試論PLC控制技術的優(yōu)勢與抗干擾對策

陳 莉（長沙職業(yè)技術學院,長沙 410217）

試論PLC控制技術的優(yōu)勢與抗干擾對策

陳 莉
（長沙職業(yè)技術學院,長沙 410217）

PLC在工業(yè)生產(chǎn)電氣設備自動控制中的廣泛應用，促進了PLC制造業(yè)的快速發(fā)展，為了提高PLC在工作環(huán)境中的運行穩(wěn)定性，可以從電源、輸入信號端和軟件等方面進行抗干擾設計的優(yōu)化。

PLC;控制技術;優(yōu)勢;抗干擾

可編程控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，PLC采用可編程存儲器進行程序的存儲，并根據(jù)程序執(zhí)行邏輯的運算、順序控制、定時和計數(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)中的應用為工業(yè)自動化和機械化提供了技術基礎，促進了世界工業(yè)的發(fā)展，并推動了社會和經(jīng)濟的進步。

1 PLC控制技術的優(yōu)勢分析

1.1 使用方便，編程簡單

PLC控制器雖然是基于計算機邏輯理論發(fā)展而來，由于其邏輯針對性較強，因此語言較為簡單。一般來說PLC會采用簡明的梯形圖、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，與計算機編程語言有很大區(qū)別。用戶在使用PLC時，無需掌握計算機語言就能夠進行編程操作，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，性價比高

PLC集成了大量編程元件，一臺小型的PLC能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的控制功能，并滿足不同用戶對自動控制的需求。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)通信實現(xiàn)遠程控制，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被廣泛的應用于工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)的對PLC控制功能多樣化的迫切需求，也促進了可編程控制器制造領域的發(fā)展。如今的PLC產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了標準化、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。用戶在應用PLC時，可以根據(jù)自己的生產(chǎn)需要進行自由的模塊配置，并根據(jù)有效的模塊配置實現(xiàn)不同的控制需求。隨著PLC的標準化程度越來越高，PLC接線也十分簡單，沒有技術壁壘，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)動一般的電磁閥和小型交流接觸器，其較強的帶負載能力，能夠有效的應對各種工業(yè)環(huán)境。

1.4 系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試的工作量小

PLC集合中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等繼電器系統(tǒng)的功能，但設計安裝只需要安裝一個PLC控制器，相比于原本的繼電器控制系統(tǒng)而言，設計、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)約設計時間。PLC的調(diào)試可以在實驗室模擬環(huán)境中進行，調(diào)試好后再安裝到工作環(huán)境中。這種實驗室調(diào)試能夠有效的提高PLC在工作環(huán)境中的適應性，通過實驗室調(diào)試，PLC安裝于工作環(huán)境后只需要進行簡單的程序修改就能夠滿足生產(chǎn)。

2 PLC的抗干擾對策

電氣設備對可靠性的要求很高，雖然PLC在設計時會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，我們在應用PLC時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)的電壓和電流波動在所難免，另外由于PLC在使用時可能處于到雷電、無線電、雷達等信號輻射范圍內(nèi)，因此由于電磁感應作用很可能對PLC的供電電源產(chǎn)生干擾。PLC的電源干擾抑制，一般會采用局部屏蔽或者高壓泄放元件進行電源保護。在進行局部屏蔽時，我們需要選擇性能良好的材料對電源變壓器、中央處理器、編程器等容易受到干擾的器件進行有效的屏蔽，防止外界信號的干擾和影響。為了避免電網(wǎng)電壓和電流波動給PLC帶來的影響和破壞，可以采用多級濾波處理并用集成電壓調(diào)整期進行電壓調(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，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的安全運行，一般在PLC接地系統(tǒng)中，需要有完整的信號地、交流地、屏蔽地、保護地設置，從而避免電網(wǎng)電壓和電流波動對PLC運行時的干擾和破壞。

2.2 信號線引入防干擾措施

信號線引入的防干擾措施。動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應采用雙絞線連接。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，通過半導體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進行解調(diào)變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間絕對獨立。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，進行PLC軟件系統(tǒng)的抗干擾設計，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工作時行程按鈕和開關可能會由于振動的作用向控制器反饋錯誤的信號，我們可以在系統(tǒng)中加設定時器使行程按鈕和行程開關的信號反饋延遲，從而實現(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由于其鮮明的特點和廣泛的應用優(yōu)勢應用于工業(yè)生產(chǎn)的電氣設備控制中，雖然PLC具有極高的運行穩(wěn)定性和可靠性，但為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對PLC穩(wěn)定性的需求，我們?nèi)匀豢梢栽陔娫?、信號輸入端以及軟件等方面進行有效的抗干擾設計，通過這些設計，能夠讓PLC更好的工業(yè)的發(fā)展和進步貢獻力量。

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

[2]解華明.PLC控制技術的優(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、機床電氣控制技術與PLC等課程的教學。