芻議PLC的發展

文/李瑩瑩 代陽

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芻議PLC的發展

文/李瑩瑩1代陽2

1.沈陽陸勝航空設備有限公司；2.沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

本文對PLC的內涵、發展過程、優勢與劣勢及其未來的發展趨勢四個方面進行了介紹。

PLC；發展過程；優勢與劣勢；發展趨勢

1 PLC的發展過程

PLC誕生在20世紀60年代末期，PLC第一次被提出，設計這樣一個器件的主要目的是為了降低當時使用復雜的繼電器控制的電機控制系統的巨額成本。美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，隨后美國數字設備公司(DEC)研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable，是世界上公認的第一臺PLC。PLC的發展過程可以劃分為以下幾個階段。

第一階段(1969-1972年):數字電路構成的形PLC階段。其裝置主要由分立元件和中小規模集成電路組成，僅可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。代表產品有:美國研制的世界上第一臺PDP-14/L，日本立石電機公司的SCY-022。

第二個階段(1973-1975年):微處理器構成的實用產品階段。20世紀70年代出現了微處理器，很快被引人可編程序控制器，使PLC成為真正其有計算機特征的工業控制裝置。代表產品有:美國GE公司的LOGISTROT ,德國SIEMENS公司的SIMATIC S3 ,S4系列，日本富士電機公司的SC系列。

第三個階段(1976-1983年):大規模應用的成熟產品階段。20世紀80年代初，PLC在先進工業國家中已獲得了廣泛的應用。1982年，大量應用PLC的工業廠家占美國重點工業行業廠家總數的 820Ic。代表產品有:美國COULD公司的M84 ,484 ,584,684,884,德國SIEMENS公司的SIMATIC SS系列。

第四個階段(1983-現在):通用的網絡產品階段。近年來可編程控制器發展的一個重點是網絡功能。

2 PLC的優勢與劣勢

2.1PLC的優勢

PLC其有可靠性高，抗干擾能力強;編程直觀、簡單;環境要求低，適應性好;功能完善，接口能力強的特點。因此PLC應用相當廣泛，而且發展良好，有很強的生命力。

2.2PLC的劣勢

盡管PLC制造廠采取了一些措施，使得它的可靠性較高，但還有許多外部因素對它產生干擾，造成程序誤變或運算錯誤。由于PLC的應用場合越來越廣，應用環境越來越復雜，所受到的干擾也越來越多。因此，研究PLC控制系統干擾信號的來源、成因及抑制措施，對于提高PLC控制系統的抗干擾能力和可靠性具有重要作用。

2.2.1影響PLC的干擾源及其分類

影響PLC控制系統的干擾源與一般影響工業控制設備的干擾源一樣，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質不同，分為持續噪聲、偶發噪聲等;按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。

2.2.2PLC系統中干擾的主要來源及措施

A、供電電源

由于PLC本身抗干擾的能力很強，通常只要將PLC電源與系統動力設備分開配線，對于從電源來的干擾，具有足夠強的抑制能力。但是，如果遇到特殊情況，電源干擾特別嚴重，可采用帶屏蔽層的隔離變壓器供電，甚至加接線路濾波器，以抑制從交直流電源侵入的差模和共模瞬變干擾，還可抑制PLC內部開關電源向外輻射噪聲。在有較強干擾源的環境中使用PLC，或對PLC工作可靠性要求特別高時，應將屏蔽層和PLC浮動的端子接地。

B、接地

在PLC控制系統中，具有多種形式的“地”，主要有:

(1)信號地:是輸入端信號元件一一傳感器的地。

(2)交流地:交流供電電源的N線，通常它是產生噪聲的主要地方。

(3)屏蔽地:一般為防止靜電、磁場感應而設置的外殼或金屬絲網，通過專門的銅導線將其與地殼連接。

(4)保護地:一般將機器設備外殼或設備內獨立器件的外殼接地，用以保護人身安全和防護設備漏電。

為了抑制附加在電源及輸入、輸出端的干擾，應對PLC系統進行良好的接地。一般情況下，接地方式與信號頻率有關，當頻率低于1MHZ時，可用一點接地;高于10MHZ時，采用多點接地;在1-10MHZ間采用哪種接地視實際情況而定。

C、輸入、輸出配線

(1)PLC電源線、輸入輸出信號線、交流線、直流線都應盡量分開布線。開關量信號線與模擬量信號線也應分開布線，且后者應采用屏蔽線，并且將屏蔽層接地。數字傳輸線也要用屏蔽線，并且要將屏蔽層接地。

(2)輸入、輸出信號的防錯。

2.2.3從軟件設計方面提高系統抗干擾能力

PLC內部具有豐富的軟元件，如定時器、計數器、輔助繼電器等，利用它們設計一些程序，可以屏蔽輸入元件的誤信號，防止輸出元件的誤動作，提高系統的抗干擾能力。

A、利用PLC內部定時器，屏蔽輸入端可能出現的誤信號。B、利用PLC內部計數器，消除輸入元件觸點“抖動”干擾。

3 PLC的發展趨勢

20世紀末期，工業技術的飛速發展大大推動了PLC在各個方面的發展，PLC的發展進人到了一個新的階段，PLC的發展特點是更加適應于現代工業的需要、PLC的發展正朝著高性能和多品種方向發展，發展趨勢將是進一步朝著高速度、大儲容量、多品種、規范化、低價格、聯網通信能力等方面的發展、其發展趨勢主要有以下幾個方面。

4 結語

PLC這個工業的有效工具正在許多方面不斷發展，自動化供應商正不斷地致力于PLC的開發，以迎合市場和特殊用戶的需求，功能的增強促使新系列的系統浮出水面。

[1]梁小布.可編程控制器.水利水電出版社.