可控制編程系統（PLC）作為工業(yè)自動(dòng)化中的主流控制產(chǎn)品，自誕生至今已經(jīng)半個(gè)世紀，隨著(zhù)半導體技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域已有翻天覆地的變化，PLC在性能、功能、易用性和產(chǎn)品形態(tài)等方面已經(jīng)經(jīng)歷了五代變革。今天我們就來(lái)談?wù)勱P(guān)于PLC難題的解決辦法。

　　PLC是一類(lèi)可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時(shí)、計數與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數字或模擬式輸入輸出控制各類(lèi)型的機械或生產(chǎn)過(guò)程。

一、抗干擾問(wèn)題

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應用越來(lái)越廣泛，它的可靠性也直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統可靠運行的關(guān)鍵。

　　要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設計、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問(wèn)題，有效地增強系統的抗干擾性能。

　　【干擾源及干擾一般分類(lèi)】

　　影響PLC控制系統的干擾源與一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即干擾源。

　　干擾源通常按干擾產(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。

　　1.按噪聲產(chǎn)生的原因不同：放電噪聲、浪涌噪聲、高頻震蕩噪聲

　　2.按噪聲的波形、性質(zhì)不同：持續噪聲、偶發(fā)噪聲

　　3.按噪聲的干擾模式不同：共模干擾、差模干擾

　　其中共模干擾和差模干擾是一種比較常見(jiàn)的分類(lèi)方法。共模干擾是型號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線(xiàn)上感應的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成、共模電壓有時(shí)比較大、特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V以上。共模電壓通過(guò)不對稱(chēng)電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞，這種共模干擾可為直流，也可以是交流。

　　差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

【電磁干擾的主要來(lái)源】

　　1.來(lái)自空間的輻射干擾

　　空間的輻射電磁場(chǎng)（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò )、電氣設備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線(xiàn)電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的，通常稱(chēng)為輻射干擾。

　　主要通過(guò)兩條路徑干擾： 

　　1）直接對PLC內部的輻射，郵電路感應產(chǎn)生干擾

　　2）對PLC通信內網(wǎng)絡(luò )的輻射，由通信線(xiàn)路的感應引入干擾

　　輻射干擾與現場(chǎng)設備布置及設備所產(chǎn)生的的電磁場(chǎng)大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過(guò)設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護。

　　2.來(lái)自系統外引線(xiàn)的干擾

　　主要通過(guò)電源和信號線(xiàn)引入，通常稱(chēng)為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現場(chǎng)較嚴重。

　　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控制系統故障的情況很多，后更換隔離性能更高的PLC電源，問(wèn)題才得以解決。

　　PLC電源通常采用隔離電源，但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上，由于分布參數特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。

　　2）來(lái)自信號線(xiàn)引入的干擾

　　與PLC控制系統連接的各類(lèi)信號傳輸線(xiàn)，除了傳輸有效的各類(lèi)信息之外，總會(huì )有外部干擾信號侵入。

　　此干擾主要有兩種途徑：一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；

　　二是信號線(xiàn)受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線(xiàn)上的外部感應干擾，這是很?chē)乐氐摹?/p>

　　3）來(lái)自接地系統混亂時(shí)的干擾

　　接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會(huì )引入嚴重的干擾信號，使PLC系統將無(wú)法正常工作。

　　PLC控制系統的地線(xiàn)包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統混亂對PLC系統的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統正常工作。

　　3.來(lái)自PLC系統內部的干擾

　　主要由系統內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。這都屬于PLC制造廠(chǎng)對系統內部進(jìn)行電磁兼容設計的內容，比較復雜，作為應用部門(mén)是無(wú)法改變，可不過(guò)多考慮，但要選擇具有較多應用實(shí)績(jì)或經(jīng)過(guò)考驗的系統。

　　【抗干擾設計】

　　1.設備選型

　　在選擇設備時(shí)，首先要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括了電磁兼容性（EMC），尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的PLC系統；其次還應了解生產(chǎn)廠(chǎng)給出的抗干擾指標，如共模擬制比、差模擬制比，耐壓能力、允許在多大電場(chǎng)強度和多高頻率的磁場(chǎng)強度環(huán)境中工作；另外是靠考查其在類(lèi)似工作中的應用實(shí)績(jì)。

　　2.綜合抗干擾設計

　　主要考慮來(lái)自系統外部的幾種如果抑制措施，主要內容包括：對PLC系統及外引線(xiàn)進(jìn)行屏蔽以防空間輻射電磁干擾；對外引線(xiàn)進(jìn)行隔離、濾波，特別是原理動(dòng)力電纜，分層布置，以防通過(guò)外引線(xiàn)引入傳導電磁干擾；正確設計接地點(diǎn)和接地裝置，完善接地系統。另外還必須利用軟件手段，進(jìn)一步提高系統的安全可靠性。

　　【主要抗干擾措施】

　　1.采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾

　　在PLC控制系統中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統主要通過(guò)PLC系統的供電電源（如CPU 電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。

　　現在，對于PLC系統供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對于變送器供電的電源和PLC系統有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒(méi)受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。

　　所以，對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）的配電器，以減少PLC系統的干擾。

　　2. 電纜選擇的敖設

　　不同類(lèi)型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類(lèi)分層敖設，嚴禁用同一電纜的不同導線(xiàn)同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號，避免信號線(xiàn)與動(dòng)力電纜靠近平行敖設，以減少電磁干擾。

　　3.硬件濾波及軟件抗如果措施

　　信號在接入計算機前，在信號線(xiàn)與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。

　　4.正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統

　　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。完善的接地系統是PLC控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。系統接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。

　　信號源接地時(shí)，屏蔽層應在信號側接地；不接地時(shí)，應在PLC側接地；信號線(xiàn)中間有接頭時(shí)，屏蔽層應牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地；多個(gè)測點(diǎn)信號的屏蔽雙絞線(xiàn)與多芯對絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。

　　二、提高運行效率

　　1.根據工程實(shí)際需求，進(jìn)行功能塊規劃

　　編寫(xiě)子程序在PLC中子程序是為一些特定的控制目的編制的相對獨立的程序。執行子程序調用指令CALL等，如果條件不滿(mǎn)足子程序調用時(shí),程序的掃描就僅在主程序中進(jìn)行，不再去掃描這段子程序,這樣就減少不必要的掃描時(shí)間。

　　2.用字或雙字數據傳送給DO點(diǎn)方法來(lái)控制輸出

　　在PLC的應用中通常都會(huì )有大量的輸出控制，用字或雙字數據傳送給DO點(diǎn)方法來(lái)控制輸出可以提高速度，只要根據實(shí)際應用的要求，合理分配輸出地址，變換控制輸出控制字，可以大大減少PLC程序執行的步數，從而加快PLC的程序運行速度。

　　3.脈沖觸發(fā)SET、RESET

　　PLC中，使用SET指令只執行一次即可，不必每次掃描都執行這個(gè)指令，很適合與脈沖輸出（PLS/PLF）指令配合使用。有些工程人員忽視了這個(gè)問(wèn)題，使用了常規的方法來(lái)驅動(dòng)SET指令，無(wú)意中增加了PLC程序掃描運行時(shí)間。