試論P(yáng)LC控制技術(shù)的優(yōu)勢與抗干擾對(duì)策

陳 莉（長沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院,長沙 410217）

試論P(yáng)LC控制技術(shù)的優(yōu)勢與抗干擾對(duì)策

陳 莉
（長沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院,長沙 410217）

PLC在工業(yè)生產(chǎn)電氣設(shè)備自動(dòng)控制中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了PLC制造業(yè)的快速發(fā)展，為了提高PLC在工作環(huán)境中的運(yùn)行穩(wěn)定性，可以從電源、輸入信號(hào)端和軟件等方面進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

PLC;控制技術(shù);優(yōu)勢;抗干擾

可編程控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，PLC采用可編程存儲(chǔ)器進(jìn)行程序的存儲(chǔ)，并根據(jù)程序執(zhí)行邏輯的運(yùn)算、順序控制、定時(shí)和計(jì)數(shù)等指令。PLC隨著工業(yè)生產(chǎn)的需要發(fā)展出了多種不同的類型和特殊功能的單元，PLC在在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用為工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)械化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，促進(jìn)了世界工業(yè)的發(fā)展，并推動(dòng)了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

1 PLC控制技術(shù)的優(yōu)勢分析

1.1 使用方便，編程簡單

PLC控制器雖然是基于計(jì)算機(jī)邏輯理論發(fā)展而來，由于其邏輯針對(duì)性較強(qiáng)，因此語言較為簡單。一般來說PLC會(huì)采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等作為編程語言，這幾種類型的編程語言簡單易懂，與計(jì)算機(jī)編程語言有很大區(qū)別。用戶在使用PLC時(shí)，無需掌握計(jì)算機(jī)語言就能夠進(jìn)行編程操作，這種簡單的控制系統(tǒng)開發(fā)周期短，而且由于其語言結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)場調(diào)試極為容易，可以在線修改程序?qū)崿F(xiàn)控制方案的改變。

1.2 功能性強(qiáng)，性價(jià)比高

PLC集成了大量編程元件，一臺(tái)小型的PLC能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制功能，并滿足不同用戶對(duì)自動(dòng)控制的需求。PLC與繼電器系統(tǒng)相比，不僅更加便宜，其控制靈敏性和操作性更強(qiáng)于繼電器系統(tǒng)。另外，可編程控制器還能通過聯(lián)網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，從而給工業(yè)生產(chǎn)的集中控制和管理提供了可能。

1.3 硬件配套齊全，用戶使用方便

PLC被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)的對(duì)PLC控制功能多樣化的迫切需求，也促進(jìn)了可編程控制器制造領(lǐng)域的發(fā)展。如今的PLC產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，PLC的發(fā)展使市場上有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選擇，為用戶的多樣性控制需求提供了保證。用戶在應(yīng)用PLC時(shí)，可以根據(jù)自己的生產(chǎn)需要進(jìn)行自由的模塊配置，并根據(jù)有效的模塊配置實(shí)現(xiàn)不同的控制需求。隨著PLC的標(biāo)準(zhǔn)化程度越來越高，PLC接線也十分簡單，沒有技術(shù)壁壘，用一根外部接線連接接線端子就能夠適用。PLC能夠直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器，其較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，能夠有效的應(yīng)對(duì)各種工業(yè)環(huán)境。

1.4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的工作量小

PLC集合中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等繼電器系統(tǒng)的功能，但設(shè)計(jì)安裝只需要安裝一個(gè)PLC控制器，相比于原本的繼電器控制系統(tǒng)而言，設(shè)計(jì)、安裝都大大簡化。PLC的編程方法很容易掌握，采用順序控制法的PLC其編程語言更加簡明易懂，因此能夠極大的節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。PLC的調(diào)試可以在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境中進(jìn)行，調(diào)試好后再安裝到工作環(huán)境中。這種實(shí)驗(yàn)室調(diào)試能夠有效的提高PLC在工作環(huán)境中的適應(yīng)性，通過實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，PLC安裝于工作環(huán)境后只需要進(jìn)行簡單的程序修改就能夠滿足生產(chǎn)。

2 PLC的抗干擾對(duì)策

電氣設(shè)備對(duì)可靠性的要求很高，雖然PLC在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)采用一系列硬件和軟件措施抵御干擾，其抗干擾和可靠性能已經(jīng)被廣大用戶認(rèn)可，但為了保證工業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)穩(wěn)定性，我們在應(yīng)用PLC時(shí)仍舊需要采取一定的抗干擾措施。

2.1 電源干擾的抑制

PLC在正常工作時(shí)其電源由電網(wǎng)供電，但由于我國電網(wǎng)連接用戶數(shù)量龐大，因此電網(wǎng)的電壓和電流波動(dòng)在所難免，另外由于PLC在使用時(shí)可能處于到雷電、無線電、雷達(dá)等信號(hào)輻射范圍內(nèi)，因此由于電磁感應(yīng)作用很可能對(duì)PLC的供電電源產(chǎn)生干擾。PLC的電源干擾抑制，一般會(huì)采用局部屏蔽或者高壓泄放元件進(jìn)行電源保護(hù)。在進(jìn)行局部屏蔽時(shí)，我們需要選擇性能良好的材料對(duì)電源變壓器、中央處理器、編程器等容易受到干擾的器件進(jìn)行有效的屏蔽，防止外界信號(hào)的干擾和影響。為了避免電網(wǎng)電壓和電流波動(dòng)給PLC帶來的影響和破壞，可以采用多級(jí)濾波處理并用集成電壓調(diào)整期進(jìn)行電壓調(diào)整。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)更高的抗干擾需求，我們還需要正確選擇接地地點(diǎn)，并完善接地系統(tǒng)。完善的接地能夠有效的抑制電源干擾并保證PLC的安全運(yùn)行，一般在PLC接地系統(tǒng)中，需要有完整的信號(hào)地、交流地、屏蔽地、保護(hù)地設(shè)置，從而避免電網(wǎng)電壓和電流波動(dòng)對(duì)PLC運(yùn)行時(shí)的干擾和破壞。

2.2 信號(hào)線引入防干擾措施

信號(hào)線引入的防干擾措施。動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和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PLC的I/O線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線最好，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。此外利用信號(hào)隔離器解決干擾問題也是很理想的辦法，其原理是首先將PLC接收的信號(hào)，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號(hào)或不同信號(hào)，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源進(jìn)行隔離處理。保證變換后的信號(hào)、電源、地之間絕對(duì)獨(dú)立。只要在有干擾的地方，輸入端和輸出端中間加上這種隔離器，就可有效解決干擾問題。

2.3 PLC軟件系統(tǒng)的抗干擾

PLC軟件系統(tǒng)的抗干擾與硬件系統(tǒng)的抗干擾同樣重要，進(jìn)行PLC軟件系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，我們可以選擇利用系統(tǒng)本身的監(jiān)控狀態(tài)，PLC具有完善的自診斷功能，利用PLC自帶的功能和模塊能夠有效的抑制和監(jiān)控軟件系統(tǒng)受到的干擾。另外一種方法就是消抖，PLC工作時(shí)行程按鈕和開關(guān)可能會(huì)由于振動(dòng)的作用向控制器反饋錯(cuò)誤的信號(hào)，我們可以在系統(tǒng)中加設(shè)定時(shí)器使行程按鈕和行程開關(guān)的信號(hào)反饋延遲，從而實(shí)現(xiàn)防抖的目的。第三種方法就是采用軟件數(shù)字濾波，這種手段能夠有效的降低信號(hào)的信噪比，在干擾較大的環(huán)境中能夠有效的抑制PLC的軟件干擾。

3 結(jié)語

綜上所述，PLC由于其鮮明的特點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用優(yōu)勢應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的電氣設(shè)備控制中，雖然PLC具有極高的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，但為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)PLC穩(wěn)定性的需求，我們?nèi)匀豢梢栽陔娫础⑿盘?hào)輸入端以及軟件等方面進(jìn)行有效的抗干擾設(shè)計(jì)，通過這些設(shè)計(jì)，能夠讓PLC更好的工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。

[1]段蘇振.提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)因素[J].電氣傳動(dòng),2013（06）.

[2]解華明.PLC控制技術(shù)的優(yōu)勢及抗干擾措施研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2013（12）.

陳莉（1984-）,女，教師，主要從事：電工電子技術(shù)、機(jī)床電氣控制技術(shù)與PLC等課程的教學(xué)。