西門子模塊6ES277-0AA22-0XA0原裝代理

一、來自空間的輻射干擾
    空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布較為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

二、來自系統(tǒng)外引線的干擾
   主要通過電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。

三、來自電源的干擾
    實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC電源，問題才得到解決。
   PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)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(shù)特別是分布電容的存在，**隔離是不可能的。

四、來自信號(hào)線引入的干擾
    與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信號(hào)之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽略；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。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降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(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，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

五、來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
    接地是提高電子設(shè)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(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(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)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(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B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)加雷擊時(shí)，地線電流將更大。
    此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。

六、來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
    主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路互輻射及其對(duì)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制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門是無法改變，可不多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績或經(jīng)過考驗(yàn)的系統(tǒng)。

  PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)**的作用，每臺(tái)PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路， 與通用計(jì)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。 CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。    CPU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。
    CPU的寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分，但PLC中的CPU芯片實(shí)際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對(duì)CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。 CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進(jìn)行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對(duì)PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。

工作環(huán)境
    溫度PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽光直接照射；如果周圍環(huán)境**過55℃，要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。濕度為了**PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85(無凝露)。震動(dòng)應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。空氣避免有腐蝕和易燃的氣體，例如、等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。電源PLC供電電源為50Hz、220(1±10)V的交流電，對(duì)于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對(duì)于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。FX系列PLC有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器(如光電開關(guān)或接近開關(guān))提供直流24V電源。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。
安裝與布線
     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)采用雙膠線連接。PLC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個(gè)開關(guān)柜內(nèi)。PLC的輸入與輸出較好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。PLC基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防止外界信號(hào)的干擾。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。I/O端的接線輸入接線輸入接線一般不要**過30米。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長些。輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。盡可能采用常開觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。輸出連接輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級(jí)的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源。由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此，應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。PLC較主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程。不同型號(hào)的PLC有不同的適用范圍。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計(jì)，列出清單。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，確定適當(dāng)?shù)牧粲杏嗔慷焕速M(fèi)資源的機(jī)型（小、中、大形機(jī)器）。并且結(jié)合市場情況，考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定價(jià)格性能比較好的PLC機(jī)型。
目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多，國外**品牌有德國的SIEMENS;日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美國的GE;韓國的LG等。國產(chǎn)品牌有研華、研祥、合力時(shí)等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降，其性價(jià)比越來越高。PLC 的選型應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手。
1 確定PLC 控制系統(tǒng)的規(guī)模
依據(jù)工廠生產(chǎn)工藝流程和復(fù)雜程度確定系統(tǒng)規(guī)模的大小。可分為大、中、小三種規(guī)模。
小規(guī)模PLC控制系統(tǒng):單機(jī)或者小規(guī)模生產(chǎn)過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關(guān)量為主，并且I/O點(diǎn)數(shù)小于128 點(diǎn)。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。
中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在128——512 點(diǎn)之間。應(yīng)該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。
大規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是大規(guī)模過程控制、DCS系統(tǒng)和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上。應(yīng)該選用具有通信聯(lián)網(wǎng)、智能控制、數(shù)據(jù)庫、中斷控制、函數(shù)運(yùn)算的高檔PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)合實(shí)現(xiàn)工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊和控制。
  2 確定PLC I/O 點(diǎn)的類型
根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計(jì)，列出清單。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，確定適當(dāng)?shù)牧粲熊浻布Y源余量而不浪費(fèi)資源的機(jī)型（小、中、大型機(jī)器）。
根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。
電磁閥的開閉、大電感負(fù)載、動(dòng)作頻率低的設(shè)備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態(tài)繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動(dòng)/停止應(yīng)采用晶體管輸出。
3 確定PLC編程工具
（1） 一般的手持編程器編程。
手持編程器只能用商家規(guī)定語句表中的語句表（STL）編程。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小、用量小的產(chǎn)品比較適宜，具有體積小、價(jià)格低、易于現(xiàn)場調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。
這主要用于微型PLC的編程。
（2）
圖形編程器編程。圖形編程器采用梯形圖（LAD）編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。
（3） 計(jì)算機(jī)加PLC軟件包編程 。這種方式是效率較高的一種方式，但大部分公司的PLC
開發(fā)軟件包價(jià)格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場調(diào)試，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程。

一、PLC的故障現(xiàn)象與查找處理
    1、故障現(xiàn)象：PLC停止在某些輸出被激勵(lì)的地方（通常是處于中間狀態(tài)）。查找與處理：查找引起下一步操作發(fā)生的信號(hào)（輸入、定時(shí)器、線川、鼓輪控制器等），將編程器置于顯示那個(gè)信號(hào)的ON/OFF狀態(tài)。
    2、故障現(xiàn)象：輸入信號(hào)后編程器顯示的狀態(tài)與輸入模塊的LED指示結(jié)果不一致。查找與處理：更換輸入模塊；若發(fā)現(xiàn)在擴(kuò)展架上有多個(gè)模塊需更換則在更換前，應(yīng)先檢查I/O擴(kuò)展電纜和她的連接情況。
    3、故障現(xiàn)象：輸入狀態(tài)與輸入模塊的LED指示一致，而比較發(fā)光二極管與輸入裝置（按鈕、限位開關(guān)等）的狀態(tài)二者不同。查找與處理：測量一下輸入模塊，若發(fā)現(xiàn)問題則更換I/O裝置、現(xiàn)場接線或電源；否則，要更換輸入模塊。
    4、故障現(xiàn)象：信號(hào)是線川，而沒有輸出或輸出與線川的狀態(tài)不同。查找與處理：用編程器檢查輸出的驅(qū)動(dòng)邏輯并檢查程序清單。檢查應(yīng)按從左到右進(jìn)行，找出*一個(gè)不接通的觸點(diǎn)，沒有通的那個(gè)若是輸入則檢查該輸入點(diǎn)。最后確認(rèn)使主控繼電器不影響邏輯操作。
    5、故障現(xiàn)象：信號(hào)是定時(shí)器且停在小于999.9的非零值上。查找與處理：更換CPU模塊。
    6、故障現(xiàn)象：該信號(hào)控制在一個(gè)計(jì)數(shù)器。查找與處理：檢查控制復(fù)位的邏輯，然后是計(jì)數(shù)器信號(hào)。
二、PLC組建主要部件的更換
    1、更換框架
    ⑴切斷AC電源；
    ⑵如裝有編程器，拔掉編程器。
    ⑶從框架右端的接線端板上，拔下塑料蓋板，拆去電源接線。
    ⑷拔掉所有I/O模塊。如果原先在安裝時(shí)有多個(gè)回路的話應(yīng)記下每個(gè)模塊在框架的位置，不要搞亂IU/O的接線，以便對(duì)應(yīng)重新插上。
    ⑸若是CPU框架，拔除CPU組建和填充模塊后將其放置適當(dāng)以免毀壞。
    ⑹卸去底部的二個(gè)固定框架的螺絲，松開上部二個(gè)螺絲，但不用拆掉。
    ⑺將框架向上推移一下，然后把框架向下拉出來放在側(cè)旁。
    ⑻將擬換新框架從**部螺絲上套進(jìn)，再裝上底部螺絲并均勻擰緊螺絲。
    ⑼按記錄位置插入I/O模塊，以免模塊插錯(cuò)位置引起控制系統(tǒng)錯(cuò)誤操作。
    ⑽將卸下的CPU模塊和填充模塊重新插入。
    ⑾在框架右邊的接線端子上重新接好電源并蓋好電源接線塑料蓋。
    ⑿檢查電源接線無誤后再接通電源。
   ⒀調(diào)試整個(gè)控制系統(tǒng)，以確保所有的I/O模塊運(yùn)行正常，程序沒有變化。
    2、CPU模塊的更換
    ⑴切斷電源。
    ⑵帶有編程器的，拔掉編程器。
    ⑶擠壓CPU模塊面板的上下緊固扣，使其脫出卡口。
    ⑷把CPU模塊垂直用力從槽中拔出。
    ⑸若原CPU上裝有EPROM儲(chǔ)存器則將EPROM拔下后再裝于新CPU上。
    ⑹將印刷線路板對(duì)準(zhǔn)底部導(dǎo)槽后再將新CPU模塊插入底部導(dǎo)槽。
    ⑺小心移動(dòng)CPU模塊，以使CPU模塊對(duì)準(zhǔn)**部導(dǎo)槽。
    ⑻把CPU模塊插進(jìn)框架，并把緊固扣鎖進(jìn)卡口。
    ⑼插上編程器。
    ⑽接通電源。
    ⑾對(duì)系統(tǒng)編程初始化，并把錄在磁帶上的程序重新裝入。
⑿調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)的操作。
    3、I/O模塊的更換
    ⑴切斷框架電源
    ⑵切斷I/O系統(tǒng)的電源。
    ⑶拆下I/O模塊上的接線。
    ⑷視模塊的類型，拆去I/O接線端的現(xiàn)場接線或卸下可拆式接線插座，并將每根線貼上標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)標(biāo)記。
    ⑸向中間擠壓I/O模塊的上下彈性鎖扣，使它們脫出卡口。
    ⑹垂直向上拔出I/O模塊。
    ⑺插入擬換裝的I/O模塊。
    ⑻將I/O模塊的緊固扣鎖進(jìn)卡口。
    ⑼按記錄標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)標(biāo)記連接I/O模塊的接線。
    ⑽接通框架電源和I/O模塊系統(tǒng)的電源。
    ⑾調(diào)試I/O模塊，確認(rèn)其功能正常。

可編程控制器類型很多，可從不同的角度進(jìn)行分類：

1按控制規(guī)模分

控制規(guī)模主要指控制開關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出，或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)。但主要以開關(guān)量計(jì)。模擬量的路數(shù)可折算成開關(guān)量的點(diǎn)，大致一路相當(dāng)于8～16點(diǎn)。

依這個(gè)點(diǎn)數(shù)，PLC大致可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)、**大型機(jī)。

微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn)，為OMRON公司的CPM1A系列PLC，西門子的Logo僅10點(diǎn)。

小型機(jī)控制點(diǎn)可達(dá)100多點(diǎn)。如OMRON公司的C60P可達(dá)148點(diǎn)，CQM1達(dá)256點(diǎn)。德國西門子公司的S7-200機(jī)可達(dá)64點(diǎn)。

中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近500點(diǎn)，以至于千點(diǎn)。如OMRON公司C200H機(jī)普通配置較多可達(dá)700多點(diǎn)，C200Ha機(jī)則可達(dá)1000多點(diǎn)。德國西門子公司的S7300機(jī)較多可達(dá)512點(diǎn)。

大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)一般在1000點(diǎn)以上。如OMRON公司的C1000H、CV1000，當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)1024點(diǎn)。C2000H、CV2000當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)2048點(diǎn)。

**大型機(jī)：控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬點(diǎn)，以至于幾萬點(diǎn)。如美國GE公司的90－70機(jī)，其點(diǎn)數(shù)可達(dá)24000點(diǎn)，另外還可有8000路的模擬量。再如美國公司的PC－E984--785機(jī)，其開關(guān)量具總數(shù)為32k（32768），模擬量有2048路。西門子的SS－115U－CPU945，其開關(guān)量總點(diǎn)數(shù)可達(dá)8k，另外還可有512路模擬量。等等。

以上這種劃分是不嚴(yán)格的，只是大致的，目的是便于系統(tǒng)的配置及使用。

一般講，根據(jù)實(shí)際的I/O點(diǎn)數(shù)，凡落在上述不同范圍者，選用相應(yīng)的機(jī)型，性能價(jià)格比必然要高；相反，肯定要差些。

自然，也有特殊情況。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多，不是非用大型機(jī)不可，但因大型機(jī)的特殊控制單元多，可進(jìn)行熱備配置，因而采用了大型機(jī)。

2按結(jié)構(gòu)劃分

PLC可分為箱體式及模塊式兩大類。微型機(jī)、小型機(jī)多為箱體式的，但從發(fā)展趨勢看，小型機(jī)也逐漸發(fā)展成模塊式的了。如OMRON公司，原來小型機(jī)都是箱體式，現(xiàn)在的CQM1則為模塊式的。

箱體的PLC把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)小箱體內(nèi)。一個(gè)主機(jī)箱體就是一臺(tái)完整的PLC，就可用以實(shí)現(xiàn)控制。控制點(diǎn)數(shù)不符需要，可再接擴(kuò)展箱體，由主箱體及若干擴(kuò)展箱體組成較大的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)較多點(diǎn)數(shù)的控制。

模塊式的PLC是按功能分成若干模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。大型機(jī)的模塊功能更單一一些，因而模塊的種類也相對(duì)多些。這也可說是趨勢。目**些中型機(jī)，其模塊的功能也趨于單一，種類也在增鄉(xiāng)。如同樣OMRON公司C20系列PLC，H機(jī)的CPU單元就含有電源，而Ha機(jī)則把電源分出，有單獨(dú)的電源模塊。

模塊功能更單一、品種更多，可便于系統(tǒng)配置，使PLC更能物盡其用，達(dá)到更高的使用效益。

由模塊聯(lián)結(jié)成系統(tǒng)有三種方法：

①無底板，靠模塊間接口直接相聯(lián)，然后再固定到相應(yīng)導(dǎo)軌上。OMRON公司的CQM1機(jī)就是這種結(jié)構(gòu)，比較緊湊。

②有底板，所有模塊都固定在底板上。OMRON公司的C200Ha機(jī)，CV2000等中、大型機(jī)就是這種結(jié)構(gòu)。它比較牢固，但底板的槽數(shù)是固定的，如3、5、8、10槽等等。槽數(shù)與實(shí)際的模塊數(shù)不一定相等，配置時(shí)難免有空槽。這既浪費(fèi)，又多占空間，還得占空單元把多余的槽作填補(bǔ)。

  可編程控制器（以下稱PLC）是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備。盡管其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也會(huì)使它產(chǎn)生干擾，造成程序誤變或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入井引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。隨著PLC應(yīng)用的日漸廣泛，其抗干擾問題也顯得日益重要。本文就此問題提出一些抗干擾的措施。

一、 控制系統(tǒng)中干擾及其來源

1、 干擾源及一般分類

影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)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。

干擾類型通常按干擾產(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。其中：按噪聲產(chǎn)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(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)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(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓通過不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號(hào)，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩較間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號(hào)上，直接影響測量與控制精度。

2、 PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑

（1）來自空間的輻射干干擾
空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布較為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

（2）來自系統(tǒng)外引線的干擾

主要通過電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。
a 來自電源的干擾
PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)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(shù)特別是分布電容的存在，**隔離是不可能的。
b 來自信號(hào)線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)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(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。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降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(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，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。
c 來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
接地是提高電子設(shè)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(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。

PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(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)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(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B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、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。

（3）來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

主要由系統(tǒng)內(nèi)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(duì)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制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門是無法改變，可不多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績或經(jīng)過考驗(yàn)的系統(tǒng)。

三、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(tǒng)中，電源占有較重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)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(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。現(xiàn)在，對(duì)于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對(duì)于變送器供電的電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，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(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。所以，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)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(tǒng)的干擾。

此外，位**電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的性。并且UPS還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。

2、電纜選擇的敖設(shè)

為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾，尤其是變頻裝置饋電電纜。筆者在某工程中，采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，從而降低了動(dòng)力線生產(chǎn)的電磁干擾，該工程投產(chǎn)后取得了滿意的效果。

不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠行敖設(shè)，以減少電磁干擾。

3、 硬件濾波及軟件抗如果措施

由于電磁干擾的復(fù)雜性，要根本迎接干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效周期性干擾；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件陷阱等提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性。

信號(hào)在接入計(jì)算機(jī)前，在信號(hào)線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號(hào)兩較間加裝濾波器可減少差模干擾。

對(duì)干較低信噪比的模擬量信號(hào)．常因現(xiàn)場瞬時(shí)干擾而產(chǎn)生較大波動(dòng)，若僅用瞬時(shí)采樣植進(jìn)行控制計(jì)算會(huì)產(chǎn)生較大誤差，為此可采用數(shù)字濾波方法。
現(xiàn)場模擬量信號(hào)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后變成離散的數(shù)字信號(hào)，然后將形成的數(shù)據(jù)按時(shí)間序列存入PLC內(nèi)存。再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理，濾去噪聲部分獲得單純信號(hào)， 可對(duì)輸入信號(hào)用m次采樣值的平均值來代替當(dāng)前值，但井不是通常的每采樣。次求一次平均值，而是每采樣一次就與較近的m－l次歷史采樣值相加，此方法反應(yīng)速度快，具有很好的實(shí)時(shí)性，輸入信號(hào)經(jīng)過處理后用干信號(hào)顯示或回路調(diào)節(jié)，有效地抑制了噪聲干擾。
由干工業(yè)環(huán)境惡劣，干擾信號(hào)較多， I／ O信號(hào)傳送距離較長，常常會(huì)使傳送的信號(hào)有誤。為提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，使PLC在信號(hào)出錯(cuò)倩況下能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并能排除錯(cuò)誤的影響繼續(xù)工作，在程序編制中可采用軟件容錯(cuò)技術(shù)。

4、正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)
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(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。

系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對(duì)PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號(hào)交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地較。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn)，然后將接地母線直接連接接地較。接地線采用截面大于22 mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地較的接地電阻小于2Ω，接地較較好埋在距建筑物10 ~ 15m遠(yuǎn)處(或與控制器間不大于50m)，而且PLC系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。

信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)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(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。

五、結(jié)束語

以上的措施，經(jīng)若干PLC控制系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行表明，能夠基本現(xiàn)場干擾信號(hào)的影響，保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制抗干擾，對(duì)有些干擾情況還需做具體分析，采取對(duì)癥的方法，才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作。

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