可控(kong)制(zhi)編程系(xi)統（PLC）作為工業自(zi)動化(hua)中的(de)主流控(kong)制(zhi)產品(pin)，自(zi)誕生至今已(yi)經半個世紀，隨著半導體技(ji)術、計(ji)算機技(ji)術和通信(xin)技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)，工業控(kong)制(zhi)領域已(yi)有翻天覆地(di)的(de)變化(hua)，PLC在性(xing)能、功能、易(yi)用(yong)性(xing)和產品(pin)形態等方面已(yi)經經歷了五代(dai)變革。今天我們就來談談關于(yu)PLC難題的(de)解(jie)決(jue)辦法(fa)。

　　PLC是一類(lei)可(ke)編程(cheng)(cheng)的存(cun)儲器，用于其內部存(cun)儲程(cheng)(cheng)序，執行邏輯運算、順序控制(zhi)、定(ding)時(shi)、計數(shu)(shu)與算術操作等面向用戶(hu)的指令(ling)，并通過(guo)數(shu)(shu)字或模擬式輸入輸出控制(zhi)各類(lei)型(xing)的機械(xie)或生產過(guo)程(cheng)(cheng)。

一、抗干擾問題

　　隨著科學技術(shu)的(de)發展(zhan)，PLC在工業(ye)控制中(zhong)的(de)應用越來(lai)越廣泛，它的(de)可(ke)靠(kao)性也直(zhi)接影響到工業(ye)企業(ye)的(de)安全生產和(he)經濟運(yun)行，系(xi)(xi)統(tong)的(de)抗干擾能力(li)是關系(xi)(xi)到整個系(xi)(xi)統(tong)可(ke)靠(kao)運(yun)行的(de)關鍵。

　　要(yao)提高(gao)PLC控制(zhi)系統可靠性(xing)，一方面(mian)要(yao)求PLC生產廠家提高(gao)設備的(de)(de)抗干擾能(neng)力(li)；另(ling)一方面(mian)，要(yao)求工程設計、安(an)裝(zhuang)施工和使用維(wei)護中引起高(gao)度(du)重視，多方配合才能(neng)完善解決問題，有效地增強系統的(de)(de)抗干擾性(xing)能(neng)。

　　【干擾源及干擾一(yi)般(ban)分類】

　　影響(xiang)PLC控(kong)(kong)制系統的(de)干(gan)擾源(yuan)與一(yi)般影響(xiang)工業(ye)控(kong)(kong)制設備的(de)干(gan)擾源(yuan)一(yi)樣(yang)，大都(dou)產生在電(dian)流(liu)或電(dian)壓(ya)劇烈變化的(de)部位(wei)，這些(xie)電(dian)荷劇烈移動的(de)部位(wei)就是噪聲源(yuan)，即干(gan)擾源(yuan)。

　　干擾源(yuan)通常(chang)按干擾產生的原因、噪(zao)聲干擾模式和噪(zao)聲的波形性質(zhi)的不同劃分。

　　1.按噪(zao)聲(sheng)產生的(de)原因不同(tong)：放電噪(zao)聲(sheng)、浪涌噪(zao)聲(sheng)、高頻(pin)震蕩噪(zao)聲(sheng)

　　2.按噪(zao)聲(sheng)的波形、性質不同(tong)：持續噪(zao)聲(sheng)、偶(ou)發(fa)噪(zao)聲(sheng)

　　3.按噪聲的干擾模(mo)(mo)式不同：共(gong)模(mo)(mo)干擾、差模(mo)(mo)干擾

　　其(qi)中(zhong)共(gong)(gong)模(mo)干擾和差(cha)模(mo)干擾是一種(zhong)比(bi)較(jiao)常(chang)見的(de)(de)(de)分類方法。共(gong)(gong)模(mo)干擾是型號對地的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)差(cha)，主要由(you)電(dian)(dian)網串入、地電(dian)(dian)位(wei)(wei)差(cha)及空間電(dian)(dian)磁輻射在(zai)信號線上感(gan)應(ying)的(de)(de)(de)共(gong)(gong)態（同方向）電(dian)(dian)壓(ya)迭加所(suo)形成、共(gong)(gong)模(mo)電(dian)(dian)壓(ya)有時比(bi)較(jiao)大、特(te)別是采(cai)用隔(ge)離性能差(cha)的(de)(de)(de)配電(dian)(dian)器(qi)供(gong)電(dian)(dian)室(shi)，變送器(qi)輸出信號的(de)(de)(de)共(gong)(gong)模(mo)電(dian)(dian)壓(ya)普遍較(jiao)高(gao)，有的(de)(de)(de)可高(gao)達130V以上。共(gong)(gong)模(mo)電(dian)(dian)壓(ya)通過不對稱電(dian)(dian)路可轉換成差(cha)模(mo)電(dian)(dian)壓(ya)，直接影響測控信號，造(zao)成元器(qi)件損壞，這種(zhong)共(gong)(gong)模(mo)干擾可為直流(liu)，也可以是交流(liu)。

　　差(cha)模干(gan)擾(rao)(rao)是指作用于(yu)信號兩(liang)極間(jian)的(de)干(gan)擾(rao)(rao)電(dian)壓，主要由空間(jian)電(dian)磁場在信號間(jian)耦合感應及由不平衡電(dian)路轉換共模干(gan)擾(rao)(rao)所形(xing)成(cheng)的(de)電(dian)壓，這種直接疊加(jia)在信號上(shang)，直接影響測量與控制精度。

【電磁(ci)干(gan)擾的主要來源】

　　1.來(lai)自空間的(de)輻射干(gan)擾

　　空間的(de)輻射(she)電(dian)(dian)磁(ci)場(chang)（EMI）主要是(shi)由電(dian)(dian)力網絡、電(dian)(dian)氣設(she)備的(de)暫態過程、雷電(dian)(dian)、無(wu)線電(dian)(dian)廣播、電(dian)(dian)視、雷達(da)、高頻(pin)感應(ying)加熱設(she)備等產生的(de)，通常稱為輻射(she)干擾。

　　主要通(tong)過兩條路(lu)徑干(gan)擾(rao)： 

　　1）直(zhi)接對PLC內(nei)部的(de)輻射(she)，郵電路感(gan)應產生干(gan)擾(rao)

　　2）對PLC通信(xin)內網(wang)絡的(de)輻射，由通信(xin)線(xian)路的(de)感應引入干擾(rao)

　　輻射(she)干擾與現場設(she)(she)備(bei)布置及(ji)(ji)設(she)(she)備(bei)所產生的的電磁場大小，特別(bie)是頻(pin)率有關，一般通過設(she)(she)置屏(ping)蔽(bi)電纜和PLC局(ju)部屏(ping)蔽(bi)及(ji)(ji)高壓泄放元(yuan)件進行保護。

　　2.來自系統外(wai)引線(xian)的干擾

　　主要通過電源(yuan)和信號線引(yin)入(ru)，通常稱為傳導(dao)干擾。這種(zhong)干擾在我國(guo)工業現場(chang)較嚴重。

　　1）來(lai)自電源(yuan)的干擾

　　實(shi)踐證(zheng)明，因電(dian)源(yuan)引入的(de)干擾造成PLC控制系(xi)統故(gu)障的(de)情況(kuang)很多，后(hou)更換(huan)隔(ge)離性(xing)能更高的(de)PLC電(dian)源(yuan)，問題才(cai)得以解決。

　　PLC電源(yuan)通常采用隔離電源(yuan)，但其(qi)機構及制造(zao)工藝因素使其(qi)隔離性并(bing)不理想。實際上，由于分(fen)布(bu)參數特別是分(fen)布(bu)電容的(de)存在，絕對隔離是不可能的(de)。

　　2）來自信號線引(yin)入的干(gan)擾

　　與PLC控制系統連接(jie)的各類信(xin)號傳輸線，除了傳輸有效的各類信(xin)息之外，總會有外部干擾信(xin)號侵(qin)入。

　　此干擾主要有(you)兩(liang)種途徑：一是通過變送器供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源或共用信(xin)號儀表(biao)的(de)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源串(chuan)入的(de)電(dian)(dian)網干擾，這往(wang)往(wang)被忽(hu)視；

　　二(er)是(shi)信(xin)號(hao)(hao)線受(shou)空間(jian)電磁輻射感應的干擾，即信(xin)號(hao)(hao)線上的外部感應干擾，這是(shi)很嚴重(zhong)的。

　　3）來自(zi)接地系統混亂時的干(gan)擾

　　接地是提高(gao)電(dian)(dian)子設備電(dian)(dian)磁兼容性（EMC）的有效(xiao)手(shou)段之一。正(zheng)確的接地，既能(neng)抑制電(dian)(dian)磁干擾的影(ying)響(xiang)，又能(neng)抑制設備向外發(fa)出干擾；而錯誤(wu)的接地，反而會引入嚴(yan)重的干擾信號，使(shi)PLC系統將無法正(zheng)常工作。

　　PLC控(kong)制系(xi)統(tong)的地(di)(di)線包括系(xi)統(tong)地(di)(di)、屏蔽地(di)(di)、交流地(di)(di)和保護(hu)地(di)(di)等。接地(di)(di)系(xi)統(tong)混亂(luan)對(dui)PLC系(xi)統(tong)的干擾(rao)主要是各個接地(di)(di)點電(dian)位分(fen)布不均，不同(tong)接地(di)(di)點間存在地(di)(di)電(dian)位差，引起地(di)(di)環路(lu)電(dian)流，影(ying)響系(xi)統(tong)正常工作。

　　3.來(lai)自(zi)PLC系統內部的干擾(rao)

　　主要由系(xi)統(tong)內(nei)部(bu)元(yuan)器(qi)(qi)件及(ji)電(dian)(dian)路間的(de)相(xiang)互電(dian)(dian)磁輻射產生，如邏輯電(dian)(dian)路相(xiang)互輻射及(ji)其對(dui)模擬電(dian)(dian)路的(de)影(ying)響，模擬地與邏輯地的(de)相(xiang)互影(ying)響及(ji)元(yuan)器(qi)(qi)件間的(de)相(xiang)互不匹(pi)配使用等。這都屬于PLC制造廠對(dui)系(xi)統(tong)內(nei)部(bu)進行電(dian)(dian)磁兼容設(she)計的(de)內(nei)容，比較復(fu)雜(za)，作為應用部(bu)門是無(wu)法(fa)改變(bian)，可不過多考慮，但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的(de)系(xi)統(tong)。

　　【抗干擾設計】

　　1.設備選型

　　在(zai)選擇(ze)設備時，首先(xian)要選擇(ze)有較高抗(kang)(kang)干(gan)擾(rao)能力的(de)(de)(de)(de)產品，其包括了(le)電磁兼容性(xing)(xing)（EMC），尤其是(shi)抗(kang)(kang)外部(bu)干(gan)擾(rao)能力，如(ru)采用(yong)浮地技術、隔離性(xing)(xing)能好(hao)的(de)(de)(de)(de)PLC系統；其次還(huan)應(ying)(ying)了(le)解(jie)生產廠給出的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)干(gan)擾(rao)指標，如(ru)共(gong)模擬(ni)制比、差模擬(ni)制比，耐壓能力、允(yun)許在(zai)多大電場(chang)強(qiang)(qiang)度和多高頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)磁場(chang)強(qiang)(qiang)度環(huan)境中工作(zuo)；另外是(shi)靠考查其在(zai)類似工作(zuo)中的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)實績。

　　2.綜合抗(kang)干(gan)擾設計

　　主(zhu)要(yao)考慮來自系統外(wai)部的幾種如果(guo)抑制措施，主(zhu)要(yao)內容(rong)包括(kuo)：對PLC系統及外(wai)引(yin)線進(jin)行屏蔽以防(fang)空間輻射電(dian)磁(ci)干擾；對外(wai)引(yin)線進(jin)行隔離、濾波，特(te)別是原理動力電(dian)纜，分層布置(zhi)，以防(fang)通(tong)過外(wai)引(yin)線引(yin)入傳導電(dian)磁(ci)干擾；正確設(she)計接地(di)(di)點(dian)和接地(di)(di)裝(zhuang)置(zhi)，完善接地(di)(di)系統。另外(wai)還必須利用軟(ruan)件(jian)手段，進(jin)一步提高(gao)系統的安全可(ke)靠(kao)性。

　　【主要抗干擾措施】

　　1.采用性能優良的(de)電源，抑制電網引入(ru)的(de)干擾

　　在PLC控制系(xi)(xi)統中(zhong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)占有極(ji)重(zhong)要的(de)地位。電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)干擾(rao)串入PLC控制系(xi)(xi)統主要通過PLC系(xi)(xi)統的(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)（如(ru)CPU 電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)、I/O電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)等）、變(bian)送(song)器供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)和與PLC系(xi)(xi)統具有直接(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)氣(qi)連接(jie)的(de)儀(yi)表供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)等耦合進(jin)入的(de)。

　　現在，對于(yu)PLC系(xi)統(tong)供(gong)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，一(yi)般(ban)都采(cai)用隔(ge)(ge)離(li)性(xing)能(neng)較(jiao)好(hao)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，而(er)對于(yu)變(bian)送器供(gong)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)和PLC系(xi)統(tong)有直接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)氣連接(jie)(jie)的(de)(de)(de)儀表的(de)(de)(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，并沒受到足夠的(de)(de)(de)重視(shi)，雖然采(cai)取了一(yi)定的(de)(de)(de)隔(ge)(ge)離(li)措(cuo)施，但普遍還不夠，主(zhu)要是使用的(de)(de)(de)隔(ge)(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器分布參(can)數大，抑制(zhi)干(gan)擾(rao)能(neng)力差，經(jing)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)耦合而(er)串入(ru)共模干(gan)擾(rao)、差模干(gan)擾(rao)。

　　所以，對于變送器(qi)和(he)共用信號儀表供(gong)電應選擇分布電容(rong)小、抑制帶(dai)大（如采用多次隔離和(he)屏(ping)蔽(bi)及漏感技術）的配電器(qi)，以減少PLC系統的干擾。

　　2. 電纜選擇的敖設

　　不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的信(xin)號(hao)分(fen)(fen)別由不(bu)同(tong)電(dian)纜(lan)(lan)傳(chuan)(chuan)輸，信(xin)號(hao)電(dian)纜(lan)(lan)應(ying)按(an)傳(chuan)(chuan)輸信(xin)號(hao)種類(lei)分(fen)(fen)層敖設(she)，嚴禁用同(tong)一電(dian)纜(lan)(lan)的不(bu)同(tong)導(dao)線同(tong)時傳(chuan)(chuan)送動力(li)電(dian)源和(he)信(xin)號(hao)，避(bi)免(mian)信(xin)號(hao)線與(yu)動力(li)電(dian)纜(lan)(lan)靠近平行敖設(she)，以減(jian)少電(dian)磁(ci)干擾。

　　3.硬(ying)件濾波及(ji)軟件抗如果措施

　　信(xin)號(hao)在(zai)接入(ru)計算機前(qian)，在(zai)信(xin)號(hao)線與地(di)間(jian)并接電(dian)容，以減(jian)少(shao)共模干擾(rao)(rao)；在(zai)信(xin)號(hao)兩極間(jian)加裝濾波器可(ke)減(jian)少(shao)差模干擾(rao)(rao)。

　　4.正確(que)選(xuan)擇接地點，完善接地系統

　　接(jie)(jie)地(di)的目(mu)的通常有(you)兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾(rao)。完善的接(jie)(jie)地(di)系統(tong)是PLC控(kong)制系統(tong)抗電磁(ci)干擾(rao)的重要措(cuo)施(shi)之(zhi)一。系統(tong)接(jie)(jie)地(di)方(fang)(fang)式(shi)有(you)：浮地(di)方(fang)(fang)式(shi)、直接(jie)(jie)接(jie)(jie)地(di)方(fang)(fang)式(shi)和電容(rong)接(jie)(jie)地(di)三(san)種方(fang)(fang)式(shi)。

　　信號(hao)源(yuan)接(jie)(jie)地時，屏蔽層應(ying)在(zai)信號(hao)側接(jie)(jie)地；不接(jie)(jie)地時，應(ying)在(zai)PLC側接(jie)(jie)地；信號(hao)線中間有接(jie)(jie)頭(tou)時，屏蔽層應(ying)牢固連(lian)接(jie)(jie)并(bing)進行(xing)絕緣(yuan)處理，一定要避免多點接(jie)(jie)地；多個測點信號(hao)的(de)屏蔽雙絞線與多芯對絞總(zong)屏電纜連(lian)接(jie)(jie)時，各屏蔽層應(ying)相互(hu)連(lian)接(jie)(jie)好，并(bing)經絕緣(yuan)處理。

　　二、提高運(yun)行效率(lv)

　　1.根據工程實際(ji)需求，進行功能塊規劃

　　編(bian)寫子(zi)(zi)程(cheng)序(xu)(xu)在(zai)PLC中(zhong)子(zi)(zi)程(cheng)序(xu)(xu)是(shi)為(wei)一(yi)些特定的(de)(de)控制(zhi)目的(de)(de)編(bian)制(zhi)的(de)(de)相對獨立的(de)(de)程(cheng)序(xu)(xu)。執行子(zi)(zi)程(cheng)序(xu)(xu)調用(yong)指令CALL等，如果條件不(bu)滿足子(zi)(zi)程(cheng)序(xu)(xu)調用(yong)時,程(cheng)序(xu)(xu)的(de)(de)掃(sao)描就僅在(zai)主程(cheng)序(xu)(xu)中(zhong)進行，不(bu)再去掃(sao)描這段(duan)子(zi)(zi)程(cheng)序(xu)(xu),這樣(yang)就減少不(bu)必要的(de)(de)掃(sao)描時間(jian)。

　　2.用字或(huo)雙字數據(ju)傳送給DO點方法來控制輸出

　　在PLC的應(ying)(ying)用(yong)中通常都(dou)會有大(da)量的輸(shu)(shu)出(chu)控(kong)制(zhi)，用(yong)字(zi)或雙字(zi)數據傳送給DO點方法來控(kong)制(zhi)輸(shu)(shu)出(chu)可以(yi)(yi)提(ti)高速度，只要根據實際(ji)應(ying)(ying)用(yong)的要求，合(he)理分配輸(shu)(shu)出(chu)地址，變換控(kong)制(zhi)輸(shu)(shu)出(chu)控(kong)制(zhi)字(zi)，可以(yi)(yi)大(da)大(da)減少PLC程序執(zhi)行(xing)(xing)的步數，從而(er)加快(kuai)PLC的程序運(yun)行(xing)(xing)速度。

　　3.脈沖(chong)觸(chu)發SET、RESET

　　PLC中(zhong)，使(shi)用SET指令只執行(xing)(xing)一次(ci)即可，不必每次(ci)掃(sao)描都執行(xing)(xing)這(zhe)個指令，很適合與脈沖(chong)輸出(chu)（PLS/PLF）指令配合使(shi)用。有些工程人員(yuan)忽視了這(zhe)個問題(ti)，使(shi)用了常規(gui)的方法來驅(qu)動(dong)SET指令，無意(yi)中(zhong)增加(jia)了PLC程序掃(sao)描運行(xing)(xing)時間(jian)。