PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)樣本

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)普通環(huán)節(jié)可以分為如下幾步：熟悉控制對(duì)象并計(jì)算輸入/輸出設(shè)備、PLC選型及擬定硬件配備、設(shè)計(jì)電氣原理圖、設(shè)計(jì)控制臺(tái)（柜）、編制控制程序、程序調(diào)試和編制技術(shù)文獻(xiàn)。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)普通環(huán)節(jié)可以分為如下幾步：熟悉控制對(duì)象并計(jì)算輸入/輸出設(shè)備、PLC選型及擬定硬件配備、設(shè)計(jì)電氣原理圖、設(shè)計(jì)控制臺(tái)（柜）、編制控制程序、程序調(diào)試和編制技術(shù)文獻(xiàn)。一、明確控制規(guī)定，理解被控對(duì)象生產(chǎn)工藝過程熟悉控制對(duì)象設(shè)計(jì)工藝布置圖這一步是系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本。一方面應(yīng)詳細(xì)理解被控對(duì)象工藝過程和它對(duì)控制系統(tǒng)規(guī)定，各種機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、儀表、電氣系統(tǒng)之間關(guān)系，系統(tǒng)工作方式（如自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)等），PLC與系統(tǒng)中其她智能裝置之間關(guān)系，人機(jī)界面種類，通信聯(lián)網(wǎng)方式，報(bào)警種類與范疇，電源停電及緊急狀況解決等等。此階段，還要選取顧客輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)批示燈等執(zhí)行元件），以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）。同步，還應(yīng)擬定哪些信號(hào)需要輸入給PLC，哪些負(fù)載由PLC驅(qū)動(dòng)，并分類記錄出各輸入量和輸出量性質(zhì)及數(shù)量，是數(shù)字量還是模仿量，是直流量還是交流量，以及電壓大小級(jí)別，為PLC選型和硬件配備提供根據(jù)。最后，將控制對(duì)象和控制功能進(jìn)行分類，可按信號(hào)用途或按控制區(qū)域進(jìn)行劃分，擬定檢測設(shè)備和控制設(shè)備物理位置，分析每一種檢測信號(hào)和控制信號(hào)形式、功能、規(guī)模、互相之間關(guān)系。信號(hào)點(diǎn)擬定后，設(shè)計(jì)出工藝布置圖或信號(hào)圖。二、PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)隨著PLC推廣普及，PLC產(chǎn)品種類和數(shù)量越來越多。近年來，從國外引進(jìn)PLC產(chǎn)品、國內(nèi)廠家或自行開發(fā)產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列，上百種型號(hào)。PLC品種繁多，其構(gòu)造形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程辦法、價(jià)格等各有不同，使用場合也各有側(cè)重。因而，合理選取PLC對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。1、PLC機(jī)型選取PLC機(jī)型選取應(yīng)是在滿足控制規(guī)定前提下，保證可靠、維護(hù)使用以便以及最佳性能價(jià)格比。詳細(xì)應(yīng)考慮如下幾方面：（1）性能與任務(wù)相適應(yīng)對(duì)于小型單臺(tái)、僅需要數(shù)字量控制設(shè)備，普通小型PLC（如西門子公司S7-200系列、OMRON公司CPM1/CPM2系列、三菱FX系列等）都可以滿足規(guī)定。對(duì)于以數(shù)字量控制為主，帶少量模仿量控制應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中常遇到溫度、壓力、流量等持續(xù)量控制，應(yīng)選用帶有A/D轉(zhuǎn)換模仿量輸入模塊和帶D/A轉(zhuǎn)換模仿量輸出模塊，配接相應(yīng)傳感器、變送器（對(duì)溫度控制系統(tǒng)可選用溫度傳感器直接輸入溫度模塊）和驅(qū)動(dòng)裝置，并選取運(yùn)算、數(shù)據(jù)解決功能較強(qiáng)小型PLC（如西門子公司S7-200或S7-300系列、OMRON公司CQM1/CQM1H系列等）。對(duì)于控制比較復(fù)雜，控制功能規(guī)定更高工程項(xiàng)目，例如規(guī)定實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能時(shí)，可視控制規(guī)模及復(fù)雜限度，選用中檔或高檔機(jī)（如西門子公司S7-300或S7-400系列、OMRON公司C200H@或CV/CVM1系列、A-B公司ControlLogix系列等）。（2）構(gòu)造上合理、安裝要以便、機(jī)型上應(yīng)統(tǒng)一按照物理構(gòu)造，PLC分為整體式和模塊式。整體式每一I/O點(diǎn)平均價(jià)格比模塊式便宜，因此人們普通傾向于在小型控制系統(tǒng)中采用整體式PLC。但是模塊式PLC功能擴(kuò)展以便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)比例、I/O模塊種類和塊數(shù)、特殊I/O模塊使用等方面選取余地都比整體式PLC大得多，維修時(shí)更換模塊、判斷故障范疇也很以便。因而，對(duì)于較復(fù)雜和規(guī)定較高系統(tǒng)普通應(yīng)選用模塊式PLC。依照I/O設(shè)備距PLC之間距離和分布范疇擬定PLC安裝方式為集中式、遠(yuǎn)程I/O式還是多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)分布式。對(duì)于一種公司，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。由于同一機(jī)型PLC，其模塊可互為備用，便于備品備件采購與管理；其功能及編程辦法統(tǒng)一，有助于技術(shù)力量培訓(xùn)、技術(shù)水平提高和功能開發(fā)；其外部設(shè)備通用，資源可共享。同一機(jī)型PLC另一種好處是，在使用上位計(jì)算機(jī)對(duì)PLC進(jìn)行管理和控制時(shí)，通信程序編制比較以便。這樣，容易把控制各獨(dú)立多臺(tái)PLC聯(lián)成一種多級(jí)分布式系統(tǒng)，互相通信，集中管理，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)勢。（3）與否滿足響應(yīng)時(shí)間規(guī)定由于當(dāng)代PLC有足夠高速度解決大量I/O數(shù)據(jù)和解算梯形圖邏輯，因而對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場合來說，PLC響應(yīng)時(shí)間并不是重要問題。然而，對(duì)于某些個(gè)別場合，則規(guī)定考慮PLC響應(yīng)時(shí)間。為了減少PLCI/O響應(yīng)延遲時(shí)間，可以選用掃描速度高PLC，使用高速I/O解決這一類功能指令，或選用迅速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。（4）對(duì)聯(lián)網(wǎng)通信功能規(guī)定近年來，隨著工廠自動(dòng)化迅速發(fā)展，公司內(nèi)小到一塊溫度控制儀表RS-485串行通信、大到一套制造系統(tǒng)以太網(wǎng)管理層通信，應(yīng)當(dāng)說普通電氣控制產(chǎn)品均有了通信功能。PLC作為工廠自動(dòng)化重要控制器件，大多數(shù)產(chǎn)品都具備通信聯(lián)網(wǎng)能力。選取時(shí)應(yīng)依照需要選取通信方式。(5)其她特殊規(guī)定考慮被控對(duì)象對(duì)于模仿量閉環(huán)控制、高速計(jì)數(shù)、運(yùn)動(dòng)控制和人機(jī)界面（HMI）等方面特殊規(guī)定，可以選用有相應(yīng)特殊I/O模塊PLC。對(duì)可靠性規(guī)定極高系統(tǒng)，應(yīng)考慮與否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。2、PLC容量估算PLC容量指I/O點(diǎn)數(shù)和顧客存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量兩方面含義。在選取PLC型號(hào)時(shí)不應(yīng)盲目追求過高性能指標(biāo)，但是在I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量方面除了要滿足控制系統(tǒng)規(guī)定外，還應(yīng)留有余量，以做備用或系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)使用。（1）I/O點(diǎn)數(shù)擬定PLCI/O點(diǎn)數(shù)擬定以系統(tǒng)實(shí)際輸入輸出點(diǎn)數(shù)為基本擬定。在I/O點(diǎn)數(shù)擬定期，應(yīng)留有恰當(dāng)余量。普通I/O點(diǎn)數(shù)可按實(shí)際需要10～15%考慮余量；當(dāng)I/O模塊較多時(shí)，普通按上述比例留出備用模塊。（2）存儲(chǔ)器容量擬定顧客程序占用多少存儲(chǔ)容量與許多因素關(guān)于，如I/O點(diǎn)數(shù)、控制規(guī)定、運(yùn)算解決量、程序構(gòu)造等。因而在程序編制前只能粗略估算。3、I/O模塊選取在PLC控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程控制，要將對(duì)象各種測量參數(shù)，按規(guī)定方式送入PLC。PLC通過運(yùn)算、解決后，再將成果以數(shù)字量形式輸出，此時(shí)也要把該輸出變換為適合于對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制量。因此，在PLC和生產(chǎn)過程之間，必要設(shè)立信息傳遞和變換裝置。這個(gè)裝置就是輸入/輸出（I/O）模塊。不同信號(hào)形式，需要不同類型I/O模塊。對(duì)PLC來講，信號(hào)形式可分為四類。（1）數(shù)字量輸入信號(hào)生產(chǎn)設(shè)備或控制系統(tǒng)許多狀態(tài)信息，如開關(guān)、按鈕、繼電器觸點(diǎn)等，它們只有兩種狀態(tài)：通或斷，對(duì)此類信號(hào)拾取需要通過數(shù)字量輸入模塊來實(shí)現(xiàn)。輸入模塊最常用為24V直流輸入，尚有直流5V、12V、48V，交流115V/220V等。按公共端接入正負(fù)電位不同分為漏型和源型。有PLC即可以源型接線，也可以漏型接線，例如S7-200。當(dāng)公共端接入負(fù)電位時(shí)，就是源型接線；接入正電位時(shí)，就是漏型接線。有PLC只能接成其中一種。（2）數(shù)字量輸出信號(hào)尚有許多控制對(duì)象，如批示燈亮和滅、電機(jī)啟動(dòng)和停止、晶閘管通和斷、閥門打開和關(guān)閉等，對(duì)它們控制只需通過二值邏輯“1”和“0”來實(shí)現(xiàn)。這種信號(hào)通過數(shù)字量輸出模塊去驅(qū)動(dòng)。數(shù)字量輸出模塊按輸出方式不同分為繼電器輸出型、晶體管輸出型、晶閘管輸出型等。此外，輸出電壓值和輸出電流值也各有不同。（3）模仿量輸入信號(hào)生產(chǎn)過程許多參數(shù)，如溫度、壓力、液位、流量都可以通過不同檢測裝置轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模仿量信號(hào)，然后再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入PLC。完畢這一任務(wù)就是模仿量輸入模塊。（4）模仿量輸出信號(hào)生產(chǎn)設(shè)備或過程許多執(zhí)行機(jī)構(gòu)，往往規(guī)定用模仿信號(hào)來控制，而PLC輸出控制信號(hào)是數(shù)字量，這就規(guī)定有相應(yīng)模塊將其轉(zhuǎn)換為模仿量。這種模塊就是模仿量輸出模塊。典型模仿量模塊量程為-10V～+10V、0～+10V、4～20mA等，可依照實(shí)際需要選用，同步還應(yīng)考慮其辨別率和轉(zhuǎn)換精度等因素。某些PLC制造廠家還提供特殊模仿量輸入模塊，可用來直接接受低電平信號(hào)（如熱電阻RTD、熱電偶等信號(hào)）此外，有些傳感器如旋轉(zhuǎn)編碼器輸出是一連串脈沖，并且輸出頻率較高（20kHz以上），盡管這些脈沖信號(hào)也可算作數(shù)字量，但普通數(shù)字量輸入模塊不能對(duì)的檢測之，應(yīng)選取高速計(jì)數(shù)模塊。不同I/O模塊，其電路和性能不同，它直接影響著PLC應(yīng)用范疇和價(jià)格，應(yīng)當(dāng)依照實(shí)際狀況合理選取。4、分派輸入/輸出點(diǎn)PLC機(jī)型及輸入/輸出（I/O）模塊選取完畢后，一方面，設(shè)計(jì)出PLC系統(tǒng)總體配備圖。然后根據(jù)工藝布置圖，參照詳細(xì)PLC有關(guān)闡明書或手冊(cè)將輸入信號(hào)與輸入點(diǎn)、輸出控制信號(hào)與輸出點(diǎn)一一相應(yīng)畫出I/O接線圖即PLC輸入/輸出電氣原理圖。PLC機(jī)型選取完后輸入/輸出點(diǎn)數(shù)多少是決定控制系統(tǒng)價(jià)格及設(shè)計(jì)合理性重要因素，因而在完畢同樣控制功能狀況下可通過合理設(shè)計(jì)以簡化輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。5、安全回路設(shè)計(jì)安全回路是保護(hù)負(fù)載或控制對(duì)象以及防止操作錯(cuò)誤或控制失敗而進(jìn)行連鎖控制回路。在直接控制負(fù)載同步，安全保護(hù)回路還給PLC輸入信號(hào)，以便于PLC進(jìn)行保護(hù)解決。安全回路普通考慮如下幾種方面。（1）短路保護(hù)應(yīng)當(dāng)在PLC外部輸出回路中裝上熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。最佳在每個(gè)負(fù)載回路中都裝上熔斷器。（2）互鎖與聯(lián)鎖辦法除在程序中保證電路互鎖關(guān)系，PLC外部接線中還應(yīng)當(dāng)采用硬件互鎖辦法，以保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)營。（3）失壓保護(hù)與緊急停車辦法PLC外部負(fù)載供電線路應(yīng)具備失壓保護(hù)辦法，當(dāng)暫時(shí)停電再恢復(fù)供電時(shí)，不按下“啟動(dòng)”按鈕PLC外部負(fù)載就不能自行啟動(dòng)。這種接線辦法另一種作用是，當(dāng)特殊狀況下需要緊急停機(jī)時(shí)，按下“急停”按鈕就可以切斷負(fù)載電源，同步“急?！毙盘?hào)輸入PLC。（4）極限保護(hù)在有些如提高機(jī)類超過限位就有也許產(chǎn)生危險(xiǎn)狀況下，設(shè)立極限保護(hù)，當(dāng)極限保護(hù)動(dòng)作時(shí)直接切斷負(fù)載電源，同步將信號(hào)輸入PLC。三、PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心。要設(shè)計(jì)好PLC應(yīng)用軟件，必要充分理解被控對(duì)象生產(chǎn)工藝、技術(shù)特性、控制規(guī)定等。通過PLC應(yīng)用軟件完畢系統(tǒng)各項(xiàng)控制功能。1、PLC應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容PLC應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)是指依照控制系統(tǒng)硬件構(gòu)造和工藝規(guī)定，使用相應(yīng)編程語言，對(duì)顧客控制程序編制和相應(yīng)文獻(xiàn)形成過程。重要內(nèi)容涉及：擬定程序構(gòu)造；定義輸入/輸出、中間標(biāo)志、定期器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)等參數(shù)表；編制程序；編寫程序闡明書。PLC應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)還涉及文本顯示屏或觸摸屏等人機(jī)界面（HMI）設(shè)備及其他特殊功能模塊組態(tài)。2、熟悉被控制對(duì)象制定設(shè)備運(yùn)營方案在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)基本上，依照生產(chǎn)工藝規(guī)定，分析各輸入/輸出與各種操作之間邏輯關(guān)系，擬定檢測量和控制辦法。并設(shè)計(jì)出系統(tǒng)中各設(shè)備操作內(nèi)容和操作順序。對(duì)于較復(fù)雜系統(tǒng)，可按物理位置或控制功能將系統(tǒng)分區(qū)控制。較復(fù)雜系統(tǒng)普通還需畫出系統(tǒng)控制流程圖，用以清晰表白動(dòng)作順序和條件，簡樸系統(tǒng)普通不用。3、熟悉編程語言和編程軟件熟悉編程語言和編程軟件是進(jìn)行程序設(shè)計(jì)前提。這一環(huán)節(jié)重要任務(wù)是依照關(guān)于手冊(cè)詳細(xì)理解所使用編程軟件及其操作系統(tǒng)，選取一種或幾種適當(dāng)編程語言形式，并熟悉其指令系統(tǒng)和參數(shù)分類，特別注意那些在編程中也許要用到指令和功能。熟悉編程語言最佳辦法就是上機(jī)操作，并編制某些實(shí)驗(yàn)程序，在模仿平臺(tái)上進(jìn)行試運(yùn)營，以便詳盡地理解指令功能和用途，為背面程序設(shè)計(jì)打下良好基本，避免走彎路。4、定義參數(shù)表參數(shù)表定義涉及對(duì)輸入/輸出、中間標(biāo)志、定期器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)定義。參數(shù)表定義格式和內(nèi)容依照系統(tǒng)和個(gè)人興趣狀況有所不同，但所包括內(nèi)容基本是相似。總設(shè)計(jì)原則是便于使用，盡量詳細(xì)。程序編制開始此前必要一方面定義輸入/輸出信號(hào)表。重要根據(jù)是PLC輸入/輸出電氣原理圖。每一種PLC輸入點(diǎn)編號(hào)和輸出點(diǎn)編號(hào)均有自己明確規(guī)定，在擬定了PLC型號(hào)和配備后，要對(duì)輸入/輸出信號(hào)分派PLC輸入/輸出編號(hào)（地址），并編制成表。普通狀況下，輸入/輸出信號(hào)表要明顯地標(biāo)出模板位置、輸入/輸出地址號(hào)、信號(hào)名稱和信號(hào)類型等。特別輸入/輸出定義表注釋注解內(nèi)容應(yīng)盡量詳細(xì)。地址盡量按由小到大順序排列，沒有定義或備用點(diǎn)也不要漏掉，這樣便于在編程、調(diào)試和修改程序時(shí)查找使用。而中間標(biāo)志、定期器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)編程此前也許不太好定義，普通是在編程過程中隨使用隨定義，在程序編制過程中間或編制完畢后連同輸入/輸出信號(hào)表統(tǒng)一整頓。5、程序編寫如果有操作系統(tǒng)支持，盡量使用編程語言高檔形式，如梯形圖語言。在編寫過程中，依照實(shí)際需要，對(duì)中間標(biāo)志信號(hào)表和存儲(chǔ)單元表進(jìn)行逐個(gè)定義，要注意留出足夠公共暫存區(qū)，以節(jié)約內(nèi)存使用。由于許多小型PLC使用是簡易編程器，只能輸入指令代碼。梯形圖設(shè)計(jì)好后，還需要將梯形圖按指令語句編出代碼程序，列出程序清單。在熟悉所選PLC指令系統(tǒng)后，可以很容易地依照梯形圖寫出語句表程序。編寫程序過程中要及時(shí)對(duì)編出程序進(jìn)行注釋，以免忘掉其間互有關(guān)系。注釋應(yīng)涉及程序段功能、邏輯關(guān)系、設(shè)計(jì)思想、信號(hào)來源和去向等闡明，以便于程序閱讀和調(diào)試。6、程序測試程序測試是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作中一項(xiàng)重要內(nèi)容，它可以初步檢查程序?qū)嶋H運(yùn)營效果。程序測試和程序編寫是分不開，程序許多功能是在測試中修改和完善。測試時(shí)先從各功能單元入手，設(shè)定輸入信號(hào)，觀測輸入信號(hào)變化對(duì)系統(tǒng)作用，必要時(shí)可以借助儀器儀表。各功能單元測試完畢后，再連通所有程序，測試各某些接口狀況，直到滿意為止。程序測試可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，也可以在現(xiàn)場進(jìn)行。如果是在現(xiàn)場進(jìn)行程序測試，那就要將PLC與現(xiàn)場信號(hào)隔離，以免引起事故。7、程序闡明書編寫程序闡明書是整個(gè)程序內(nèi)容綜合性闡明文檔，是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作總結(jié)。編寫重要目是讓程序使用者理解程序基本構(gòu)造和某些問題解決辦法，以及程序閱讀辦法和使用中應(yīng)注意事項(xiàng)。程序闡明書普通涉及程序設(shè)計(jì)根據(jù)、程序基本構(gòu)造、各功能單元分析、使用公式和原理、各參數(shù)來源和運(yùn)算過程、程序測試狀況等。上面流程中各個(gè)環(huán)節(jié)都是應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中不可缺少環(huán)節(jié)，要設(shè)計(jì)一種好應(yīng)用程序，必要做好每一種環(huán)節(jié)工作。但是，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中核心是程序編寫，其她環(huán)節(jié)都是為其服務(wù)。8、慣用編程辦法PLC編程辦法重要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。邏輯設(shè)計(jì)是以邏輯代數(shù)為理論基本，通過列寫輸入與輸出邏輯表達(dá)式，再轉(zhuǎn)換成梯形圖。由于普通邏輯設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，并且周期較大，大多采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)辦法。如果控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，可以借助流程圖。所謂經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在某些典型應(yīng)用基本上，依照被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)詳細(xì)規(guī)定，選用某些基本環(huán)節(jié)，恰當(dāng)組合、修改、完善，使其成為符合控制規(guī)定程序。普通經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒有普通規(guī)律可以遵循，只有在大量程序設(shè)計(jì)中不斷地積累、豐富自己，并且逐漸形成自己設(shè)計(jì)風(fēng)格。一種程序設(shè)計(jì)質(zhì)量，以及所用時(shí)間往往與編程者經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。所謂慣用基本環(huán)節(jié)諸多是借鑒繼電接觸器控制線路轉(zhuǎn)換而來。它與繼電接觸器線路圖畫法十分相似，信號(hào)輸入、輸出方式及控制功能也大體相似。對(duì)于熟悉繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理工程技術(shù)人員來講，掌握梯形圖語言設(shè)計(jì)無疑是十分以便和快捷。四、PLC控制系統(tǒng)抗干擾性設(shè)計(jì)盡管PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)，有較強(qiáng)抗干擾能力，但是如果環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈或PLC安裝和用法不當(dāng)，還是有也許給PLC控制系統(tǒng)安全和可靠性帶來隱患。因而，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還需要注意系統(tǒng)抗干擾性設(shè)計(jì)。1、抗電源干擾辦法實(shí)踐證明，因電源引入干擾導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)故障狀況諸多。PLC系統(tǒng)正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范疇廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流。特別是電網(wǎng)內(nèi)部變化，開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源。采用如下辦法以減少因電源干擾導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)故障。（1）采用性能優(yōu)良電源，抑制電網(wǎng)引入干擾在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)重要通過PLC系統(tǒng)供電電源（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具備直接電氣連接儀表供電電源等耦合進(jìn)入。當(dāng)前，對(duì)于PLC系統(tǒng)供電電源，普通都采用隔離性能較好電源，而對(duì)于變送器供電電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接儀表供電電源，并沒受到足夠注重，雖然采用了一定隔離辦法，但普遍還不夠，重要是使用隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。因此，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選取分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）配電器，以減少PLC系統(tǒng)干擾。此外，為保證電網(wǎng)饋電不中斷，可采用不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電安全可靠性。并且UPS還具備較強(qiáng)干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)抱負(fù)電源。

（2）．硬件濾波辦法在干擾較強(qiáng)或可靠性規(guī)定較高場合，應(yīng)當(dāng)使用帶屏蔽層隔離變壓器對(duì)PLC系統(tǒng)供電。還可以在隔離變壓器一次側(cè)串接濾波器，如圖所示。(3)對(duì)的選取接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)濾波器和隔離變壓器同步使用2、控制系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)良好接地是保證PLC可靠工作重要條件，可以避免偶爾發(fā)生電壓沖擊危害。接地目普通有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾重要辦法之一。接地系統(tǒng)接地方式普通可分為3種方式：串聯(lián)式單點(diǎn)接地、并聯(lián)式單點(diǎn)接地、多分支單點(diǎn)接地即第3種接地方式。PLC采用第3種接地方式即單獨(dú)接地。PLC控制系統(tǒng)地線涉及系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)干擾重要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必要一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和大地有也許構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場作用下，屏蔽層內(nèi)又會(huì)浮現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其他接地解決混亂，所產(chǎn)生地環(huán)流就也許在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模仿電路正常工作。PLC工作邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位分布干擾容易影響PLC邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模仿地電位分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。

3、防I/O干擾辦法由信號(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減少，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，導(dǎo)致邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)作或死機(jī)?？刹捎萌缦罗k法以減小I/O干擾對(duì)PLC系統(tǒng)影響。（1）從抗干擾角度選取I/O模塊（2）安裝與布線時(shí)注意：①動(dòng)力線、控制線以及PLC電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙絞線連接。將PLCI/O線和大功率線分開走線，如必要在同一線槽內(nèi)，可加隔板，分槽走線最佳，這不但能使其有盡量大空間距離，并能將干擾降到最低限度。②PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一種開關(guān)柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線（兩者之間距離應(yīng)不不大于200mm）。與PLC裝在同一種柜子內(nèi)電感性負(fù)載，如功率較大繼電器、接觸器線圈，應(yīng)并聯(lián)RC電路。③PLC輸入與輸出最佳分開走線，開關(guān)量與模仿量也要分開敷設(shè)。模仿量信號(hào)傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端接地，接地電阻應(yīng)不大于屏蔽層電阻1/10。④交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。

（3）考慮I/O端接線：輸入接線普通不要太長，但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可恰當(dāng)長些。輸入/輸出線要分開。盡量采用常開觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。但急停、限位保護(hù)等狀況例外。輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出，在不同組中，可采用不同類型和電壓級(jí)別輸出電壓。但在同一組中輸出只能用同一類型、同一電壓級(jí)別電源。由于PLC輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件負(fù)載短路，將燒毀印制電路板。采用繼電器輸出時(shí)，所承受電感性負(fù)載大小，會(huì)影響到繼電器使用壽命，因而，使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)合理選取，或加隔離繼電器。（4）對(duì)的選取接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)（5）對(duì)變頻器干擾抑制

五、PLC控制系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在正式投入使用之前必經(jīng)環(huán)節(jié)。與繼電器控制系統(tǒng)不同，PLC控制系統(tǒng)既有硬件某些調(diào)試尚有軟件調(diào)試，與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)硬件調(diào)試要相對(duì)簡樸，重要是PLC程序編制和調(diào)試。普通可按如下幾種環(huán)節(jié)進(jìn)行：應(yīng)用程序編制和離線調(diào)試、控制系統(tǒng)硬件檢查、應(yīng)用程序在線調(diào)試、現(xiàn)場調(diào)試、總結(jié)整頓有關(guān)資料、系統(tǒng)正式投入使用。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例：PLC在恒壓供水系統(tǒng)中應(yīng)用1.任務(wù)描述某水廠160kW水泵電機(jī)三臺(tái)，規(guī)定采用PLC、變頻器來實(shí)現(xiàn)恒