统中，一般应考虑以下几个问题。

1）传动系统的运行允许条件是否满足，包括各种合闸信号是否具备，各辅助系统是否已经运行，各级故障信号是否完全消除等。

2）运行方式和操作方式是否选择合适，区域复位信号是否具备等。

3）离合器和制动器的状态是否允许运行，对机器设备的启动是否存在障碍等。

4）传动系统的速度、电流调节器是否解锁，闭环控制是否正常等。

5）速度、电流的控制方式选择是否合适等。

6）当各种条件都满足时，按所要求的方式进行速度给定值控制。

7）在运行过程中，对故障停车指令的处理等。

比如在杭钢热带厂生产线上的主机有直流电动机驱动。主机的辅助设备（包括：冷却风机、平辊风机、水泵和油泵等）以及除尘风机和冷却水箱等由交流电动机驱动。这些电动机的启停控制与逻辑顺序控制、直流电动机的激磁保护，以及各电动机的过载、过热保护、系统运行状态的指示和报警等都要由PLC：GE FANUC PLC系列series 90-30控制系统完成，PLC要用直流24 V电源、直流电机需要用到直流控制器，所以采用数字箱Simoreg DC Master 6RA70进行整流。

下面给出一种最常用的直流电动机一股控制逻辑框图，如图1所示。

图1直流电机控制逻辑典型框图

PLC就是一种微机控制系统，我们可以把它看成是由继电器、定时器、计数器、移位器等组成的装置，它对工业电气设备的控制的主要过程是通过输入设备也就是接受被控设备的信息或操作命令等外部输入信息的设备输入接线端是与外部的开关、按钮、传感器转换信号等连接的端口。每个端子可等效为一个内部继电器线圈，线圈号即输入接点号，如图所示。这个线圈由接到的输入端的外部信号来驱动，其驱动电源可由的电源部件提供（如直流），也可由独立的交流电源供给。每个输入继电器可以有无穷多个内部触点，供设计的内部控制电路（即编制控制程序）时使用。然后通过内部控制电路运算和处理由输入部分得到的信息，并判断应产生哪些输出。内部控制电路实际上也就是用户根据控制要求编制的程序。

3.结束语

PLC控制系统的出现极大的节约了劳动力，通过系统控制的生产，大大的提高了生产效率，对于工业的流水线作业的作用尤甚，是原来复杂的工作变得简单，提高了工人的生活质量，响应了国家节能减排、以人为本的政策。相信随着科技的发展，我们的生活会越来越美好。

参考文献：

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0.引言

PLC控制系统是一种广泛应用于工矿企业单位、满足于实时控制要求的专用计算机系统。它的工作原理是靠存储程序、执行指令进行信息交换处理，实现外部输入信号到输出信号的转换，驱动各种类型的外部设备进行工作的自动控制系统。PLC控制系统大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元，集控制、通讯、监测为一体。要实现PLC控制系统安全可靠的工作，对PLC控制系统要尽可能降低雷电带来的损失，就必须采取系统的、综合的防雷措施。

1.PLC控制系统的防雷措施

根据瞬间过电压产生、危害途径等特点，本文从配电系统防雷、控制系统网络线路、输入输出设备防雷、构筑物防雷和合理接地等几个方面论述了PLC控制系统的防雷措施。

1.1配电系统的防雷

当雷击输电线或雷闪放电在输电线附近时，都将在输电线路上形成雷电冲击波，其能量主要集中在工频至几百赫的低端，容易与工频回路涡合。雷电冲击波从配电线路进入PLC控制系统的电源模块以及从配电线路感应到同一电缆沟内的自控网络线上进入PLC控制系统的通讯模块的几率比从天馈线和信号线路进入的要高得多。因此配电线路的防雷是控制系统防雷的重要部份。

一般的配电系统在高、低压进线都已安装有阀型避雷器、氧化锌避雷器等避雷装置，但PLC的电源机盘仍会遭受雷击而损坏。这是因为这些措施的保护对象是电气设备，而PLC控制设备耐过压能力低，同时，这些避雷器启动电压高而且有些有较大的分散电容存在，与设备负载之间成为分流的关系，从而使加在PLC控制设备上的残压较高，至少高于避雷装置的启动电压，一般为峰值2～2.5倍（单相残压不低于800V），极易造成PLC控制设备损坏。同时大型设备启停产生的操作过电压也是危害PLC控制系统的重要原因之一。由上述，用单一的器件或单级保护很难满足PLC控制设备对电源的要求，所以对电源防雷应采取多级保护措施，具体级数根据各自实际情况而定。如图所示为一典型PLC控制系统采用的三级保护方案（原有的高压避雷器保留）。

第一级在变压器二次侧，主要泄放外线等产生的过电压，其雷通量大，启动电压高（900-1800V）。第二级在各控制站PLC专用隔离变压器前，主要泄放第一级残压、配电线路上感应出的过电压和其它用电设备的操作过电压、其电流通量居中，启动电压居中（470-1800V）。隔离变压器的安装非常重要，它能有效抑制各种电磁干扰，对雷电波同样有效。末级在PLC专用电源模板前，主要泄放前面的残压，完全可达到嵌位输出，其残压低，响应时间快。

1.2通讯线、天馈线、输入输出设备防雷

PLC控制系统通讯线一般都采用特制屏蔽双绞线，并且一般在安装时都是采取穿管直埋（或电缆沟）铺设，所以雷电在此处的感应电压不高（1KV～2KV）。但由于其直接进入PLC或计算机通讯口这一薄弱环节（正常电压一般为正负5V，12V，24V，48V等），故损害也很大。计算机数据交换或通讯频率是从直流到几十兆赫兹（据系统而定），在选用避雷器件时一般都不采用氧化物避雷器，因为它的分布电容大、对高频损耗大，除非对之进行特殊处理。选用避雷器时还应以通讯电平和频率或速率来确定，对于比较高频的讯号便需要特殊设计的防雷器以确保其阻抗与该系统对应，否则会有信号反射的现象。避雷器应靠近通讯接口处安装（减小反射损耗）。

而对于PLC的I/O模板、仪表、传感器等设备，应根据各种设备的具体情况，按设备的电压等级配置，其工作电压以安装在电路中部件的额定电压为准。防止线路在受感应雷的影响，形成过电压或电流，造成设备损坏。除了安装相应避雷器，有良好的接地和布线系统，安全距离外，还要按供电线路、电源线、信号线、通信线、馈线的情况采取屏蔽措施。网络通讯线路避雷的最好方法当然是采用光纤网络。

1.3控制站构筑物的防雷

PLC控制系统的总控站是控制和信息中心，集中了很多的计算机设备、通讯设备、仪器仪表，大多数还有电台和天馈线，是整体生产监控、调度中心，在装修中大量采用了铝、铁等金属材料，所以对防雷的要求就更高一些，其目的是要形成均压等电位屏蔽措施。控制站所在构筑物应安装避雷带、避雷网，只安装避雷针效果不好，特别是在构筑物高度低、地势空旷、临近水源的地方，极易遭受各方向的各种形式的雷击。雷电的危害途径主要通过感应而进入自控系统，所以避雷针、带、网的引下线应尽量多设几条，使雷电电流有更多的分流途径，以减小每条线上的泄放电流量从而降低感应能量。室内计算机、PLC控制系统要尽量置于远离避雷设备的导地金属体。

1.4合理接地

防雷的最终目的是“泄放”雷电电流，因而对防雷设备的“接地”切不可掉以轻心。一般接地主要有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地。如这三种接地配置不合理，极易在雷击时通过接地网对控制系统造成反击从而对设备造成损坏。

PLC控制系统是一个特殊用电系统，它包括以下几种接地：系统工作地（小于4欧），直流工作地（信号屏蔽地、逻辑地等小于2欧），安全保护地（小于2欧）。在安装时难以分开（特别是对PLC系统），对PLC系统采用联合接地较好。接地电阻取最小值，至少小于2欧。

地网分开设置时应注意避免地网之间的闪络。雷击时，会在地网及附近导体中产生很高电位，地网分开，则可能造成接闪接地体向其它接地体闪络。所以，地网之间的距离当涉及自控系统接地时应大于10M。在接地线引入室内时，若与其它地网距离太近，可局部采取既绝缘又屏蔽的措施。

2.结束语

由于计算机、PLC系统大量采用大规模CMOS集成电路和分散控制用的CPU单元，使其对瞬间过电压承受能力大幅度减弱，同时控制系统各种线路伸入到工厂的各种环境之中，采用任何一种单一的防雷器件都难以保证其安全，必须采取综合防护的措施，对症下药，将各类可能引起雷害的因素排除，才能将雷害减少至最低限。

【参考文献】

[1]李根荣.PLC控制系统的防雷设计与保护[J].南方金属，2011，（2）：54-56.

[2]贾沛，李明军.PLC控制系统的雷电防护[J].机电信息，2011，（5）：207-208.

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在PLC技术发展和应用过程中，尤其是在日常的机械系统运行过程中，正确的处理好机械故障和各个模块元件的故障问题，对于提高整个PLC控制系统的运行效率有着非常重要的影响，那么在系统日常维护和维修工作开展过程中，就必须要重视对PLC控制系统的日常维修管理工作开展，加强维修管理监督，从而保证整个PLC控制系统的良好运行。

1. PLC控制系统的维护

PLC控制系统在运行管理过程中，通常情况下PLC控制系统的可靠性非常高，故障发生率也较低，在日常运行管理工作开展过程中，具有完善的自我诊断功能，同时输入和输出也有比较显著的指标显示，这样就使得整个PLC控制系统的监控能力非常强，在日常运行过程中，整个PLC控制系统是非常容易进行维护和维修管理工作开展的。下面我简单对PLC控制系统的日常维护管理工作的开展内容进行简单分析和介绍。

1.1供电电源检查

供电电源的质量和整个PLC控制系统的运行效率和使用情况有着非常重要的关系，供电电源部件是整个系统中故障发生率较高的部件。那么在开展其维护管理工作的过程中，维护管理人员必须要检查电压是否在额定电压范围内或者是可以允许的电压范围内，因为频繁的电压变动会对整个系统的稳定性产生很大的影响，造成电压波动后就会引发谐波干扰情况出现，从而影响了整个系统的良好运行，那么对于整个供电电源装备的使用寿命也造成了非常大的影响。在使用过程中，对于一些年代使用比较长的PLC控制系统，那么在供电电源检查工作开展过程中，一定要做好日常的维护检查工作，保证供电质量。

1.2运行环境检查

在PLC控制系统运行过程中，影响其运行的环境因素主要是温度、湿度、粉尘、振动等影响因素，那么在运行过程中，就必须要保证其各个环境条件在PLC运行环境的允许范围内，将其温度控制在0摄氏度-55摄氏度的范围内，因为一旦出现环境温度过高，会造成对电路元件的破坏，甚至对整个线路也产生非常大的影响，在其应用管理过程中，导致故障发生率明显升高。但是当运行环境温度过低时，整个模拟回路的安全系数变小，那么温度过低后就会造成系统控制管理不当，因此在使用过程中，一定要控制好相应的运行环境温度，在不同的季节一定要将其运行环境温度控制在合适的范围内。那么对于其他的影响因素也一定要采取必要的措施将其控制在合适的运行范围内。

1.3PLC安装运行过程检查

维护工作开展过程中，要确保螺丝安装固定稳定，对于单元结构和模块等进行有效的固定和检查，一旦出现了一些模块松动，需要及时的采取措施来加以改善。

1.4PLC内部锂电池检查

在内部锂电池日常运行过程中，要注意其电源指示灯的运行情况，一旦出现电量不足的情况时，需要及时的进行更换，在PLC控制系统的维护过程中，内部锂电池就是比较容易出现故障和损坏的元器件，因此在使用过程中，要做好其日常维护，通过采取有效的存放用户程序进行很好的存储，当电压下降到超出PLC控制系统的正常运行范围时，就会出现指示灯亮的情况，那么就可以在看到指示情况时，及时的更换锂电池。

2. PLC控制系统的试运行和维修检查

2.1初期检查

主要是针对电源端的连接、主流输入端等之间的短路情况进行检查，防止出现短路后造成对整个运行系统的线路损坏。

2.2程序写入过程检查

在写入程序、读程序和PLC控制系统停运状态下开展必要的检查工作，主要是检查写入的准确性，是否仍然能够通过外部设备连接来对系统运行的程序写入语法等进行必要检查，保证其良好的运行和工作开展。

2.3运行试验检查

在PLC控制系统试运行条件下，需要对运行过程中可改变数据寄存器中设置的数据参数处于连通和断开的状态。在运行过程中，对于设计的设定范围值，需要将其扫描工作时间适当的延长，当然延长不超过了60毫秒，这样就能够实现对整个系统运行过程中的良好检查，保证其设定值的合理有效。

3. PLC控制系统的维修和故障处理

3.1PLC控制系统的维修

在PLC控制系统维修管理工作开展过程中，需要进行外线维修和系统的固件维修工作，其工作内容，对于外线维修主要是进行一些通信总线、输入输出连接安全性、元件连接、变频器等运行情况。PLC的固件维修主要是包括输入输出单元、智能控制系统的内部电路维修。

3.2PLC软件故障检查和处理

在软件故障检查和处理过程中，主要是针对I/O模块的故障检查和维修开展各项处理工作，在I/O模块的输入检查过程中，主要是做好CPU和外部控制对象的沟通信息检查工作开展，在这个运行系统的管理操作过程中，第一，需要检查I/O模块的供电电压是否稳定和在正常运行范围内，第二，需要对I/O模块的输入输出信号端口检查其是否正常，在对应端口的检查过程中，观察其指示灯是否正常，一旦出现指示灯不亮的情况，那么就需要根据不同的指示灯显示要求进行检查，确定其属于何种固件故障类型，进一步展开维修操作，在系统运行管理过程中，需要通过重新定义I/O模块的运行端口，通过检查其输入和输出信号，从而能够做好相应的软件故障检查和处理。

4.结束语

PLC控制系统运行过程中，一定要做好PLC控制系统的日常维护和检修工作，对于系统的各个模块上的元器件可能发生的故障进行提前预防，对于一些可能危害到系统安全运行的固件进行有效的查验，针对其出现的问题，及时的予以解决和更换，保证整个PLC控制系统的安全、稳定运行。

参考文献

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1　PLC控制系统干扰源分类

对PLC控制系统运行造成影响的干扰源一般来其周围的电力网络、电气设备、无线电广播、雷达以及高频感应加热装置设备产生的电流或电压，根据干扰源发生的因素，干扰源大致分为电噪声、浪涌噪声以及高频振荡噪声三类；根据干扰源噪声的波形与性质，干扰源可分持续噪声、偶发噪声两类，根据干扰源噪声干扰模式，干扰源可分共模干扰与差模干扰两类。

2　干扰源的来源

2.1　空间辐射干扰

空间辐射干扰就是通过空间辐射电磁场产生的电磁波传播对系统造成的干扰。其来源大多来自电力系统网络、运行电气元件的暂态过程、云层雷电、无线电波以及高频感应加热设备。辐射干扰的分布广而复杂，PLC控制系统如果处于其射频场中，很容易遭到辐射干扰，可能对PLC控制系统内部进行直接辐射，产生电路感应形成干扰，也可能PLC控制系统的通信内网络进行辐射，通过通信线路感应形成干扰。

2.2　系统外引线干扰

系统外引线干扰也叫传输干扰，其传播途径是电源与信号的引入线传入，系统外引线干扰是PLC控制系统在工业现场受到最严重的干扰。大致可分为以下几类：

1）电源干扰。给PLC控制系统提供的电源来源于电网，由于电网覆盖范围很广，会遭遇到所有空间电磁干扰的干扰，各类电磁感应会在线路上感应产生电压或者电流，尤其是当电网中的开关操作、大型电力设备起停以及交直流传动装置的运行，会引起谐波与电网短路暂态严重影响影响PLC控制系统正常运行。

2）信号线引入干扰。在PLC控制系统中，与其连接的传输线是传输有效信号信息，但大多属于低压信号，很容易遭到外部强烈电磁信号的干扰侵入。其干扰通道一般通过变送器供电电源侵入电网，也可能通共用信号仪表的供电电源侵入电网，也可能空间电磁辐射感应侵入信号线。其中信号线被侵入的电磁感应危害最严重，会导致PLC控制系统的I/O信号工作发生异常，测量精度降低，甚至很损伤PLC元器件。如果PLC控制系统隔离性稍差，可能或造成其传输的信号互相干扰，导致其共地系统总线发生回流现象，PLC控制系统就会误动或者死机。

3）接地系统干扰。PLC控制系统正确接地主要作用是消除各电路电流流经一个公共地阻抗是产生噪声电压，避免电磁场和地电位差的影响，使其不能形成地环路，提高抑制干扰能力。同时给控制系统建立一个基准电压，保证系统正常稳定工作。但PLC控制系统的地线接地方式较多，系统接地、屏蔽接地保护接地以及交流等很容易搞混乱，接地混乱会导致干扰信号侵入，导致各个接地点电位差而产生地环路电流，影响PLC控制系统运行。同时屏蔽层很容易受到变化磁场的影响产生感应电流，如果其电流与芯线电流发生耦合就会形成干扰信号回路影响PLC控制系统运行。

2.3　PLC控制系统内部干扰

PLC控制系统内部干扰就是其内部元器件与电路之间互相进行电磁辐射而发生的干扰。产生，包括系统的逻辑电路发生互辐射、逻辑地与模拟地发生生互辐射、系统元器件之间不匹配等现象都会造成对PLC控制系统内部的干扰。

3　PLC控制系统抗干扰措施

3.1　电源抗干扰措施

为PLC控制系统提供的电源占有极重要的地位。为抑制电力系统网络对CPU电源与I/O电源等的干扰，PLC控制系统在装置应该配有隔离变压器，其选择的容量要比实际高1.2倍以上。屏蔽层接地良好，同时，为降低电源线之间的相互干扰，隔离变压器的二次线圈连接线选择双绞线，在交流电源输入端加入低通滤波器。如图1示。

变压器一次连接线与二次级连接线应用的都是双绞线，可以将干扰信号经滤波隔离后降低，PLC控制的供电系统的控制器与I/O系统均有各自的隔离变压器进行供电，同时，供电电源与与主电路电源是分开的。假设输入或者输出供电因为故障出现中断，控制器可以继续供电，由此可见系统可靠性大大提高。

如果PLC控制的供电系统供电质量缺乏保证，电网馈点经常中断，应该采用UPS电源给控制器供电，即将控制器前面的屏蔽变压器改为UPS电源。UPS电源不但能够不间断供电，而且干扰信号的隔离性能强大。

3.2　信号抗干扰措施

1）输入信号抗干扰。一是利用输入模块进行滤波来降低输入线与输入线之间的干扰信号，二是利用控制器接地来抑制输入线与大地间的共模干扰。为预防电路信号在突变出现感应电势的干扰，在输入端有感性负载时，应该装置硬件可靠性容错与容差设计技术，如果输入的是交流信号，可并联电容与电阻于负载两端；如果输入是直流信号，可以并联续流二极管。

2）输出电路抗干扰技术措施。PLC控制系统输出一般有继电器、晶体管以及晶闸管三种类型，其选择要依据负载而定。如果所控制系统负载比PLC容量大，必须外接继电器或者接触器，控制系统才能正常运行。带有感性负载的PLC控制系统的输出端，输出信号进行开与关变换时，部分电量发生突变而产生干扰信号，因此，为保护PLC控制系统的输出触点，预防这种变量突变造成的影响，必须采取一定保护措施。如果控制系统控制的是直流负载，可在线圈两端并联一个二极管进行续流，同时，二极管越靠近负载，其防干扰能力越强。如果控制系统控制的是交流负载，可在线圈两端并联RC吸收电路防止干扰。

3.3　接地点抗干扰措施

电力系统接地的作用主要是为了安全与抑制干扰，对PLC控制系统充分接地能有效预防电磁的干扰。系统接地主要分为浮地、直接接地以及电容接地三类方式。PLC控制系统的性质是高速低电平控制装置，因此通常选用直接接地方式，同时，要考虑PLC控制系统的信号电缆分布电容以及输入装置滤波干扰，系统装置之间的信号交换频率不得要大于1MHz，其接地线方式选用一点接地与串联一点接地。对于集中布置的PLC控制系统的接地方式一般选择并联一点接地方式最佳。PLC控制系统的各装置的柜体中心接地点都有独立的接地线连接接地极。PLC控制系统各个装置之间如果有较大的间距，接地方式要选用串联一点接地，一般用绝缘电缆或者一根截面较大的铜母线对各个装置的柜体中心接地点进行连接后，直接将其连接接地极。PLC控制系统各个装置的接地电阻不能大于5Ω，接地点尽可能靠近PLC装置，同时接地线应避开强电回路，如果不能避开，应与强电回路电源线垂直相交，平行走线长度尽可能缩短。此外，PLC系统接地点要与强电设备接地点距离要大于10m以上。

3.4　软件抗干扰措施

1）使用数字滤波的方法提高输入信号的信噪比。随着信息技术数字化、智能化以及网络化快速发展，数字滤波器技术在数字信号分析与处理上被广泛应用，大大提升了信号安全可靠与有效传输。因此，为提升PLC控制系统输入信号信噪比，可选用软件数字滤波技术提升PLC控制系统信号真实性。可设计程序限幅法预防大幅度随机干扰，即连续采样5次，如果其中一次采样支援比其他四次的幅值要大很多，，就舍取之。同时对于PLC控制系统的流量、压力、液面以及位移等众多参数，采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。

2）利用“看门狗”进行监控。PLC内部具有如定时器、计数器以及辅助继电器等各个功能的元件，在设计程序时，可以利用“看门狗”方法实现对系统各组成部分运行状态的监控。屏蔽输入元件的误信号与输出元件的误动作。譬如设置警戒时钟WDT：如果程序循环扫描执行时间超过了WDT规定的时间，程序可能进入死循环，立刻报警。

3）消抖。在PLC控制系统周围，一些行程开关或按钮在运行可能因为抖动而产生误信号，可针对其抖动时间短的特征，可在PLC控制系统内部的计时器设计一定时间的延时，得到消除抖动后的可靠有效信号抑制干扰。

4　结束语

总之，PLC控制系统中受干扰情况复杂，在采取抗干扰措施时必须对其自身抗干扰能力、行的环境、受干扰的性质等各方面的因素综合考虑，多方配合，合理而有效地抑制干扰信号，才能有效地增强系统的抗干扰能力。

参考文献：

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1 概述

在电力企业中PLC控制系统多用于辅控车间的程控系统，有的则用于热控保护控制系统，它的稳定性将直接影响到现场设备的安全运行，而它的抗干扰能力则是系统安全稳定的关键。我们现场所使用的PLC控制系统，有的安装在电子设备间或控制间，有的安装在现场盘柜中，有的则直接安装在就地设备上，由于安装地点周围大多设计有电缆沟道、电气设施或就地转动电机等设备，会形成较强的电磁干扰。我们应先分析干扰产生的原因，认真研究消除干扰的方法，再通过有效可行的系统优化及采取相对应的防干扰措施，才能有效的保证PLC控制系统安全稳定运行。

2 电磁干扰的产生以及对PLC控制系统的影响

通过对现场所使用的PLC控制系统干扰来源进行排查，我们发现这些干扰大都产生在电荷剧烈变化的部位，这就是干扰源。

（1）按产生原因不同可分为放电干扰、浪涌干扰、高频振荡干扰等。（2）按性质不同可分为持续干扰、偶发干扰等。（3）按干扰模式不同可分为共模干扰和差模干扰。

3 PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源

3.1 来自空间的辐射干扰

空间的辐射干扰主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的。其对PLC控制系统的影响主要通过两条路径；一是直接作用于PLC 内部，由电路感应产生干扰；二是作用于PLC 通信网络，由通信线路感应产生干扰。此类干扰我们可以通过选用合格的屏蔽电缆、系统屏蔽及选用合适的电容元件来消除。

3.2 通过PLC系统的电源线路和I/O信号线路，将外部干扰通过传导的方式作用于系统内部，我们称之为传导干扰

3.2.1 来自电源的干扰

通过对现场PLC控制系统不安全事件的分析研究，我们发现通过电源回路传导的干扰造成系统出现故障的不安全事件较多，作者所在公司已发生多起由于工作电源故障造成PLC控制系统停运进而导致机组停运的不安全事件。

PLC 系统的工作电源一般由所在企业的UPS段和保安段母线电源提供。各段母线都带有大量的电气动力设备、执行机构及转动机械，这些动力设备的启停、转动机械的转机运行调整、执行机构的开关操作等，都会将产生的干扰通过母线电源传导到PLC系统上。

3.2.2 来自I/O信号线路的干扰

PLC 控制系统所使用的I/O信号通过传输线缆，除了将现场的I/O信号送至PLC系统，同时会将干扰信号通过线缆侵入。这类干扰的产生主要有两种原因：一是通过就地变送器或二次仪表的供电电源串入的干扰，可通过采用PLC控制系统通道提供24V工作电源或选用电源与信号相互无扰的二次表计来加以解决；二是信号线缆受到线缆敷设区域存在的电磁感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这类干扰如不加处理所造成的后果是相当严重的。它主要产生于电缆敷设区域存在电气动力电缆或经过大型电气设备。

3.2.3 由于接地系统混乱造成的干扰

PLC控制系统的接地是一项提高系统稳定运行的重要安全措施。通过现场实际考察我们发现，采用正确的接地方式方法，不仅可以有效的消除外部干扰对系统的影响，还可以防止系统对周围邻近设备造成干扰，它的保护作用是双向的。但由于诸多的原因，我们在现场往往使用的接地方式不完全符合规范，结果造成系统干扰，导致PLC系统无法正常工作。作者所在的公司，曾经在机组DCS系统改造过程中由于PLC控制系统的接地设置没有完全遵守规范，结果造成现场诸多设备自启停、模拟量信号乱跳、自动调节紊乱等故障。

3.2.4 由于PLC 系统内部元器件所产生的干扰

PLC系统内部使用了各种不同类型、不同电压等级的电子设备，它们之间也会由于相互的电磁辐射产生干扰。随着PLC控制系统的更新换代，以及电子元器件性能的提高，此类干扰已基本被消除，不会对系统造成影响。

4 怎样才能更好、更简单解决PLC系统干扰

现场所使用的PLC控制系统大多通过企业内部电网采用两套电源，UPS段及保安段电源，再通过电源切换装置进行无扰切换。我们可以在电源切换装置后加装一套不间断供电装置，由它来给PLC控制系统提供稳定可靠的工作电源。不间断供电装置一般满足两个要求：一是外部供电电源失去后在一定时间内仍可对PLC控制系统提供工作电源；而是输出电压稳定无扰动。无论任意一路电源出现故障造成电源切换时，由于不间断电源装置仍然在对PLC系统稳定供电，电源切换产生的干扰仅存在于不间断电源装置内部，而不会影响到PLC系统运行。同时，如出现两路电源均故障，不间断电源装置内部的蓄电池组仍旧可以在一定时段内对PLC系统稳定供电，这就给电路检修恢复提供了宝贵的时间，有效地控制了不安全事件范围，防止事件扩大化。

在PLC控制系统的模块输入端、输出端加装隔离继电器，以解决干扰。

从实际运用情况来看，使用隔离继电器简单方便、可靠；同时隔离继电器带有多路常开或常闭接点，可以更为方便的根据现场设备的运行状况要求进行回路设计；再次，隔离继电器都使用了二极管发光信号，当输入、输出信号回路出现故障时，可以更为直观的判断故障点产生在PLC控制系统内部还是外部回路，给检修维护人员的工作带来了便利。同时，采用隔离继电器还可以有效地防止现场设备高压电窜入系统造成系统设备的损坏。

加强PLC控制系统所在电子设备间或工程师站的安全管理。严格执行电子设备间或工程师站的准入制度，进出电子设备间或工程师站要做好登记，房间钥匙必须由专人保管；严禁在电子设备间或工程师站使用对讲机、手机等无线通讯设备，以防止无线信号对PLC控制系统产生干扰。

在设备安装或改造期间，如果涉及到敷设电缆的作业，必须严格按照电缆敷设的相关规定及规范要求，对使用不同电压的电缆要分层敷设，绝不可以为图省事方便而随意敷设；尤其要注意敷设使用直流高压电的电缆，要尽量避开PLC控制系统输入、输出信号电缆，以防止高电压电缆产生的环流干扰造成PLC控制系统输入、输出信号误发，从而进一步影响到现场设备的安全稳定运行。

采用合格且独立的屏蔽地设置。PLC 控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等均要独立设置，绝对禁止混用。同时，要做好控制系统地线的设置记录，详细记录各地线的来源。在系统停用检修期间，必须对控制系统地线进行全面核查，检查各地线绝缘是否符合规范要求，对发现的地线回路故障及时进行排查处理，确保控制系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]DL/T774-2004.火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].

[2]DL/T5175-2003.火力发电厂热工控制系统设计技术规定[S].

[3]GB9361-88.计算站场地安全要求[S].

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中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)10-0031-02

PLC作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置,由于它具有可靠性高,允许在较恶劣的环境下工作等特点,在自动控制领域中得到了广泛应用。在PLC控制系统中,虽然其I/O端口输入、输出信号与总线信号之间均有隔离,但由于PLC的应用场合越来越广,受到的干扰也就越来越多。例如:来自电源波形的畸变,现场设备所产生的电磁干扰及接地电阻的耦合等各种形式的干扰,都可能使系统不能正常工作。所以要提高PLC控制系统的可靠性,就要从多方面提高系统的抗干扰能力。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,全要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的,后者叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。

本文主要是从干扰的来源及应对措施进行探讨,为PLC电子控制的知识点的教学工作作为参考。

一、PLC控制系统干扰的主要来源

(一)空间的辐射干扰

空间的辐射电磁场(EMI),主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小特别是频率有关。

(二)电源的干扰

因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,更换隔离性能好的PLC电源,才能解决问题。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流。尤其是电网内部的变化,如开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线传到电源原边。

(三)信号线引入的干扰

与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/0信号工作异常,大大降低测量精度,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。

(四)接地系统混乱的干扰

PLC控制系统正确的接地,是为了抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。屏蔽层、接地线和大地也有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现感应电流,通过屏蔽层和芯线之间的福合干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。

(五)PLC系统内部的干扰

主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

二、PLC控制系统抗干扰的方法和措施

在设计PLC控制系统时,从硬件设计入手,通过合理配置供电电源、正确选择接地点、接地方式及输入输出配线等措施,有效提高系统的抗干扰能力。

(一)采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰供电

由于PLC自身具有很强的抗干扰能力,通常只要将PLC电源与系统动力设备分开配线,就可以有效地抑制来自电源的干扰。但如果遇到电源干扰特别严重的情况,则可采用带屏蔽层的隔离变压器供电,甚至加接线路滤波器,以抑制从交直流电源侵入的常模和共模瞬变干扰。另外,在有较强干扰源的环境中使用PLC,或对PLC工作可靠性要求特别高时,可将屏蔽层和PLC浮动的端子接地,如图所示:

(二)正确选择接地点,完善接地系统

在PLC控制系统中,具有多种形式的“接地”,主要有:(1)信号地。输入端信号元件的地;(2)交流地。交流供电电源的N线;(3)屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网,通过专门的铜导线将其接入地下;(4)保护地。将机器设备的外壳或设备内独立器件的外壳接地,用于保护人身安全和防止设备漏电。

为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰,应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下,接地方式与信号频率有关,当频率低于1MHz时,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1～10MH之间时,通常情况下,PLC控制系统采用一点接地,接地线截面积不能小于2mm2,接地电阻不能大于100Ω,接地线最好是专用地线。若达不到这种要求时,可采用公共接地方式,但严禁采用与其他设备串联接地的方式。

(三)正确选择电缆的和实施敷设(输入输出配线)

1.PLC电源线、I/O电源线、输入信号线、输出信号线、交流线及直流线均应尽量分开布线。开关量信号线与模拟量信号线也应分开布线,而后者应采用屏蔽线,并且将屏蔽层接地。数字传输线也要用屏蔽线,且要将屏蔽层接地。而信号线多采用双绞线或屏蔽线。

2.输入、输出信号的防错。当输入信号源为晶体管,或是光电开关输出类型时,在关断时仍有较大的漏电流,PLC的输入继电器灵敏度较高,当漏电流的干扰超过一定值,就形成了错误信号。同样,当输出元件为双向晶闸管或晶体管,且外部负载又很小时,会因为这类输出元件在关断时有较大的漏电流,而引起微小电流负载误动,导致输入与输出信号的错误,给设备和工作人员产生不良影响。为解决这种干扰在输入、输出端并联旁路电阻(如图1所示),以减小PLC输入电流和外部负载上的电流。

图1 输入和输出端并联旁路电阻

其中,旁路电阻按下式求出:

Il表示输入信号源或输出晶闸管最大漏电流;Um表示输入信号电压或外部负载电压最大值;IN表示输入点或外部负载的额定电流。

另一种方法是在PLC输入端加RC滤波环节,利用RC的延迟作用来抑制窜入脉冲所引起的干扰,减小漏电流的干扰。

三、结语

PLC控制系统的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症下药的方法,才能够使PLC控制系统正常工作,保证工业设备安全高效运行。

参考文献

[1]王卫兵,等.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,1997.