時間：2022-09-25 19:06:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇plc控制系統(tǒng)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng)；plc；溫室
農(nóng)業(yè)從古至今一直是我國經(jīng)濟基礎(chǔ)，在國家發(fā)展中占有重要的地位。隨著人們生活水平的提高，人們對農(nóng)作物的生命期、品種都有了更高的要求，如四季能吃到綠色菜以及買到想要品種的鮮花。因此溫室現(xiàn)在越建越多，建溫室的重要保證參數(shù)就是植物的生長要素，即光、溫度、濕度和CO2，本論文就是論述如何用PLC技術(shù)對溫室進行控制。
一、確定控制系統(tǒng)方案
（一）控制對象
1.溫度
植物生長的溫度是在一個范圍內(nèi)，雖然最適宜溫度植物長得很快，但是往往因為消耗有機物太多，會出現(xiàn)長的細長現(xiàn)象?？刂葡到y(tǒng)的控制溫度范圍要略低于植物最適宜溫度。
2.濕度
空氣的濕度太大會造成之無病蟲害，但是要保證空氣濕度低的同時要有充足的水分由土壤供給植物。
3.光照
植物生長需要光照，這樣才能進行光合作用，不同植物的光補償點不同，因此事宜溫度范圍也不同，同時人們可以控制光照時間和強度來控制植物的生長速度。
4.CO2
植物生長需要光合作用，光合作用需要的一個物質(zhì)是CO2，植物的光合作用隨著CO2的濃度增大而增強，但是濃度過高反而會抑制植物光合作用，因此二氧化碳濃度的控制范圍要與農(nóng)作物相適應(yīng)。
（二）PLC控制系統(tǒng)
PLC是可編程邏輯控制器，它可以通過編程方式完成傳統(tǒng)的繼電器-接觸器的邏輯控制，PLC的控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，價格便宜，開發(fā)容易，性價比高，缺點就是人機交流困難。
（三）控制系統(tǒng)的方案確定
本控制系統(tǒng)方案為各參數(shù)的自動控制，當(dāng)傳感器檢測的溫濕度、光照以及CO2超過范圍時，PLC控制系統(tǒng)會發(fā)出指令，控制執(zhí)行機構(gòu)如天窗的電動機等動作，使溫室參數(shù)達到用戶要求。
二、控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
（一）控制要求
隨時檢測控制對象溫濕度、CO2濃度和光照參數(shù)，并保證參數(shù)在控制范圍內(nèi)。控制系統(tǒng)設(shè)計流程如圖1所示。
（二）硬件設(shè)計
1.根據(jù)控制系統(tǒng)輸入輸出的點數(shù)，對PLC型號進行選擇
（1）PLC開關(guān)量點數(shù)確定
（2）根據(jù)PLC開關(guān)量點數(shù)確定PLC型號
由上表可得輸出點13個，輸入點14個，考慮到應(yīng)有輸入輸出端子的余量，選擇S7-200cpu226型，其有24/16個I/O口。
2.模擬量模塊的選型
對于溫濕度、CO2和光強傳感器都輸出模擬信號，需要PLC擴展模擬量模塊。溫濕度傳感器分別要在溫室的上下南北四處檢測，因此輸入10路模擬量信號，因此選擇EM235模塊3個（此模塊4AI/1AO）。
3.溫濕度、光照以及CO2檢測元件選型
選擇HMD40溫度傳感器，Poi88-c光強傳感器，TGS4160型CO2傳感器以及A1203型濕度傳感器。
4.進行電路設(shè)計
控制電路簡圖如圖2所示，主電路同傳統(tǒng)繼電器-接觸器電路。
（三）軟件設(shè)計
以光照的控制為例，比較光照傳感器的值，如果超過上限，則打開遮光簾，如果在范圍內(nèi)，則遮光裝備動作不變，低于下限值收起遮光裝備并且打開光照燈。
最后，要進行整機調(diào)試。調(diào)試時先啟動控制電路，斷開主電路，等確定程序和控制電路無誤后，在進行整機調(diào)試。
參考文獻
（東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318）
摘 要：PLC控制系統(tǒng)即可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于實現(xiàn)其內(nèi)部存儲.PLC控制系統(tǒng)還同時具有執(zhí)行邏輯運算、順序控制、算法操作等指令的功能，并通過數(shù)字或是模擬信號的輸入和輸出控制各類機械的工作狀態(tài).PLC由于具有編程簡單和操作方便的特性，在生產(chǎn)生活中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用.但隨著PLC系統(tǒng)應(yīng)用范圍的擴大，其工作環(huán)境更加復(fù)雜，工作內(nèi)容要求更高，PLC系統(tǒng)也逐漸不能勝任某些工作.因此，分析影響PLC系統(tǒng)的可靠性的干擾因素，對于如何改善PLC的功能性，提高PLC系統(tǒng)的可靠性有著重要的意義.
關(guān)鍵詞 ：PLC控制系統(tǒng)；可靠性；干擾
中圖分類號：TP273文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）04-0022-03
可編程序控制器(PLC)是專門為工業(yè)控制設(shè)計的一種控制系統(tǒng)，隨著電子元器件制造業(yè)和計算機技術(shù)的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)也處在不斷的進步當(dāng)中.但是，隨著其應(yīng)用范圍越來越廣泛，PLC系統(tǒng)在較為復(fù)雜的環(huán)境中的可靠性明顯降低.而PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的正常運行，因此，提高PLC系統(tǒng)抗外界環(huán)境干擾的能力是提高系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵.
1 PLC控制系統(tǒng)的組成及其故障分布
PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)由輸入與輸出部件、中央處理單元、電源和編程器這四部分組成.輸入與輸出部件是將PLC控制系統(tǒng)與被控制機械連接起來的部件，輸入部件能夠接收到來自開關(guān)、按鈕以及傳感器等結(jié)構(gòu)所發(fā)送的指令，傳遞到中央處理單元，中央處理單元在對其進行分析處理后，通過輸出部件傳遞給受控制的機械或是其他設(shè)備.電源則起到穩(wěn)定電壓和提供電力的作用.編程器則可便于用戶對PLC系統(tǒng)的執(zhí)行程序進行修改，用來使其功能專門化或是用來檢測PLC控制系統(tǒng)的運行狀態(tài).在PLC控制系統(tǒng)的使用過程中，這些結(jié)構(gòu)是缺一不可的，一旦某一個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了故障，就會影響到PLC控制系統(tǒng)的可靠性.
實際上，PLC系統(tǒng)本身的可靠性是非常高的.有數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，一般的PLC控制系統(tǒng)平均無故障工作時間可以長達三十萬個小時.而且，PLC控制系統(tǒng)故障多是生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生的故障，PLC本身故障只占故障的一小部分.下圖是PLC控制系統(tǒng)故障發(fā)生的主要類型與概率.
據(jù)可靠性理論，系統(tǒng)在單位時間內(nèi)失效或出現(xiàn)故障的次數(shù)稱為失效率或故障率，用λ表示，其倒數(shù)1／λ稱為系統(tǒng)的可靠性.通過使用發(fā)現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)的可靠性與時間有關(guān).圖2給出了系統(tǒng)故障率λ的曲線，由圖可知故障率分為三個階段.
1.1 早期故障期
早期故障是指在PLC系統(tǒng)運行初期發(fā)生的故障，它是指從系統(tǒng)投入應(yīng)用開始，直至故障率逐漸降低并趨于穩(wěn)定的一個階段.一般來說，早期故障多是由于系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計存在缺陷，元器件質(zhì)量有問題或是制作工藝不夠精良等原因而產(chǎn)生的.這一階段的故障發(fā)生率與持續(xù)時間主要受到制造方的制造工藝與技術(shù)影響，通常可以通過選用有較高客戶滿意度的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品來降低故障的發(fā)生率.并應(yīng)該在投入使用時盡早找出系統(tǒng)缺陷，及時對其處理.
1.2 隨機故障期
隨機故障期是指在PLC系統(tǒng)經(jīng)過早期故障期，運行逐漸穩(wěn)定后發(fā)生的故障，這一時期故障率較小，且故障發(fā)生的時間與部位都具有一定的隨機性.隨機故障的產(chǎn)生多是由于系統(tǒng)在運行過程中，由于環(huán)境中某些因素的影響而使得PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部的某些元器件遭到損壞，而影響到PLC控制系統(tǒng)的運行.在這一階段，我們主要可以通過控制PLC系統(tǒng)的運行環(huán)境，注意系統(tǒng)平時的保養(yǎng)和維護工作，及時更換易損耗零部件，合理規(guī)范的使用PLC控制系統(tǒng)等方式來降低故障發(fā)生率.
1.3 耗損故障期
耗損故障期是指當(dāng)PLC系統(tǒng)已經(jīng)工作了一定的年限，直至系統(tǒng)無法正常工作的一段時期.耗損故障期故障的發(fā)生多是由于系統(tǒng)內(nèi)部的某些零部件由于使用時間過長，其磨損或是老化較為嚴重，因此不能繼續(xù)正常工作.我們主要可以通過提前更換老化或是磨損的零部件，經(jīng)常性的對系統(tǒng)進行全面檢修等方式來延緩耗損故障期的發(fā)生時間.
2 PLC控制系統(tǒng)可靠性的影響因素
PLC系統(tǒng)各部件之間的信號傳導(dǎo)主要通過電磁信號完成，因此其正常運行容易受到外界電磁波的干擾，而頻繁變化的電壓或是電流可以產(chǎn)生一定強度的電磁場，因此影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源大多是能產(chǎn)生頻繁變化的電壓或電流的物體.
2.1 來自外部空間的輻射干擾
這種干擾對于PLC系統(tǒng)的影響主要有兩種：一種是由于輻射對于PLC內(nèi)部信號的傳遞造成干擾，使其運行出現(xiàn)問題；一種是輻射直接干擾到PLC內(nèi)部系統(tǒng)，影響到其中央處理系統(tǒng)的信息接收、處理、傳遞等工作.
2.2 來自電源的干擾
PLC系統(tǒng)需要接到外接電路上才能工作，由于電網(wǎng)一般覆蓋范圍較廣，電力供應(yīng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，在電網(wǎng)切換供電的情況下就會由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生一定的電磁干擾，影響PLC系統(tǒng)的運行.
2.3 信號線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線除了傳輸各類有效的信息外，還會由于外界信號的侵入影響到信號傳輸線內(nèi)信號的強度和真實度，而傳遞某些無效或是錯誤的信息.這種干擾極易引起PLC系統(tǒng)輸入或是輸出信號異常，降低測量的精確度，使PLC系統(tǒng)的可靠性降低.
2.4 來自接地系統(tǒng)混亂的干擾
對PLC控制系統(tǒng)采取接地措施可以有效的減少電磁干擾的影響，并且還可以避免設(shè)備向外界發(fā)出一定的干擾信息.但是，若是不小心采取了錯誤的接地方式，則會產(chǎn)生適得其反的效果，甚至還會使信號干擾更加嚴重.
2.5 來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
PLC系統(tǒng)內(nèi)部有著各種各樣的元器件，這些元器件在工作時會產(chǎn)生大小不同的電磁輻射，而若是在PLC系統(tǒng)內(nèi)部并沒有進行很好的屏蔽，那么這些元器件就會在工作時互相影響，降低PLC系統(tǒng)的可靠性.
3 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施
提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性需要從源頭開始，首先要分析降低PLC系統(tǒng)可靠性的因素，針對這些干擾因素制定相應(yīng)的措施.而形成干擾至少需要三個條件，一是能產(chǎn)生干擾信號的干擾源，二是能夠傳遞干擾的途徑，三是能夠感受到干擾的受體.因此，降低PLC系統(tǒng)受干擾的程度，提高PLC系統(tǒng)的可靠性就應(yīng)該從這三個方面著手.
3.1 電源的選擇
對于給PLC系統(tǒng)供電的電源，應(yīng)該盡量選用隔離效果較好的變壓器，或是在電源接入PLC系統(tǒng)之前增加一個隔離變壓器，以消除線圈間的耦合作用.在條件允許的情況下，可以把PLC系統(tǒng)中的控制器、中央處理器、輸入輸出等設(shè)備分別用不同的隔離變壓器與電源連接起來，降低電源對于PLC系統(tǒng)的干擾.
3.2 輸入輸出設(shè)備的抗干擾措施
輸入輸出設(shè)備的保護可以選用以下幾種方法：
（1）采用數(shù)字傳感器.模擬信號由于本身具有不穩(wěn)定性，較易受到外界環(huán)境干擾.而數(shù)字信號具有高保真的特性和優(yōu)秀的精確度，有著較強的抗干擾能力，因此被廣泛的應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域中.PCL控制系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備也可以使用數(shù)字信號進行信息傳遞，對于提高PLC系統(tǒng)的抗干擾能力有著很大的幫助.
（2）對輸入輸出通道進行隔離.為了避免輸入輸出設(shè)備受到外界信號干擾，可以對PLC系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備采取一定的隔離措施.如使用隔離變壓器，扼流圈等設(shè)備，降低外界信號對于PLC系統(tǒng)內(nèi)部信號傳輸?shù)母蓴_.
（3）在PLC系統(tǒng)內(nèi)部程序設(shè)計時，增加數(shù)字濾波程序，使系統(tǒng)可以有選擇的采用輸入設(shè)備傳遞至中央處理器處的信號，并在應(yīng)用端可以有選擇的接受控制信號，提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性.
3.3 完善接地系統(tǒng)
完善PLC的接地系統(tǒng)是一個有效的防止干擾的方法，在進行接地時，應(yīng)注意以下兩點.
（1）地線系統(tǒng)合理布置.PLC系統(tǒng)接地線種類繁多，包括數(shù)字電路地線、模擬電路地線、電動機地線和機器外殼的地線等.而在安裝這些設(shè)備的地線時，應(yīng)該注意地線應(yīng)該分開布置，不能混成一團，以避免地線之間的互相干擾.
（2）PLC系統(tǒng)的接地線應(yīng)該盡量加粗，以減小接地阻抗，增強接地的抗干擾效果.
3.4 盡量使用成熟技術(shù)和高質(zhì)量元器件
在經(jīng)過早期故障期之后，PLC系統(tǒng)的程序故障已經(jīng)基本解決，此后大多數(shù)是由于元器件損壞而引起的故障.因此為了確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，應(yīng)該盡量選擇質(zhì)量較好、性能較優(yōu)的元器件.這樣既可以提高PLC系統(tǒng)的可靠性，還可以有效的延長PLC系統(tǒng)的工作時間.
3.5 設(shè)計故障檢測程序，提高系統(tǒng)工作可靠性
時間故障檢測法：時間故障檢測法是以時間為參數(shù)，監(jiān)測部件在運行過程中的實時狀態(tài).在監(jiān)測開始時，啟動已經(jīng)設(shè)置好的定時器，定時器設(shè)置的時間應(yīng)稍大于該部件完成某項工作所需的正常時間.若是該部件在時限內(nèi)完成工作，則表示該部件沒有故障；若是該部件沒有在時限內(nèi)完成工作，則表示該部件存在故障.
邏輯錯誤檢測法：PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分是相互聯(lián)系的，它們通過中央處理器以及輸入輸出設(shè)備完成各個部件之間的協(xié)調(diào)工作.當(dāng)PLC系統(tǒng)內(nèi)部沒有故障，可以正常工作時，其各個部件之間的邏輯關(guān)系也是正常的，若是系統(tǒng)內(nèi)部存在故障，那么PLC系統(tǒng)各個部件之間的邏輯關(guān)系也會出現(xiàn)錯誤.因此可以設(shè)計具有檢測邏輯關(guān)系功能的程序，預(yù)先加裝在用戶端，當(dāng)通過邏輯檢測程序?qū)LC系統(tǒng)進行檢測，其邏輯關(guān)系顯示錯誤時，則表示PLC系統(tǒng)內(nèi)部存在故障.
4 結(jié)束語
PLC系統(tǒng)的開發(fā)和利用給工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的便利，而在對其進行利用的同時，我們應(yīng)該更多的考慮到如何提高PLC系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性.本文從分析影響PLC系統(tǒng)可靠性的各種干擾因素著手，探討減弱干擾因素影響的措施.在平時的工作中，我們也應(yīng)該細致觀察，在實踐中不斷思考，不斷摸索，不斷提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性.
參考文獻：
〔1〕李長久.PLC原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.
關(guān)鍵詞:PLC;控制系統(tǒng);干擾源
中圖分類號:TP
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)09-0279-02
1 概述
隨著水電站自動化水平的提高,PLC控制系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用于水電站的自動化設(shè)備中。但設(shè)備運行的環(huán)境條件惡劣,濕度高,以及各種電磁、輻射的干擾,PLC控制系統(tǒng)也存在著各種干擾,直接影響到水電站的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行。PLC的抗干擾能力是整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵,因此,分析和研究PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施顯得尤為重要。通過對廣東稔坑水電站機組油壓泵控制柜的設(shè)計,分析了影響PLC控制系統(tǒng)運行的主要干擾源,并提出了抗干擾設(shè)計的實施方案。
2 機組油壓泵控制柜的主要配置
機組油壓泵控制柜的主要任務(wù)是完成2臺油壓泵的啟/停控制及補氣控制。因廠房面積的限制,把啟動設(shè)備與控制回路放在同一柜中。柜內(nèi)主要配置了PLC、負荷開關(guān)、電機軟起動器及相應(yīng)的接觸器、熱繼電器,還有開出控制繼電器、電源裝置及有關(guān)輔助器件。面板上設(shè)有指示各種故障的顯示器、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視燈、電源指示燈、油泵操作切換開關(guān)、自動補氣裝置電磁閥切換開關(guān)、油泵手動啟停按鈕及故障信號總清按鈕。
根據(jù)現(xiàn)場的運行條件,柜內(nèi)還設(shè)置了用于溫濕度調(diào)節(jié)的通風(fēng)、加熱器及柜內(nèi)照明裝置,以適應(yīng)水電站的環(huán)境要求。
3 PLC的主要干擾源
PLC作為機組油壓泵控制系統(tǒng)中的核心,其所處的環(huán)境干擾源主要有:
(1)PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾:來源于系統(tǒng)內(nèi)部各元器件及電路間的相互電磁輻射。
(2)空間的輻射干擾:主要空間的輻射形成電磁場在系統(tǒng)中產(chǎn)生的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)。(3)系統(tǒng)外引線的干擾:通過電源線或信號線而將外部干擾引入系統(tǒng)。
(4)接地系統(tǒng)混亂引起的干擾。
4 PLC的抗干擾措施
要提高PLC控制系統(tǒng)運行的可靠性,必須在設(shè)計和施工中采取有效的抑制措施,抗干擾的主要措施如下:
4.1 柜內(nèi)元件布置及抗干擾措施
在PLC的選擇上,采用了性能良好的Schneider Twido TWDLCAA40DRF產(chǎn)品,該產(chǎn)品具有較好的電磁兼容性,及較高的抗干擾能力,對外部干擾也有一定的濾波、隔離功能?？刂乒駜?nèi)的布置上,將容易受干擾的PLC及開關(guān)電源置于柜內(nèi)頂部,柜的中部依次布置負荷開關(guān)、接觸器、軟起動器及熱繼電器,在柜的低部布置開出繼電器、加熱器及其它附件。PLC輸出模塊內(nèi)的小型繼電器的觸點很小,斷弧能力很差,不能直接用于啟動l#、2#油泵的控制回路,因此,采用中間繼電器進行隔離放大,還能有效避免開出端的干擾對PLC造成沖擊,甚至損壞。采用電動機軟啟動器代替常規(guī)降壓或全壓啟動,避免大電機啟動對電網(wǎng)的沖擊,引起供電電源波動而產(chǎn)生干擾。
將柜體放置在電廠廠房內(nèi),遠離高壓電源線、遠離電動機及加熱器等電磁輻射干擾源,以減少電磁干擾,提高抗干擾性能;柜體采用屏蔽性能良好的結(jié)構(gòu),以保證外部電磁干擾不在柜內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流。
4.2 電源的抗干擾措施
在PLC控制系統(tǒng)中,電源占有極其重要的地位。PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電,因電網(wǎng)的干擾,電壓、頻率的波動,直接影響到PLC系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性,因此在PLC的電源處理上,采用控制電源與供電電源完全隔離方式,即增加一個隔離變壓器。此外,為保證供電不中斷,采用兩路供電電源輸入,這樣無論任何一路電源出現(xiàn)故障時,通過內(nèi)部的無擾自動切換,確保供電電源穩(wěn)定可靠。
柜內(nèi)PLC的I/O電源,采用經(jīng)開關(guān)電源變換的DC24V電源,以減少來自交流電源的干擾。柜內(nèi)控制按鈕也全部使用DC24V電源,既有效地抑制了電源干擾,又保護了人員操作、維護的安全。
電源在安裝時,還應(yīng)注意隔離變壓器與PLC和I/O電源,可采用雙絞線連接,以防止電源進線竄入外來信號的干擾。
4.3 輸入輸出及布線
為了抑制來自系統(tǒng)外引線的干擾,一方面選用抗干擾性能良好的輸入輸出模塊,另一方面要合理地進行布線。主要抗干擾措施如下:
(1)選用TWDLCAA40DRF的I/O電路具有濾波、隔離功能,能有效抑制外部干擾。
(2)PLC的I/O線、動力線及其它控制線分開,并由不同電纜傳輸,按種類分層鋪設(shè)。
(3)柜內(nèi)交流線與直流線、輸入線與輸出線也要按種類分開走線。
(4)柜外走線要將弱電電纜、動力電纜、控制電纜單獨走線,并保持一定的間距。
(5)開關(guān)量與模擬量的I/O線也分開,對于傳送模擬量信號的I/O線應(yīng)采用屏蔽線,且屏蔽線的屏蔽層一端接地。
4.4 正確的接地
良好的接地是PLC安全可靠運行的重要條件。在接地時應(yīng)注意以下問題:
(1)控制柜要用絕緣板與地面隔開,工作接地要與保護接地嚴格分離。
(2)PLC要采用單獨接地方式,遠離動力設(shè)備的接地點,接地線的截面積要采用2mm2以上,接地點盡量靠近PLC,距離要在50米內(nèi)。
(3)PLC的CPU單元必須接地。在機組油壓泵控制系統(tǒng)中,PLC還擴展了模擬量單元,CPU單元應(yīng)與模擬量單元具有共同的接地體,而且從任一單元的保護接地端到地的電阻都要小于5Ω。
(4)機組油壓泵控制柜采用了在信號源接地方式,屏蔽層在信號側(cè)接地,當(dāng)信號源不接地時,屏蔽層應(yīng)在PLC側(cè)接地。
(5)屏蔽地采用單點接地方式,并且屏蔽、保護不能與電源、信號和其他接地線扭在一起。4.5 軟件抗干擾措施由于電磁干擾的復(fù)雜性,要完全消除干擾影響是不現(xiàn)實的,因此,在硬件設(shè)施抗干擾的基礎(chǔ)上還要在軟件方面進行抗干擾的補充,以進一步提高系統(tǒng)的可靠性。軟件抗干擾的設(shè)計主要有兩種:一種是模擬量輸入的數(shù)字濾波設(shè)計,解決尖峰干擾。一種是模擬量輸出或開關(guān)量輸入輸出的抗干擾設(shè)計,主要思路是多次或重復(fù)查詢。
結(jié)語:隨著PLC在水電中的大規(guī)模應(yīng)用,如何高效可靠的使用PLC也成為其發(fā)展的重要因素。PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個十分復(fù)雜的問題,因此在可靠性設(shè)計中應(yīng)綜合考慮各方面的因素,合理有效地抑制干擾,才能夠使自動化設(shè)備正常穩(wěn)定高效運行。PLC作為自動化控制和國際通用系統(tǒng)的重要組成部分,也將在水電站自動化控制領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。
參考文獻
[1]劉美俊.提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的探討[J].電氣傳動自動化,2000,(6).
[2]李偉榮,付保軍.PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施[J].儀器儀表用戶,2003,(2).
[3]熊幸明.提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的探討[J].機床電器,2003,(1).
[4]汪小澄,張峰.PLC控制網(wǎng)絡(luò)的組建與監(jiān)控[J].計算機應(yīng)用,2002,(4).
關(guān)鍵詞：鉆床；控制系統(tǒng)；PLC
中圖分類號：TG522 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0085-01
1 鉆床作用及原理
鉆床就是一種孔加工機床，在制造企業(yè)比較常見。利用鉆床可以用來鉆孔、鉸孔、擴孔還可以加工螺紋等。鉆床有很多種類，比如多孔鉆床、臺式鉆床、搖臂鉆床等，本文就是分析在工廠中常用的Z3040型號搖臂鉆床。Z3040搖臂鉆床具有容易操作、使用范圍廣泛、比較靈活等優(yōu)點，在金屬切削、多孔零件的孔加工方面使用較多。搖臂鉆床的構(gòu)造主要有工作臺、底座、搖臂、電動機、變速箱等部件構(gòu)成。Z3040型搖臂鉆床的工作原理簡單的講是通過控制電動機來控制搖臂對金屬加工的。Z3040搖臂鉆床需要電動機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等配合進行，它需要4臺電動機工作，既主軸電機、搖臂電機、液壓電機、冷卻泵電機。其中主軸電機作用是使鉆床來回運動，搖臂電機的作用是使鉆床能夠正反向、上下的運動，液壓電機控制鉆床加工的厚度，冷卻泵電機的作用是給鉆床提供冷卻液冷卻。
鉆床加工時，就是通過控制這些電機，生產(chǎn)需要的不同型號。傳統(tǒng)上，控制系統(tǒng)就是通過繼電器及接觸器來實現(xiàn)控制的，由于控制的電機較多，生產(chǎn)速度上就比較慢，又由于線路上比較復(fù)雜，如果出現(xiàn)故障，檢查、維修上就比較困難，要花很長時間，因此生產(chǎn)效率就很低。并且傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)也不能實現(xiàn)目前控制的需要，比如，時間、計數(shù)控制等。因此提出對搖臂鉆床控制系統(tǒng)進行改造，就有比較現(xiàn)實的實用價值。PLC電氣控制系統(tǒng)目前在控制系統(tǒng)方面有很大優(yōu)勢，它可以改變目前傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，填補低端控制系統(tǒng)的缺陷。
2 PLC及原理
PLC是可編程控制器的簡稱，它也稱為可編程邏輯控制器。PLC是在集成電路、計算機技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有控制功能強、可靠性高、配置靈活、體積小、重量輕以及使用方便等優(yōu)點，目前在我國已廣泛的運用在自動化控制的各個領(lǐng)域。目前，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、容錯控制技術(shù)以及數(shù)字控制技術(shù)的快速發(fā)展，可編程序控制器的數(shù)量、型號以及品種的發(fā)展速度也十分迅速?？删幊绦蚩刂破鞯纳a(chǎn)廠家比較多，產(chǎn)品型號、規(guī)格數(shù)也較多，主要是西門子、三菱、AB等公司的，我國目前使用比較常見的是三菱生產(chǎn)的PLC品種。PLC比之傳統(tǒng)的繼電器以及單片機有很多優(yōu)勢。首先PLC的可靠性高，它的故障率很低，一般可以使用10萬小時以上，并且它本身擁有診斷故障的功能，這對維修帶來了極大的方便。其次PLC非常的靈活，因為一個可編程控制器有多個輸入、輸出端口，可以實現(xiàn)多種邏輯控制，只要畫好梯形圖，就能實現(xiàn)需要的邏輯控制，并且梯形圖編程方便，使用簡單。最后PLC運行的速度非常快，PLC利用CPU進行計算來控制，相對常規(guī)的通過繼電器以及大量的觸點進行控制，速度當(dāng)然要快的多。正是PLC這些優(yōu)點，我們對鉆床控制系統(tǒng)的改造要使用PLC。
PLC實質(zhì)上是一種工業(yè)控制計算機，它是專門為工業(yè)電氣控制而設(shè)計的，它是代替常規(guī)的繼電器、開關(guān)控制電路的，所以，PLC控制原理與計算機密切相關(guān)。在PLC中有大量的、各種各樣的繼電器，比如輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、計數(shù)器等，這些繼電器不是真正的繼電器，而是通過計算機中的儲存器來模擬的軟繼電器，但是它們的作用可以和實物的繼電器一樣。PLC工作時就是依靠這些繼電器通過梯形圖一步一步的按照程序進行的。簡單的講，PLC工作原理可以概括為，可編程序控制器，通過執(zhí)行梯形圖，經(jīng)過輸入采樣、程序處理、輸出刷新結(jié)果等階段，來完成所設(shè)計的的控制工作。
3 鉆床控制系統(tǒng)的PLC改造
這里的改造都是在原有的鉆床部件上面進行改造，只是把原來的繼電器控制的改成用PLC中的程序來控制。
3.1 硬件部分的設(shè)計
3.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)
PLC按照物理結(jié)構(gòu)有整體式、模塊式和疊裝式這幾種類型。根據(jù)需要，整體式這種物理結(jié)構(gòu)價格比較便宜，并且能夠達到控制的要求。因此，Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)的PLC使用整體式這種結(jié)構(gòu)。
3.1.2 PLC端口數(shù)
搖臂鉆床控制系統(tǒng)需要17個輸入端口和11個輸出端口，那么PLC的輸入端口數(shù)和輸出端口數(shù)應(yīng)該大于控制系統(tǒng)需要的端口數(shù)，因為要考慮留有備用的端口，以備將來升級改造，增加功能。
3.1.3 輸入模塊
搖臂鉆床控制系統(tǒng)的PLC輸入模塊，我們選擇電壓為DC24 V的。因為，輸入電壓雖然有AC110 V和AC220 V，但這些交流的高電壓，首先沒有直流的低電壓安全，對操作人員沒有危險；其次，直流低電壓再輸入電路中，它的延遲時間短，在電路板中連接快，速度就相應(yīng)的較快。
3.1.4 輸出模塊
搖臂鉆床控制系統(tǒng)的PLC輸出模塊，我們選擇繼電器型輸出模塊。繼電器型輸出模塊適應(yīng)各種類的觸點工作電壓，導(dǎo)通壓降小，它能夠承受較大的瞬間電壓和電流。而這些功能，對Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)是完全滿足要求的。
結(jié)合以上對PLC硬件的要求，可以選擇三菱的FP0-C14RS型號。FP0-C14RS PLC這種型號，滿足對Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)改造所需要的所有指標。該型號，具有總輸入端口20個，總輸出端口18個，存儲器的容量5K，能夠輸入電壓直流24V，輸出的模塊是繼電器型的。
3.2 軟件部分設(shè)計
3.2.1 系統(tǒng)開機程序
需要設(shè)計一個輸入口為停機的端口，還要設(shè)計一個準備開的端口。當(dāng)開機信號輸入后，內(nèi)部繼電器要接通并完成自鎖，控制系統(tǒng)準備工作。
3.2.2 主電動機的起動控制程序
設(shè)計一個程序要求輸入主電機工作。當(dāng)輸入主電動機工作信號后，虛擬繼電器閉合，輸出繼電器接通并自鎖，這時電動機開始啟動。
3.2.3 搖臂控制程序
當(dāng)內(nèi)部繼電器閉合后，給輸入端口繼電器接通，同時內(nèi)部繼電器也會接通，同時給控制液壓泵電動機啟動，這時啟動后，電動機控制搖臂放松，當(dāng)搖臂徹底放松后，做些程序，使搖臂上升，當(dāng)上升到極限位置時，程序使繼電器失電，使搖臂達到一定位置，這就達到控制搖臂的位置。同樣要完成搖臂下降的控制，對程序反思維的編寫。
3.2.4 控制主軸箱和立柱的放松和夾緊程序
通過內(nèi)部繼電器和定時器延時功能可以完成對軸箱和立柱放松和夾緊的控制，利用梯形圖對內(nèi)部繼電器同時接通同時失電，可以達到這種控制。
3.2.5 信號顯示程序
信號顯示程序比較容易實現(xiàn)，就是通過內(nèi)部繼電器的接通和斷開來實現(xiàn)，這里要考慮清楚那個繼電器是控制那個電動機的，是得電還是失電要求信號燈亮或者滅。
3.2.6 機器工作信號狀態(tài)信號
主繼電器得電，接通，電源工作狀態(tài)的指示燈是亮的，這表明機器開始運作，即是工作狀態(tài)。
4 結(jié) 語
鉆床控制系統(tǒng)通過PLC改造，需要很多細節(jié)的工作，本文由于篇幅的要求，沒有畫出原理圖、梯形圖等，也就不能分析每個繼電器的功能以及端口的詳細作用。因此，本文只是大概的介紹一下對鉆床控制PLC改造的思路，許多細節(jié)還需要完善。但應(yīng)該可以看到我們對控制系統(tǒng)的改造思路是正確的。因為PLC是一種功能強大、構(gòu)造簡單、抗干擾能力強、程序簡單的一種新型工業(yè)控制新方法。本文采用PLC這種與常規(guī)不同的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對搖臂鉆床的自動控制，通過這種控制，可以使企業(yè)生產(chǎn)可靠性、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟價值都有很大的提高。
參考文獻：
[1] 王阿根.PLC原理與應(yīng)用第二版[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.
[2]揚湘洪.T68鏜床的PLC控制[J].機械制造與自動化，2004，（2）：52-55.
關(guān)鍵詞：電梯；PLC控制系統(tǒng)；MCGS組態(tài)軟件；變頻調(diào)速；高層建筑 文獻標識碼：A
中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2015）35-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.005
當(dāng)前，我國建筑事業(yè)大力發(fā)展，各個城市的高層建筑如雨后春筍，電梯是高層建筑不可替代的一部分，大大方便了人們的生活。電梯屬于機電一體化設(shè)施，主要涉及到機械和電氣兩個專業(yè)。其電氣部分主要包括兩個系統(tǒng)，分別為控制系統(tǒng)和拖動系統(tǒng)。過去的繼電器控制系統(tǒng)存在笨重、觸電復(fù)雜、可靠性低等缺陷。PLC（Programmable Logic Controller）全稱為可編程邏輯控制器，具有使用便捷、功能靈活、能耗低、噪聲小、可靠性高、占地面積小、維護方便等諸多優(yōu)點，在保證電梯運行安全的前提下，也大大提高了乘客乘坐電梯的舒適度。MCGS（Monitor and Control Generated System）為通用監(jiān)控系統(tǒng)，其可以和PLC進行通訊，可以對獲取的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行處理，通過各種形式將處理結(jié)果形象清晰地顯示出來。應(yīng)用范圍廣，是電梯控制系統(tǒng)檢驗的一個理想工具。
1 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行原理
1.1 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電梯控制系統(tǒng)組成部分主要包括組態(tài)軟件、PLC、數(shù)據(jù)傳輸模塊等。組態(tài)軟件是一種可在Windows系統(tǒng)上運行的組態(tài)軟件，能夠方便地生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，可通過數(shù)據(jù)報表、曲線、動畫等多種形式顯示采集結(jié)果，實現(xiàn)工況監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障報警等多種功能。PLC負責(zé)所有現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和電梯全部控制任務(wù)。計算機的主要功能為創(chuàng)建人機交互界面，具體包括數(shù)據(jù)收發(fā)、參數(shù)設(shè)置、進程控制、信息顯示等。電梯在投入運行過程中，組態(tài)軟件實時地監(jiān)控PLC工作狀況，確保界面顯示信息的準確性和有效性，也保證了控制命令能夠及時地被傳遞給PLC進行系統(tǒng)控制。
1.2 電梯控制系統(tǒng)運行原理
電梯工作主要存在兩種狀態(tài)，即運行和停止。PLC在電梯運行時利用軟硬件對電梯進行實時控制。由于信號輸入具有很大的隨機性，PLC程序需要被重復(fù)進行一遍遍的掃描以保證響應(yīng)的及時性。當(dāng)電梯或PLC接受到停止命令后，程序執(zhí)行即刻停止。
2 電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計
2.1 電梯PLC控制要求
我們通過控制對象的要求如數(shù)字、模擬信號、聯(lián)網(wǎng)需要等以及I/O點數(shù)來選擇PLC。本系統(tǒng)應(yīng)用于一個4層的電梯樓。
電梯開關(guān)門要實現(xiàn)自動控制。該功能設(shè)計包括了開門、關(guān)門動作及其時間設(shè)置，從電梯運行的一般需要考慮，我們將開門時間設(shè)置為5.5s，關(guān)門時間設(shè)置為5s。如果在5s內(nèi)未收到關(guān)閉信號，電梯門將無法關(guān)閉，此時電梯重新執(zhí)行打開命令。電梯啟動加速、制動減速和自動停車應(yīng)實現(xiàn)自動控制。當(dāng)某層發(fā)出呼梯請求命令時，電梯加速，而當(dāng)電梯即將到達目的層時，電梯減速，減速后執(zhí)行自動命令。電梯能夠在超載時報警并停止啟動。另外，電梯需配合消防繼電器進行消防運行管理。于電梯運行前必須做好檢查工作，若正在檢修，必須待檢修工作完成后方可投入運行。電梯選層遵循以下要求：各層乘客可以在電梯口通過按“上”或“下”按鈕發(fā)送乘梯請求。在電梯內(nèi)部設(shè)置了4個樓層的指示開關(guān)按鈕S1、S2、S3、S4，按鈕分別配置4個指示燈L1、L2、L3、L4。4個行程開關(guān)分別為SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。另外，電梯不會去執(zhí)行反方向的呼叫請求，即電梯上升時不會立即對下樓的請求進行響應(yīng)，反之亦然。
2.2 PLC軟硬件設(shè)計
我們通過控制對象的要求如數(shù)字、模擬信號、聯(lián)網(wǎng)需要等以及I/O點數(shù)來選擇PLC。本系統(tǒng)應(yīng)用于一個4層的電梯樓。硬件系統(tǒng)主要由電梯、PLC及變頻器組成。
I/O具體分配情況參見表1、表2所示：
根據(jù)表1和表2的內(nèi)容可以獲取PLC接線圖，系統(tǒng)實現(xiàn)的功能描述如下：
首先，乘客按下呼叫請求按鈕，電梯啟動并到達目的層停下、響鈴、電梯門與轎廂門同時開啟，與此同時，計時器開始計時；乘客走進電梯，電梯未檢測超重；計時器計時到5.5s，期間，計時未被中斷（電梯紅外為探測到障礙物或沒有人按下延時按鈕等），電梯關(guān)閉；乘客按下想要去的樓層，電梯啟動，到達目的層，響鈴，開門，與此同時，計時器開始計時。計時器若未被中斷，計時到5.5s，則電梯關(guān)閉。電梯在啟動過程中，若收到同向的請求乘梯的信號則響應(yīng)請求命令，到命令發(fā)出樓層停止；若收到反相請求信號，則暫時不響應(yīng)，等到電梯反回來時，即同向時再響應(yīng)，以最近為優(yōu)先。電梯門設(shè)置壓力和紅外傳感器，若關(guān)門時受到壓力或檢測到障礙物，則重新打開門計時5s后再關(guān)門。
由以上描述，可以看出PLC控制的流程圖具體如圖1所示：
圖1 電梯PLC控制流程示意圖
2.3 變頻調(diào)速設(shè)計
電梯的速度直接影響到乘客的舒適度。電梯的速度控制一直是電梯控制的一項重要工作，也是重難點所在。我們選擇西門子MM440交流變頻器對電梯的速度進行調(diào)控。我們首先在PLC寄存器中寫入理想的給定速度曲線，電梯在實際運行時，可以通過查表，找出理想曲線對應(yīng)的速度數(shù)值，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，再將模擬信號輸入變頻器控制器頻率達到控制電梯速度的目的。西門子MM440交流變頻器具有如下特點：（1）將斜坡的上升和下降時間適當(dāng)調(diào)長以減輕乘客啟動的沖擊感，提高變速的平滑度和乘坐的舒適度；（2）選擇工頻為快車頻率以提高系統(tǒng)工作效率，但適當(dāng)降低其爬行頻率，以減輕電梯停止的失重感；（3）設(shè)定零速為0ft。
電梯是一個啟停頻率很高的設(shè)備，變頻調(diào)速設(shè)計的好壞決定了電梯的運行效率和舒適度。最佳狀態(tài)即所謂的“無速停車包閘”，指的是電梯能夠在平層的剎那速度剛好降至0。這要求降速信號有一定的準確性，按照距目標層距離的大小對速度曲線進行精準矯正。該設(shè)計采用了旋轉(zhuǎn)編碼器對電梯具置進行監(jiān)測，計算電梯行駛過的距離，配合加速點，進行控制命令的發(fā)送。
2.4 組態(tài)軟件設(shè)計
組態(tài)軟件主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，能夠方便地生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，可通過數(shù)據(jù)報表、曲線、動畫等多種形式顯示采集結(jié)果，實現(xiàn)工況監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障報警等多種功能。MCGS是一款優(yōu)秀的組態(tài)軟件，其具有很強的實用性，能夠?qū)崟r監(jiān)控電梯的運行情況，界面清晰易懂，畫面表現(xiàn)方式豐富。先進的數(shù)據(jù)采集功能和信息處理能力，網(wǎng)絡(luò)功能強大，報警功能完備，安全可靠，方便維護。支持很多硬件設(shè)備，可擴展性好，并行執(zhí)行多種任務(wù)，管理功能強大等。
該設(shè)計首先進行通訊設(shè)備的選擇，于MCGS組態(tài)軟件中添加FX2-80MRPLC并對其屬性進行了設(shè)置。通過對MCGS中數(shù)據(jù)設(shè)備通道連接的合理設(shè)定，便能夠成功將組態(tài)軟件和PLC連接起來。根據(jù)MCGS的實際需要，通過正確的驅(qū)動程序驅(qū)動PLC串口，讓計算機響應(yīng)PLC。于軟件的操作界面上創(chuàng)建一個動畫界面。對不同控件屬性進行設(shè)定，模擬實際情況對控件進行控制，以檢測PLC的控制性能的實際工作效果。MCGS主要包括三個窗口，分別為主控窗口、用戶窗口及設(shè)備窗口，其可以對各種各樣對象進行組態(tài)調(diào)控，形成生動的界面，方便對信息的可視化
處理。
3 結(jié)語
PLC變頻控制系統(tǒng)能夠大大提高系統(tǒng)的可靠性和電梯運行安全度，表現(xiàn)出體積小、操作方便、運行效果好、安全可靠等諸多優(yōu)點。該設(shè)計不僅實現(xiàn)了電梯的自動控制，還對電梯速度進行了準確的調(diào)控，顯著提高了乘坐人員的舒適度。MCGS和PLC能夠很好地配合起來對電梯的運行控制情況進行模擬和評價，具有重要的意義。總之，PLC由于其本身的諸多優(yōu)點，使其成為電梯系統(tǒng)控制的一個不錯的選擇。
參考文獻
[1] 葉彬強，余麗瓊，吳寶華.PLC編程技術(shù)[J].兵工自動化，2005，（3）.
[2] 孟雷.基于PLC的電梯模型控制系統(tǒng)及組態(tài)監(jiān)控設(shè)計[D].蘇州大學(xué)，2010.
[3] 梁麗秀.基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技致富向?qū)В?011，（12）.
[4] 金海F.基于PLC的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計[D].內(nèi)蒙古大學(xué)，2011.
[5] 許少衡，張廷鋒，莫文貞.基于PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計的創(chuàng)新實驗[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011，（3）.
[關(guān)鍵詞]PLC 軟件設(shè)計 可編程控制器
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡稱PLC,它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展,這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆,所以將可編程控制器簡稱PLC。
一、PLC的選擇
隨著PLC在工業(yè)控制中的推廣普及,PLC產(chǎn)品的種類越來越多,其結(jié)構(gòu)型號、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法等各不相同, 適用場合也各有側(cè)重。因此,合理選擇PLC,對于提高PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。PLC機型選擇的基本原則是: 在功能滿足要求的前提下,選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比最優(yōu)的機型。
通常做法是, 在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場合, 建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中,一般其控制速度無須考慮, 因此, 選用帶A\D 轉(zhuǎn)換、D\A 轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求。而在控制比較復(fù)雜, 控制功能要求比較高的工程項目中(如要實現(xiàn)P I D 運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等),可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等)。
二、PLC的工作原理
PLC可編程邏輯控制器,一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運算,順序控制,定時,計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。
1. 輸入采樣階段
在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
2. 用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
三、PLC設(shè)計
在一些典型的控制環(huán)節(jié)和電路的基礎(chǔ)上,根據(jù)被控制對象對控制系統(tǒng)的具體要求,憑經(jīng)驗進行選擇、組合。有時為了得到一個滿意的設(shè)計結(jié)果,需要進行多次反復(fù)的調(diào)試和修改,增加一些輔助觸點和中間編程元件。這種設(shè)計方法沒有一個普遍的規(guī)律可遵循,即具有一定的試探性和隨意性,最后得到的結(jié)果也不是唯一的,設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者經(jīng)驗多少有關(guān)。
其一:經(jīng)驗設(shè)計法,對于一些比較簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計是比較有效的,可以收到快速、簡單的效果。但是,由于這種方法主要是依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗進行設(shè)計,所以對設(shè)計人員的要求也比較高,特別是要求設(shè)計者有一定的實踐經(jīng)驗,對工業(yè)控制系統(tǒng)和工業(yè)上常用的各種典型環(huán)節(jié)比較熟悉。對于比較復(fù)雜的系統(tǒng),經(jīng)驗法一般設(shè)計周期長,不易掌握,系統(tǒng)交付使用后,維護困難。所以,經(jīng)驗法一般只適合于比較簡單的或與某些典型系統(tǒng)相類似的控制系統(tǒng)的設(shè)計。
其二:邏輯設(shè)計法,工業(yè)電氣控制線路中,有不少都是通過繼電器等電氣元件來實現(xiàn),而繼電器,交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài),即吸合和斷開,因此,用“O”和“l(fā)”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計電氣控制線路是完全可以的。PLC的早期應(yīng)用就是替代繼電器控制系統(tǒng),邏輯設(shè)計方法同樣也適用于PLC應(yīng)用程序的設(shè)計。當(dāng)一個邏輯函數(shù)用邏輯變量的基本運算式表達出來后,實現(xiàn)這個邏輯函數(shù)的線路就確定了。當(dāng)這種方法使用熟練后,甚至梯形程序也可以省略,可以直接寫出于邏輯函數(shù)和表達式對用的指令語句程序。
其三:順序功能圖法,順序功能圖法是首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計順序功能圖,然后再依據(jù)順序功能圖設(shè)計順序控制程序。在順序功能圖中,在實現(xiàn)轉(zhuǎn)換時使前級步的活動結(jié)束而使后續(xù)步的活動開始,同步之間沒有重疊。這是系統(tǒng)中大量復(fù)雜的連鎖關(guān)系在步的轉(zhuǎn)換中得以解決。而對于每一步的程序段,只需處理極其簡單的邏輯關(guān)系。因而這種編程方法簡單易學(xué),規(guī)律性強。設(shè)計出的控制程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好。程序的調(diào)試和運行也很方便,可以極大地提高工作效率。
參考文獻:
關(guān)鍵詞：自動貨梯 PLC 控制設(shè)計
隨著單片機的功能和可靠性的不斷提高,其在實際生活中的應(yīng)用越來越廣泛。PLC是在單片機基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要是為縮短工程開發(fā)周期而出現(xiàn)的一種產(chǎn)品，跟單片機最根本的差別就是簡單易用，不需要了解太多的電子電路知識。單片機(MCU)是完整的單片計算機系統(tǒng)，現(xiàn)在單片機的性能優(yōu)越，功能強大，PLC的核心就是單片機，可以完成幾乎所有的電器控制要求，最大的缺點是開發(fā)困難，周期長且開發(fā)成本高。因此,本文設(shè)計采用PLC控制系統(tǒng),實現(xiàn)一個基于CAN總線的四層貨梯控制系統(tǒng)。
1、系統(tǒng)的功能需求及整體結(jié)構(gòu)
1.1系統(tǒng)的功能需求
該系統(tǒng)要能對運貨電梯進行自動控制,按一定的電梯控制原則,結(jié)合每層的呼梯按鈕及樓層選擇按鈕信號,采集安裝在每層上的光電開關(guān)信息,控制電梯上下運行;在呼梯盒中顯示當(dāng)前樓層數(shù),并通過總控制器中的控制信息配合安裝在門上的霍爾傳感器控制磁力門鎖的開關(guān)。
1.2貨梯控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
本貨梯控制系統(tǒng)主要分為2個子系統(tǒng)1個主控制器和4個呼梯盒控制子系統(tǒng),2個系統(tǒng)之間以CAN總線為通信基礎(chǔ)。其中主控制器接收4個呼梯盒子控制系統(tǒng)的輸入信號,按一定的控制原則控制貨梯的運行;而4個呼梯盒控制子系統(tǒng)則采集各種功能按鈕、光電開關(guān)和霍爾傳感器的信號,并實時地將各種信號發(fā)送給主控制器。
2、貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計
本貨梯控制系統(tǒng)的硬件采用模塊化設(shè)計,包括光電開關(guān)信號采集模塊、繼電器控制模塊、霍爾傳感器信號采集模塊、開關(guān)按鈕信號采集模塊、CAN通信模塊。
2.1光電開關(guān)信號采集模塊
光電開關(guān)(光電傳感器)是光電接近開關(guān)的簡稱。它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射,由同步回路選通內(nèi)部的開關(guān)電路來檢測物體有無的。物體不限于金屬,所有能反射光線的物體均可被檢測。本系統(tǒng)采用NPN常開型光電開關(guān),每個樓層有2個,以功能區(qū)分為上行傳感器和下行傳感器,用于電梯樓層定位。光電開關(guān)采用+12V供電,在電源與輸出信號線間串一個保護電阻。由于光電開關(guān)的輸出信號并不是單片機所能接收的,因此要將光電開關(guān)的輸出信號通過TLP521-1光隔進行信號調(diào)理,轉(zhuǎn)換為單片機引腳可接收的信號。
2.2繼電器控制模塊
本貨梯控制系統(tǒng)中帶有控制電機正反轉(zhuǎn)的開關(guān)電路,因此使用繼電器控制模塊直接控制正反轉(zhuǎn)開關(guān)的開閉。光電耦合器TLP521-1的副邊電流作為三極管Q1的基極驅(qū)動電流,使Q1導(dǎo)通繼電器K1吸合;R1為基極限流電阻,同時R1和R2組成分壓電路,以避免基極過壓;D1為瞬態(tài)穩(wěn)壓二極管,主要用于抑制Q1截止瞬間使繼電器線圈上產(chǎn)生反向高壓,從而保護Q1以免反向擊穿。
2.3霍爾傳感器信號采集模塊
本貨梯控制系統(tǒng)中,采用霍爾開關(guān)44E與小磁鐵配合?；魻栭_關(guān)接觸到小磁鐵即導(dǎo)通,門合好且單片機引腳接收為低電平;霍爾開關(guān)接觸不到小磁鐵即不導(dǎo)通,門沒有合好且單片機引腳接收為高電平。
3、貨梯控制系統(tǒng)的CAN通信設(shè)計
3.1CAN功能概述
CAN總線即控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線,是一種專門應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)。它能以多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點均可在任何時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點發(fā)送信息,通信方式靈活,且不分主從,因此可以不改變所有節(jié)點的軟件或硬件而增加新的節(jié)點。本貨梯控制系統(tǒng)正是利用了CAN總線這一優(yōu)點,將主控盒和4個呼梯控制子盒以CAN結(jié)點并入CAN總線中進行通信,使得硬件配置簡單,軟件實現(xiàn)簡潔。
3.2CAN通信的實現(xiàn)
PLC芯片包含傳輸單元、接收單元和中斷單元3個部分,經(jīng)發(fā)送方/接收方組件RxCAN(接收信息)和TxCAN(發(fā)送信息)引腳與外界聯(lián)系,且支持CAN2.0B協(xié)議。本貨梯控制系統(tǒng)由于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不是很大,所以采用的幀數(shù)據(jù)類型為標準幀。為了實現(xiàn)標準幀數(shù)據(jù)類型的存儲和發(fā)送,在軟件設(shè)計中定義結(jié)構(gòu)體can_msg。
structcan_msg{
unsignedintid;//11位標識符
boolRTR;//遠程發(fā)送請求位
unsignedchardata;//數(shù)據(jù)位
unsignedcharlen;//數(shù)據(jù)長度
unsignedcharprty;//優(yōu)先級
};
msCAN12有3個發(fā)送報文緩沖區(qū)和5個接收報文緩沖區(qū),每個報文緩沖區(qū)由4個標識符寄存器(IDR)、8個數(shù)據(jù)段寄存器(DSR)、1個數(shù)據(jù)長度寄存器(DLR)、1個發(fā)送緩沖區(qū)優(yōu)先級寄存器組成。在本貨梯控制系統(tǒng)中,根據(jù)標準幀的定義及msCAN12報文緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu),定義了CAN總線通信協(xié)議,設(shè)置主控節(jié)點標識符為0,其他4個呼梯盒控制子系統(tǒng)標識符為1、2、3、4。
4、貨梯控制系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)
貨梯控制系統(tǒng)軟件由主控系統(tǒng)程序和呼梯盒子控制程序兩個部分組成。呼梯盒子控制程序負責(zé)采集各層的按鈕、光電開關(guān)和霍爾傳感器的信號,主要功能模塊有:單片機引腳及時鐘初始化模塊,信號的分析和處理模塊,CAN初始化、發(fā)送和接收模塊。主控系統(tǒng)程序主要負責(zé)貨梯運行的邏輯控制,主要功能模塊為:單片機引腳及時鐘初始化功能模塊,CAN初始化、發(fā)送和接收功能模塊,PLC寫入和擦除功能模塊,邏輯控制功能模塊。具體模塊功能如下:單片機引腳及時鐘初始化功能模塊和CAN初始化、發(fā)送和接收功能模塊,主要用來實現(xiàn)貨梯控制系統(tǒng)主控程序的基本運行功能及與各子控制器間的通信。邏輯控制功能模塊接收每個呼梯盒發(fā)送過來的信號并將這些信號進行保存。
當(dāng)貨梯上行時,貨梯只響應(yīng)同向上行的呼梯信息;當(dāng)?shù)竭_指定的目的層后,首先檢查有無下行招呼。有則響應(yīng),無則檢查有無上行招呼。電梯下行時,貨梯只響應(yīng)同向下行的呼梯信息,當(dāng)?shù)竭_指定的目的層后,首先檢查有無上行招呼。有則響應(yīng),無則檢查有無下行招呼?？刂撇糠帜苡洃涁浱莺籼莺兄械乃姓埱笮盘?并按照電梯運行規(guī)則和響應(yīng)順序,每個請求信號保留至執(zhí)行后消除。
5、結(jié)語
本貨梯已經(jīng)能實現(xiàn)運貨功能,并能按照用戶的要求,及時響應(yīng)呼梯和樓層選擇信號,將貨物送到指定層。但是,本系統(tǒng)在貨梯載貨超重報警和貨梯運行過程中的加速、減速等方面還需要進一步完善。
參考文獻：
一、系統(tǒng)整體設(shè)計
1.控制系統(tǒng)的分析與確定
DCS為集散控制系統(tǒng)的英文（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）簡稱，指的是控制危險分散、管理和顯示集中。它是基于計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)、圖形顯示技術(shù)，通過某種通訊網(wǎng)絡(luò)，將分布在工業(yè)現(xiàn)場附近的現(xiàn)場控制站、檢測站、操作管理站、控制管理站及工程師站連接起來完成分散控制集中操作的綜合控制系統(tǒng)。
2.總體結(jié)構(gòu)的確定
在一般情況下，監(jiān)控系統(tǒng)是由現(xiàn)場控制級設(shè)備、過程控制級設(shè)備、監(jiān)控管理級設(shè)備組成的多級體系，它們通過網(wǎng)絡(luò)互相連接。過程及設(shè)備從過程對象中采集實時數(shù)據(jù)，按預(yù)先組態(tài)好的控制策略，接受操作人員的控制指示，從而實現(xiàn)對過程對象的實時控制；操作人員通過監(jiān)控級設(shè)備、監(jiān)視過程對象及控制裝置的運行情況，并通過網(wǎng)絡(luò)，向過程及設(shè)備發(fā)出指令，干預(yù)對過程對象的控制，同時進行數(shù)據(jù)分析和報表打??；管理級設(shè)備可以接受監(jiān)控管理級按規(guī)定格式遠傳過來的數(shù)據(jù)，提供統(tǒng)一調(diào)度。
二、輸送線的工藝研究及保養(yǎng)
1.輸送線的工藝要求
引入PLC可編程控制器可以解決很多問題。其具有的保護內(nèi)容有：膠帶跑偏，膠帶車控制回路故障，膠帶控制凹路故障，位置信號丟失，堆料，滿倉信號提示等。該系統(tǒng)的特點是：性能穩(wěn)定，擴展能力強，技術(shù)含量高，維修、維護、系統(tǒng)改造方便靈活，遇到緊急事故能及時停車，發(fā)出聲光報警信號，能及時適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場需要，確保輸送機的安全正常進行，具有廣泛的適應(yīng)性和推廣價值。
2.輸送線的日常保養(yǎng)
（1）輸送線的輸送帶負荷過大出現(xiàn)打滑，超出了自身的負荷能力，此時應(yīng)當(dāng)減輕輸送物料的運輸量或者增加輸送機的本身的承重力，避免打滑的現(xiàn)象出現(xiàn)。
（2）輸送線的啟動速度太快造成打滑，此時應(yīng)當(dāng)慢速啟動或再次點動兩下后重新啟動，可以克服打滑的現(xiàn)象。
（3）初張力太小，原因是輸送帶在離開滾筒時的張力不夠，造成輸送帶打滑，此時處理的方法是調(diào)整拉緊裝置，加大初張力。
（4）滾筒的軸承損壞而不運轉(zhuǎn)，原因可能是軸承內(nèi)部灰塵積聚太多，或是沒有及時檢修和更換已被嚴重磨損而轉(zhuǎn)動不靈活的部件，造成阻力增大而打滑。
三、PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計
1.抗電源干擾的措施
很多情況證明，由電源引起的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況發(fā)生很多。PLC日常的供電都是由電網(wǎng)供電，由于電網(wǎng)的覆蓋面很廣，因此它將受到空間中電磁的干擾。特別是電網(wǎng)內(nèi)部的變化尤其明顯，造成大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，通過輸電線路傳到電源中。
2.防I/O干擾的措施
由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時會引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動作或死機?？刹扇∠麓胧┫齀/O干擾對PLC系統(tǒng)的影響：（1）從抗干擾角度選擇I/O模塊。（2）考慮I/O端的接線：輸入接線一般不要太長，但如果環(huán)境干擾較小，電壓下降不大時，輸入接線可適當(dāng)長些。輸入/輸出線要分開，盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。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載短路，將會燒毀印制電路板。（3）正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)。（4）對變頻器干擾的抑制。
四、輸送線系統(tǒng)的軟件設(shè)計
1.S7-200PLC軟件系統(tǒng)與STEP編程軟件
S7-200PLC指令的參數(shù)所用的基本數(shù)據(jù)類型有1位布爾型（BOOL）、8位字節(jié)型（BYTE）、16位無符號整數(shù)（WORD）、16位有符號整數(shù)（INT）、32位無符號雙字整數(shù)（DWORD）、32位有符號雙字整數(shù)（DINT）、32位實數(shù)（REAL）。
（1）直接尋址
直接尋址指定了存儲器的區(qū)域、長度和位置，例如VW790是V存儲區(qū)中的字，其地址為790?？梢杂米止?jié)（B）、字（W）或雙字（DW）方式存取V、I、Q、M、S和SM存儲器區(qū)。
（2）間接尋址
指令給出存放操作數(shù)地址的存儲單元地址稱為間接尋址。S7-200CPU允許使用指針對下述存儲區(qū)域進行間接尋址：I、Q、V、M、S、AI、AQ、T和C。間接尋址不能用于位地址、HC或L存儲區(qū)。
2.PLC控制程序流程設(shè)計
（1）皮帶電機的啟動與停止
在輸送線上，每條輸送皮帶上電機的啟停順序是不一樣的，因為物料是向前輸送的。啟動時皮帶需要從后向前逐個啟動，如果從后向前啟動，物料已經(jīng)上了第一條皮帶而第二條第三條皮帶還沒有啟動，這樣就會使物料都擁擠在第一條皮帶的末端，最后造成物料無法傳輸。當(dāng)皮帶停止運行時，為了讓所有的物料都進入倉庫，必須先停掉第一條皮帶，然后逐次停掉后續(xù)的皮帶，讓后續(xù)皮帶把所有的物料都輸送進倉庫。如果先停第三條，不僅無法將后面的物料送到倉庫，反而會造成后面?zhèn)鬏斶^來物料的擁堵。
（2）產(chǎn)品的計數(shù)
本系統(tǒng)可以在運輸?shù)倪^程中統(tǒng)計出產(chǎn)品的數(shù)量。在第二條皮帶上進行計數(shù)，當(dāng)有物體通過傳感器時，輸入PLC的電平發(fā)生變化，根據(jù)輸入脈沖的變化次數(shù)來計數(shù)，通過輸出口在顯示器上顯示產(chǎn)品的數(shù)量。
關(guān)鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)化控制
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
引言
新時期隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，PLC控制技術(shù)被廣泛運用到社會生產(chǎn)領(lǐng)域，而且其在應(yīng)用過程中逐漸體現(xiàn)出了越來越重要的作用和價值，但是PLC控制技術(shù)在實際應(yīng)用中容易受到工作環(huán)境內(nèi)存在的電磁干擾，這對PLC控制技術(shù)在應(yīng)用中的穩(wěn)定性、可靠性產(chǎn)生了極大影響，需要我們引起我們的重視。
1、PLC控制系統(tǒng)概述
PLC控制系統(tǒng)最初源于國外工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，直譯過來為“可編程邏輯控制器”。PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，PLC在該領(lǐng)域的實踐應(yīng)用范圍最為廣泛。PLC控制系統(tǒng)的主要作用就是用來對工業(yè)生產(chǎn)進行過程把控，保障工業(yè)生產(chǎn)過程中各類機械設(shè)備的有序運行。
2、PLC控制技術(shù)的優(yōu)勢分析
PLC控制系統(tǒng)在實際應(yīng)用中具有功能齊全、設(shè)計周期短、程序編寫簡單以及抗干擾能力強等特點，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，PLC控制技術(shù)具備了運用模擬量的方式進行計算，同時其也具備了邏輯運算、輸入以及輸出等多種功能，同時也可以根據(jù)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)嶋H需求實現(xiàn)顯示、記錄、通信、計數(shù)以及定時等多項功能，在智能操作系統(tǒng)的配合下也可以實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)人機之間的對話，且在對設(shè)備進行控制方面，PLC在各類控制系統(tǒng)中具有相對較高的水平。PLC控制系統(tǒng)在編寫程序過程中，可以使用功能圖、梯形圖、高級編程語言以及語句指令表等，所以沒有此方面經(jīng)驗的操作人員可以通過短期培訓(xùn)便可以掌握編寫程序的基本方法，而且操作人員通過培訓(xùn)后所編寫的程序基本可以滿足PLC系統(tǒng)運行需求。PLC控制系統(tǒng)在使用輸入、輸出功能時是使用獨立的電源，并且在運行過程中采用了電光隔離技術(shù)，利用循環(huán)掃描的方式可以有效避免內(nèi)部干擾源對其的干擾，PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部采用路由類型作為監(jiān)視器，這對保障PLC系統(tǒng)的正常運行及功能有著重要作用。PLC控制系統(tǒng)在設(shè)計過程中將其內(nèi)部模塊都進行了防輻射處理，每個電子器件的選擇都十分嚴謹，同時，為了提高PLC控制系統(tǒng)的整體功能性，在設(shè)置過程中使其系統(tǒng)自帶自我診斷、檢測故障的功能，當(dāng)機器在運行過程中一旦發(fā)生故障，PLC系統(tǒng)將會自動發(fā)出故障警報訊號，這對提高PLC控制系統(tǒng)在使用中的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性有著重要作用。
3、新一代PLC技術(shù)現(xiàn)狀
3.1、網(wǎng)絡(luò)化能力增強
所謂網(wǎng)絡(luò)化的能力增強是使得可編的程序控制器在傳統(tǒng)的領(lǐng)域有所發(fā)展，加大了原來的使用范圍。從引入的工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場的總線、無線網(wǎng)絡(luò)以及英特爾等各種技術(shù)運用后，PLC在工業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)突破以往。經(jīng)典的可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)構(gòu)分為信息管理層次、設(shè)備控制層次、過程控制層次。在信息管理層中，工業(yè)化生產(chǎn)以太網(wǎng)擴大展開，讓原先的控制和信息管理任務(wù)合二為一。設(shè)備的管控中，對現(xiàn)場引入了總線，從而使得工業(yè)生產(chǎn)過程中的儀表監(jiān)測、變頻器控制、MCC控制柜都能直接地與可編程序控制器PLC連接。在過程控制層中，首先是管理機界面的改革，使得可編程序控制器PLC實現(xiàn)不同地區(qū)的編程、管控、診斷，從而實現(xiàn)整個車間或者說整個廠區(qū)的大范圍控制。
3.2、多任務(wù)的執(zhí)行作用增加
多任務(wù)執(zhí)行功能就是在一個系統(tǒng)中，可編程序控制器同時配備幾個CPU的模板，從而使得每一個CPU模板能獨立分開地執(zhí)行各自的任務(wù)，同時管控執(zhí)行任務(wù)過程中相關(guān)的I/O模板。在原有的功能系統(tǒng)上增加其多任務(wù)運行的作用，使得其網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)更加全面地適應(yīng)市場的需求。
3.3、集成化軟件模式的發(fā)展
據(jù)統(tǒng)計，PLC可編程序控制器生產(chǎn)系統(tǒng)硬件的費用在逐年降低，PLC系統(tǒng)集成化、軟件化的投入費用在逐年上升?，F(xiàn)階段成形的可編程序控制器的編程、操作的界面、運行控制、設(shè)備微調(diào)、故障的診斷處理、通信等集成化功能已融為一體。
3.4、PLC網(wǎng)絡(luò)化的高速處理功能
PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化后，高速的處理功能越來越明顯，其中包括運算法則在內(nèi)的高速化運行、設(shè)備外部數(shù)據(jù)的交換速率加快、編程設(shè)施的處理任務(wù)高速化以及外部設(shè)備對指令反映的高速化。可編程序控制器PLC在其內(nèi)核的設(shè)計部分，增加通信的功能，可以通過沒有源頭的總線對系統(tǒng)中遇到的阻礙進行解決。在內(nèi)部允許多個處理器進行無限制的運作，屆時也給高度分布的控制系統(tǒng)提供解決方案。
3.5、技術(shù)滲透性
PLC技術(shù)滲透性的可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)化是為了適應(yīng)工業(yè)化發(fā)展的時代需求。工廠控制系統(tǒng)與企業(yè)信息建設(shè)日益結(jié)合。技術(shù)滲透的目的是使得工廠在不同的品牌控制器上實現(xiàn)可編程序、分布式控制系統(tǒng)之間能得到有效的數(shù)據(jù)交換。事實上，對多任務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)化能力提升、軟件集成化發(fā)展，促進了PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和信息技術(shù)的融合發(fā)展。
3.6、可編程序控制器PLC微型化
與傳統(tǒng)的微型PLC控制系統(tǒng)相比，現(xiàn)在的微型可編程序控制系統(tǒng)除了點數(shù)字量為I/O，體積小，能直接安裝在機身內(nèi)部，還具有網(wǎng)絡(luò)化性能和人工控制的接口與大型可編程序控制器功能相似的作用。
4、提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施
4.1、應(yīng)用成熟技術(shù)
在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時使用與PLC類似的系統(tǒng)設(shè)計方法進行設(shè)計，在探索和實踐過程中摸索出成熟的PLC控制系統(tǒng)操作可行性的體系，同時要求設(shè)計人員成熟的掌握并熟練的使用?？偟膩碚f，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，成熟技術(shù)占有的比重達到75%以上。因為控制系統(tǒng)投入運營后，基本無法進行繁瑣的改進，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時如果存在問題則此問題可能不會被發(fā)現(xiàn)從而造成安全隱患，從而造成非常嚴重的后果。
4.2、采用高質(zhì)量元器件
在PLC控制系統(tǒng)工作時，輸入信號元件以及輸出執(zhí)行元件是主要的影響因素，因此為了保證控制系統(tǒng)可靠性的高要求，必須選擇高質(zhì)量的元器件。而元器件的可靠性分為固有和使用兩種，其中固有可靠性是由元器件的設(shè)計以及制造過程確保的；而使用可靠性則是由設(shè)計者選擇的正確性以及使用的正確性來保證的。
4.3、采取有效地抗干擾措施
在工業(yè)控制現(xiàn)場，由于之前提到的電磁干擾問題，必須合理安裝布線、隔音處理電源等，從清除或者抑制電磁干擾，保障PLC控制系統(tǒng)的可靠性，以便設(shè)備可以在電磁環(huán)境中正常工作。同時采用遠離技術(shù)，將弱信號線與強信號線進行疏離開來，進而減小電磁對于控制系統(tǒng)的干擾。
5、系統(tǒng)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化的趨勢
PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)日趨成熟，其中有兩個比較大的趨勢：一是PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，不再像傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，迅速向外開放模式發(fā)展。其中各大品牌的PLC系統(tǒng)，除了有自己企業(yè)的特色的PLC網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。在設(shè)備完成程序任務(wù)之時，還能夠和上一部分抹計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，實現(xiàn)信息的兩面交流，使得整個系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡(luò)成為整體。二是在現(xiàn)場的技術(shù)總線上得到推廣。通過一根傳輸作用的介質(zhì)，比如說雙絞線、同軸電纜、光纜等，把現(xiàn)場安裝的智能設(shè)備，比如說傳感器、儀表檢測、智能型的電磁閥，按照同一個通信規(guī)范進行信息內(nèi)部相互的傳輸，這樣就構(gòu)成工業(yè)現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)化控制。這樣的網(wǎng)絡(luò)化控制和原始單純的PLC遠程控制相比，配置上更為靈活，內(nèi)容更為廣闊，性價比更高。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工業(yè)化的進程中PLC控制系統(tǒng)逐漸被使用，實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化。在工程實踐中，PLC一般用來組成生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)。PLC的運用使其相對于傳統(tǒng)繼電器-接觸系統(tǒng)來說，其控制的設(shè)備系統(tǒng)工作可靠性大大提高。隨著社會的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)會不斷的進步，我們需要重視起來，從而更好的促進工業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
[1]林旭鴻.PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制探析[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014,34:70-72.
關(guān)鍵詞：順序控制；運料小車；PLC
1 經(jīng)驗設(shè)計法與順序控制設(shè)計法
在采用PLC設(shè)計控制系統(tǒng)的電路中，一般對梯形圖的設(shè)計多采用經(jīng)驗設(shè)計法，經(jīng)驗設(shè)計法沒有一套固定的步驟可循，具有很大的試探性和隨意性。在設(shè)計復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時，用大量的中間單元來完成記憶、連鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，并且修改某一局部電路時，可能對系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生意想不到的影響，往往花了很長時間卻得不到滿意的結(jié)果。所以用經(jīng)驗法設(shè)計出的梯形圖不易閱讀，系統(tǒng)維修和改進也困難。
順序控制法有其獨特的優(yōu)勢，利用它可以簡化采用PLC設(shè)計控制系統(tǒng)的程序，很容易被初學(xué)者接受，有經(jīng)驗的工程師使用順序控制設(shè)計法，也會提高設(shè)計效率，程序調(diào)試、修改和閱讀。
順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，生產(chǎn)過程的各個執(zhí)行機構(gòu)自動有序地進行操作。使用順序控制設(shè)計法時首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。
2 順序功能圖
順序功能圖用來描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能及特性的一種圖形。其有五部分組成：步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作組成。它的三大要素是步、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件：
（1）將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步。用編程元件S或M來代表各步。（2）有向線段和轉(zhuǎn)換：將兩相鄰步隔開，步活動狀態(tài)的進展是由轉(zhuǎn)換來完成的。（3）轉(zhuǎn)換條件：控制系統(tǒng)從前一步進入下一步的條件。
初始步對應(yīng)于控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，是系統(tǒng)運行的起點。一個控制系統(tǒng)至少有一個初始步，初始步用雙線框表示。一般用M0表示。
在順序功能圖中，步的活動狀態(tài)是由轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)來完成的。
3 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則
轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)必須同時滿足兩個條件：
（1）該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步。（2）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。
與步對應(yīng)的動作或命令：
一個步表示控制過程中的穩(wěn)定狀態(tài)，它可以對應(yīng)一個或多個動作。
可以在步右邊加一個矩形框，在框中用簡明的文字說明該步對應(yīng)的動作。
繪制順序功能圖時的注意事項：
（1）步與步不能直接相連，必須用轉(zhuǎn)移分開；（2）轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換不能直接相連，必須用步分開；（3）步與轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換與步之間的連線采用有向線段，畫功能圖的順序一般是從上向下或從左到右，正常順序時可以省略箭頭，否則必須加箭頭。（4）一個功能圖至少應(yīng)有一個初始步。（5）在單系列中，只有當(dāng)某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。必須用初始化脈沖M8002常開觸點作為轉(zhuǎn)換條件，將初始步轉(zhuǎn)化為活動步。
4 由順序功能圖畫出梯形圖-----“啟-保-?！彪娐?/p>
設(shè)計“啟-保-停”電路的關(guān)鍵是找出它的啟動條件和停止條件。轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件是它的前級步為活動步，并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件。停止條件是后續(xù)步的常閉觸點與前級步的線圈串聯(lián)。
用順序控制法在設(shè)計具體電路中包括：制定I/O分配；繪制PLC接線圖；畫出順序功能圖；畫出梯形圖共四個步驟。
5 運料小車自動往返PLC順序控制
下面以運料小車自動往返PLC順序控制為例進行具體分析說明。
小車往返運動控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中。它是利用行程開關(guān)實現(xiàn)往復(fù)運動控制的。控制要求是：小車可以在A、B兩點間運動。A、B兩處各有一個行程開關(guān)。假設(shè)小車開始停在左側(cè)。小車到A點停10S裝料，隨后駛向B點，到B點停5S卸料。完成后再返回A點，停止運行。要求采用PLC進行控制系統(tǒng)的設(shè)計。
由給出的運料小車控制要求分析可知，采用PLC設(shè)計控制系統(tǒng)可用順序控制法進行設(shè)計，具體的設(shè)計如下：
（1）根據(jù)控制要求先制訂I/O分配：
輸入：X0―啟動按鈕X1―右限位X2―左限位
輸出：Y0―裝料Y1―右行Y2―卸料Y3―左行
（2）繪制I/O接線圖3.畫出順序功能圖
（3）畫出梯形圖
通過此例說明用順序控制法在設(shè)計具體電路中包括：制定I/O分配；繪制PLC接線圖；畫出順序功能圖；畫出梯形圖共四個步驟。
參考文獻：
[1]瞿彩萍.PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱）[M].北京：中國勞動社會出版社，2006.
關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng) 干擾與抗干擾措施 分析研究
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（b）-0014-02
PLC作為隨著計算機技術(shù)而發(fā)展起來的一項可編程控制系統(tǒng)，由于其具有的特性使PLC控制系統(tǒng)在當(dāng)今社會的各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。不可否認的是，PLC控制系統(tǒng)對社會生產(chǎn)中的工業(yè)、科技等各個領(lǐng)域都有一定的促進作用。但是由于PLC控制系統(tǒng)對周圍的環(huán)境十分敏感，特別是磁場、電場等混合場的干擾，導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤，致使系統(tǒng)無法正常運行。由于PLC控制系統(tǒng)在當(dāng)今社會發(fā)展中的不可缺少性，因此首先要保證環(huán)境的可靠性，其次必須采取一定的措施抗干擾。
1 PLC控制系統(tǒng)的綜述
1.1 PLC控制系統(tǒng)的概念
近些年來，隨著計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，帶動了微電子技術(shù)以及智能化系統(tǒng)的發(fā)展，也因此，信息化時代正在逐漸接近人們的生活，而PLC控制系統(tǒng)正是在這樣的一個發(fā)展背景下逐漸成為社會發(fā)展不可缺少的重要一部分。所謂的PLC控制系統(tǒng)就是一種可編程邏輯控制器，全稱為Programmmable Logic Controller。PLC控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種控制，是工業(yè)控制的重要組成部分，這是由于PLC控制系統(tǒng)最早提出于20世紀60年代的美國，主要是為了發(fā)展工業(yè)，而隨著工業(yè)發(fā)展逐漸成為了世界發(fā)展的主旋律，PLC控制系統(tǒng)以飛快的速度在短短60年期間成為了各個領(lǐng)域發(fā)展的中心。
1.2 PLC控制系統(tǒng)的特點及應(yīng)用領(lǐng)域
PLC控制系統(tǒng)實質(zhì)上就是專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計算機十分相仿，而隨著計算及技術(shù)與智能化技術(shù)的融合性越來越高，使得目前的PLC控制系統(tǒng)具有一定的智能化特點，PLC控制系統(tǒng)通過I/O接口使用戶的命令能得到準確的實行進而控制工業(yè)的生產(chǎn)，這也在一定程度上顯示了PLC控制系統(tǒng)的專業(yè)性以及準確性，因此使PLC控制系統(tǒng)在鋼鐵、石油等多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括取代繼電器控制的開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制、數(shù)據(jù)處理等，而隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，目前的PLC控制系統(tǒng)多具有通信功能。
2 干擾PLC控制系統(tǒng)的因素
雖然PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，而且控制效果也較好，但是PLC控制系統(tǒng)十分易受外界因素的干擾，而影響PLC控制系統(tǒng)的因素大體上可以分為內(nèi)部干擾因素以及外部干擾因素兩大類，而外部干擾因素又可以分為儀器的干擾以及空間輻射的干擾兩大類。
2.1 PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部引起的因素的干擾
PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)部干擾因素其實就是由于內(nèi)部零件之間的不匹配或者由于技術(shù)性的問題，從而導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部控制失衡，而另一部分是在進行控制過程中由于各種原因所導(dǎo)致的內(nèi)部電磁輻射超出本身設(shè)定的閾值，進而嚴重影響PLC控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，甚至?xí)?dǎo)致事故發(fā)生。
2.2 電源以及外接線的干擾
除卻由于內(nèi)部電磁輻射以及零件的不匹配問題所導(dǎo)致的PLC控制系統(tǒng)受到干擾外，PLC控制系統(tǒng)還會受到外部因素的干擾進而影響PLC控制系統(tǒng)的性能，其中電源以及外接線的干擾是干擾PLC控制系統(tǒng)的主要因素之一。在我國絕大多數(shù)的電器工作均是由國家電網(wǎng)直接供電，PLC控制系統(tǒng)同樣也不例外，但是由于國家電網(wǎng)的構(gòu)成體系具有一定的問題，供電效率較低，但是供電范圍激增，這也就導(dǎo)致了電網(wǎng)的電磁干擾效力十分強，對PLC控制系統(tǒng)具有很強的干擾性，除此之外，外接引線連接著用戶的命令，而隨著PLC控制系統(tǒng)的信息化越來越強，這也導(dǎo)致了PLC控制系統(tǒng)極易受到儀器間的電磁輻射，造成PLC控制系統(tǒng)故障；再有就是接地系統(tǒng)接地不恰當(dāng)所導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的電磁輻射劇增，進而致使PLC控制系統(tǒng)故障。
2.3 空g輻射的干擾
空間輻射干擾歸根到底也是電磁輻射的干擾，只是相對于電源以及外接線的干擾更易避免。PLC控制系統(tǒng)在實際工作過程中對周圍的環(huán)境具有很高的要求，否則極易受到外界因素的影響，進而導(dǎo)致系統(tǒng)故障，若系統(tǒng)處于不適合的環(huán)境中，則空間輻射會增強。所謂的空間輻射電磁場主要是由以上兩種因素加上雷電、通信以及高頻加熱設(shè)備所引起的輻射干擾。
3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施
由于PLC控制系統(tǒng)的廣泛適用性以及實用性，因此需采取合理的抗干擾措施以保證PLC控制系統(tǒng)的工作，避免故障的出現(xiàn)。
3.1 硬件抗干擾措施
硬件抗干擾措施是基本設(shè)施的抗干擾措施，硬件抗干擾措施所解決的主要是由于外部環(huán)境以及外部影響系統(tǒng)所導(dǎo)致的PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的干擾因素，對于空間電磁輻射干擾，可以在干擾信號上根據(jù)干擾情況采取共模扼流圈或差模抑制器，從而降低干擾的影響；而對于外接電源，應(yīng)該爭取供電電源的獨立性，避免電網(wǎng)對PLC控制系統(tǒng)的影響，或者增強供電設(shè)備的抗干擾性；而對于外接引線，最好采取雙絞線，從而降低電磁輻射的強度，而對于接地導(dǎo)線，PLC應(yīng)該采取合適的絕緣體進行屏蔽，從而使得電磁輻射降低。
3.2 軟件抗干擾措施
PLC控制系統(tǒng)其實就是微型計算機，唯一與微型計算機的區(qū)別就是其針對性較強，而這種針對性之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，從某種角度來說就是通過對軟件的設(shè)計已達到PLC控制系統(tǒng)的功能，因此可以從軟件的角度采取抗干擾措施以便PLC控制系統(tǒng)能更好地工作。而這就需要對程序的設(shè)計進行更新，增強對信號的處理，即優(yōu)化數(shù)學(xué)處理，進而降低輸入輸出信號的電磁輻射干擾，除此之外，也要優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部零件之間的關(guān)系，降低零件工作過程中可能出現(xiàn)的崩壞現(xiàn)象，從而最大限度地降低PLC故障出現(xiàn)的次數(shù)。
4 研究PLC控制系統(tǒng)干擾與抗干擾措施的社會意義
PLC控制系統(tǒng)自20世紀60年代被提出以來，由于其針對性較強以及當(dāng)前社會對工業(yè)發(fā)展的要求，使得短短不到100年的時間，PLC控制系統(tǒng)逐漸成為了社會各個領(lǐng)域發(fā)展的領(lǐng)軍者，但是由于PLC控制系統(tǒng)極其精細并且對周圍環(huán)境特別敏感，這就在一定程度上使得PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施的研究一直是相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜宜攸c研究的課題，而通過PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施，不僅可以大幅度地提升PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命，而且在一定程度上還能夠促進計算機以及微電子行業(yè)的發(fā)展。
5 結(jié)語
綜上所述，這些年來，隨著工業(yè)化建設(shè)以及科技的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)逐漸成為了各個行業(yè)發(fā)展不可或缺的重要控制系統(tǒng)。而事實證明，PLC在工業(yè)發(fā)展中的專業(yè)性使得PLC控制系統(tǒng)逐漸成為了工業(yè)發(fā)展的核心，但是由于PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部因素以及外界環(huán)境的影響，導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)極易出現(xiàn)故障，但是隨著科學(xué)家們的不懈研發(fā)，不少抗干擾措施都正在投入使用，并取得了喜人的結(jié)果。
參考文獻
關(guān)鍵詞：PCL控制系統(tǒng)；可靠性；設(shè)計
在現(xiàn)代工程實踐過程中，PLC可編程控制器大多數(shù)作為各種生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)的零部件來使用，PLC的應(yīng)用大大提升了控制系統(tǒng)、設(shè)備以及工作的可靠性，比以前的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)具有較為顯著的優(yōu)勢。隨著生產(chǎn)過程控制自動化程度要求的不斷提高，整個系統(tǒng)的可靠性要求也開始有所轉(zhuǎn)變。[1]
1 影響PLC控制系統(tǒng)可靠性的因素以及衡量方法
PLC控制系統(tǒng)一般有生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備以及PLC構(gòu)成，任何設(shè)備運行系統(tǒng)組成部件出現(xiàn)故障都會對系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生影響。[2]所以對系統(tǒng)的可靠性影響因素進行分析，是提升可靠性設(shè)計、控制系統(tǒng)順利運行的基礎(chǔ)。
PLC系統(tǒng)工作的可靠性較為明顯，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)的各種故障中，PLC故障僅占5%。PLC控制系統(tǒng)的故障一般出現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備中，占整個系統(tǒng)故障的95%，與PLC相接的輸出、輸入設(shè)備可靠性對于PLC控制系統(tǒng)的影響較為明顯。
一般情況下用來衡量PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性數(shù)值的有失效率λ、可靠度R（t）以及平均故障間隔時間MTBF、可用性V等不同的參數(shù)，由于PLC控制系統(tǒng)的可靠性模型一般被看成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，具體含義如圖1所示。
2 做好PLC控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計工作
對于整個電控系統(tǒng)來分析，要想順利完成可靠性的設(shè)備及工作，就要先對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各種故障進行預(yù)防以及預(yù)測，明確系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)以及潛在隱患，在完成整個設(shè)計預(yù)測以及設(shè)計改進工作之后，從而保證系統(tǒng)滿足可靠性的具體要求，可靠性設(shè)計的方法主要包括對各種可靠性的設(shè)計準則進行貫徹與制定，科學(xué)合理的選擇以及使用零部件和元器件，從根本上完成降額設(shè)計、冗余設(shè)計、耐環(huán)境設(shè)計、電磁兼容設(shè)計以及動態(tài)設(shè)計等工作。
PLC作為一種可靠性較高的控制裝置，輸出執(zhí)行元件的可靠性以及輸入信號元件的可靠性是保證各種控制系統(tǒng)可靠性的主要的元器件。[3]因此，只有使用高質(zhì)量的元器件，才能夠順利完成對高故障率的元件實施故障以及狀態(tài)監(jiān)控的診斷工作。利用PLC內(nèi)部的軟元件來屏蔽各種錯誤輸入的信號。對于較為關(guān)鍵的部位，可以通過冗余設(shè)計來完成整個可靠性的工作。
2.1 使用高質(zhì)量的元器件以及成熟的技術(shù)
要想保證PLC控制系統(tǒng)設(shè)計工作的順利完成，成熟的技術(shù)在整個系統(tǒng)設(shè)計工作中占據(jù)著較為重要的地位。在對軟件程序以及硬件電路進行設(shè)計，若存在某種缺陷，當(dāng)發(fā)生各種破壞現(xiàn)象時，將會出現(xiàn)比較嚴重的后果。
選擇高質(zhì)量的元器件，是保證系統(tǒng)可靠性的前提條件，元器件的可靠性主要分為兩種：使用可靠和固有可靠，使用可靠主要是指設(shè)計工作人員所作出的正確使用以及選擇；固有可靠則是指通過元器件的制造以及設(shè)計來完成。
2.2 設(shè)計科學(xué)的故障檢測程序
在PLC控制系統(tǒng)運行過程中，還可能用到邏輯錯誤檢測法，各種輸出、輸入信號以及中間記憶裝置之間都存在確定的邏輯關(guān)系，各種邏輯關(guān)系的異常都會導(dǎo)致控制系統(tǒng)發(fā)生嚴重的故障。[4]所以，首先可以對較為常見的邏輯異常故障程序進行編寫，并將其加入到用戶程序中。
2.3 通過PLC內(nèi)部定時器來屏蔽輸入的信號錯誤
在生產(chǎn)機械運動的控制過程中PLCD的應(yīng)用較為廣泛，部分機械運動速度相對均勻，整個運動時間與行程關(guān)系較為明確。因為現(xiàn)場工作環(huán)境較為惡劣，在實際操作過程中受到各種振動等其他原因而導(dǎo)致系統(tǒng)誤動作的出現(xiàn)。如果在進行編程時，使用兩個內(nèi)部定時器，并在PLC正常的發(fā)出信號時間內(nèi)進行采樣，屏蔽掉其他時間段可能出現(xiàn)的各種錯誤信號，從根本上提升PLC輸入信號的科學(xué)性以及可靠性。
3 結(jié)束語
PLC系統(tǒng)本身可靠性相對較高時，對于控制系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生影響的因素主要是PLC接口的輸入元件和輸出執(zhí)行元件，選用高質(zhì)量的元器件以及成熟的技術(shù)，利用PLC內(nèi)部各種軟元件，設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的故障檢測程序以及診斷程序，避免出現(xiàn)輸出元件的錯誤動作，對較為重要的元件進行硬件以及軟件保護，合理有效地配置PCL以及軟件和硬件資源的冗余措施，從根本上保證控制系統(tǒng)運行的可靠性以及安全性。
參考文獻
[1]石磊，陳亞娜.PLC控制系統(tǒng)的可靠性研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，2：165-166+169.
[2]歐陽雄，寧振忠.PLC控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計研究[J].電子世界，2014，16：92.
