西門子PLC雖然是在開關(guān)量控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的工業(yè)控制裝置，但為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的需要，其功能在不斷增強(qiáng)，第二代PLC就能實(shí)現(xiàn)模擬量控制。當(dāng)今第四代PLC已增加了許多模擬量處理的功能，能勝任各種較為復(fù)雜的模擬控制，除具有較強(qiáng)的PID控制外，還具有各種各樣的過程控制模塊等。近年來PLC在模擬量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，已成功地應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械等行業(yè)的模擬量控制系統(tǒng)中西門子6ES7135-6HD00-0BA1西門子6ES7135-6HD00-0BA1
   plc系統(tǒng)的干擾源根據(jù)其來源分為內(nèi)部干擾源和外部干擾源。內(nèi)部干擾源主要包括：由于元器件布局不合理造成內(nèi)部信號(hào)相互串?dāng)_;線路中存在的電容性元件引起的寄生振蕩;數(shù)字地、模擬地和系統(tǒng)地處理不當(dāng)。外部干擾源包括供電電源電壓波動(dòng)和高次諧波的干擾;開關(guān)通斷形成的高、低頻干擾;動(dòng)力強(qiáng)電信號(hào)在系統(tǒng)中產(chǎn)生感應(yīng)電勢引起的干擾;其它設(shè)備通過電容耦合串入控制系統(tǒng)而引起的干擾等。按鈕、繼電器等工作時(shí)觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電弧，雷擊和靜電產(chǎn)生的火花放電，接觸器線圈、斷電器線圈、電磁鐵線圈等感應(yīng)負(fù)載斷開時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，外界的高頻加熱器、高頻淬火設(shè)備、雜亂的無線電波信號(hào)、電源電壓的波動(dòng)等等，以上這些都是能夠使plc出現(xiàn)誤動(dòng)作的典型干擾。
   在實(shí)際開發(fā)過程中，應(yīng)充分考慮到對(duì)plc的各種不利因素。在硬件、軟件的設(shè)計(jì)和安裝中采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，就可以使控制系統(tǒng)、可靠地運(yùn)行。在應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)器時(shí)往往會(huì)碰到如下一系列問題，計(jì)數(shù)器與輸入計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的脈沖電平不匹配。如旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵尺數(shù)據(jù)輸出是TTL電平，而PLC高速計(jì)數(shù)器為確保工業(yè)現(xiàn)場的高抗干擾性能，卻要求接受的是0-24v傳輸脈沖信號(hào)、又有的編碼器為了提高編碼可靠性，提供A+、A-，B+、B-，Z+、Z-對(duì)稱反相的編碼計(jì)數(shù)脈沖或者是提供A+、A-，B+、B-，Z+、Z-對(duì)稱反向的正弦矢量差分、差模信號(hào)，但PLC高速計(jì)數(shù)器要求接收的是單相計(jì)數(shù)脈沖。而使用者沒有選擇用到合適的轉(zhuǎn)換接口而放棄了其中一相（編碼器本因?yàn)橐岣呦到y(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場抗。
   在工業(yè)現(xiàn)場的干擾是錯(cuò)綜復(fù)雜的，由來自控制現(xiàn)場如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)停止、大電流接觸器的切換、可控硅的調(diào)相干擾、電弧電脈沖、電磁波等等復(fù)雜的干擾群，那縱向和橫向電磁干擾是羅列不完。問題終綜合反映在計(jì)數(shù)脈沖上，產(chǎn)生了寄生毛刺信號(hào)或寄生干擾脈沖，寄生毛刺脈沖如果沒有得到有效的遏止整形。所以必然會(huì)導(dǎo)致PLC高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)精度不穩(wěn)定、不可靠、產(chǎn)生累計(jì)誤差、經(jīng)常會(huì)碰到偶發(fā)性的計(jì)數(shù)出錯(cuò)等一系列問題。所以許多部件在實(shí)驗(yàn)室做模擬試驗(yàn)時(shí)是完好無誤的，而一旦到了工業(yè)現(xiàn)場卻出現(xiàn)種種不正常的現(xiàn)象。這往往是因?yàn)楹雎粤讼到y(tǒng)設(shè)計(jì)的整體概念，各個(gè)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的不匹配所產(chǎn)生的系統(tǒng)性干擾。它會(huì)直接影響到PLC控制精度，使得原本為了提高控制精度而設(shè)置的功。
   可以與PLC的輸入或輸出電源共用，但必須安裝有獨(dú)立的保護(hù)元件依次類推。通過在PMG-123中配置的Modbus相關(guān)命令對(duì)應(yīng)的Modbus從站寄存器地址數(shù)據(jù)都能夠在PLC對(duì)應(yīng)的I/O映射區(qū)地址中實(shí)現(xiàn)采集和監(jiān)控。老化沒有使用次數(shù)限制繼電器是機(jī)械元件所以有動(dòng)作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒有使用次數(shù)限制。繼電器的每分鐘開關(guān)次數(shù)也是有限制的，而晶體管則沒有。晶體管也有大電流，如5A以上。是晶體管輸出的當(dāng)有后接繼電器時(shí)，要注意繼電器線圈極性（一般線圈上都接有保護(hù)二極管或指示燈），否則會(huì)燒壞晶體管。考慮各方面的因素，合理有效地干擾，對(duì)有些干擾情況還需做具體分析，本文僅對(duì)常用的硬件和軟件抗干擾措施進(jìn)行了探。
   以下簡單介紹一下共模干擾和常模干擾。（1）共模干擾電源線、輸入/輸出信號(hào)線與接地線之間所產(chǎn)生的電位差會(huì)對(duì)plc內(nèi)部回路與各線路的外部信號(hào)之間的寄生電容進(jìn)行放電，引起plc內(nèi)部回路電壓劇烈波動(dòng)，這種干擾稱為共模干擾。各導(dǎo)線上感應(yīng)電弧、高電位的感應(yīng)電壓、電波和靜電等均為共模干擾源。寄生電容的容量越小，plc內(nèi)部回路電壓波動(dòng)也越小。（2）常模干擾連接在線路上的感性負(fù)載或感性電器設(shè)備產(chǎn)生的反電勢稱之為常模干擾，它主要存在于電源線和輸入、輸出線上，也叫線間干擾。3干擾途徑plc控制系統(tǒng)受到干擾的主要途徑是電源線、輸入、輸出線和空中等部位。電源被干擾后，plc控制系統(tǒng)的供電質(zhì)量變差，引起plc控制失靈。輸入、輸出線被干擾。

   配置界面如下所示：Modbus寄存器起始地址和網(wǎng)關(guān)PM-160的內(nèi)存地址的映射關(guān)系可根據(jù)用戶實(shí)際需要手動(dòng)分配或者使用軟件的“自動(dòng)映射"功能實(shí)現(xiàn)。按用戶現(xiàn)場需要，在配置軟件中每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置了兩條讀命令，條命令連續(xù)讀取“路采樣"、“第二路采樣"、“第三路采樣"以及“瞬時(shí)值"，第二條命令讀取“累計(jì)流量"。在該項(xiàng)目中，用戶使用的是軟件的“自動(dòng)映射"地址功能。step7組態(tài)：在S7-300PLC的硬件組態(tài)界面中，導(dǎo)入Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUSDP網(wǎng)關(guān)PM-160的GSD文件后，在PROFIBUSDP總線下組態(tài)3個(gè)PROFIBUSDP從站（PM-160），其中，每個(gè)從站對(duì)應(yīng)的地址應(yīng)該與網(wǎng)關(guān)PM-160按鈕的設(shè)置值（即網(wǎng)關(guān)正常運(yùn)行狀態(tài)下數(shù)碼管的顯示值）一。
   置初值子程序：由監(jiān)控中心對(duì)時(shí)間、電耗、流量等累計(jì)參數(shù)按用戶的要求設(shè)定初始值。故障自檢子程序：檢測PLC的故障信息、校驗(yàn)信息，并發(fā)往監(jiān)控中心。控制子程序：根據(jù)監(jiān)控中心的命令，或現(xiàn)場自控條件輸出相應(yīng)的操作。通訊子程序；完成與監(jiān)控中心的各種通信功能。軟件流程見圖2，按此在新窗口瀏覽圖片其中通訊程序中，接收命令采用中斷處理，通過ATCH指令使中斷事件8在接收不同特征命令下執(zhí)行不同的程序。對(duì)串行通信的超時(shí)限制則通過設(shè)定內(nèi)部定時(shí)中斷來控制，其事件號(hào)為10，定時(shí)時(shí)間由SMB34的值確定。為減少通信的誤碼，采用偶校驗(yàn)及異或雙重校驗(yàn)措施。結(jié)論本系統(tǒng)在軟、硬件方面采取了多種措施。是現(xiàn)場終端選用了S7-200PL。
   卻發(fā)揮不了本該提高精度的效果。即理論設(shè)計(jì)精度與實(shí)際得到的效果差距甚遠(yuǎn)。有時(shí)誤認(rèn)為PLC高速計(jì)數(shù)器質(zhì)量有問題、編碼器有故障、碼盤線數(shù)還不夠多。且沒有找到問題的真跡源頭在哪里而無從著手，也沒有采取有效克服措施或者沒有找到有效的克服干擾的方法。為此我們針對(duì)這些在國內(nèi)電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)普遍存在而又常見的有共性的問題，專門精心比照分析，研究了許多國外引進(jìn)的大系統(tǒng)集成項(xiàng)目，自動(dòng)化控制程度比較高的比較經(jīng)典的控制系統(tǒng)時(shí)。發(fā)現(xiàn)有許多是常被我們?cè)O(shè)計(jì)師所忽略的細(xì)節(jié)，往往認(rèn)為是“多余"的或者是認(rèn)為可以“節(jié)省"開銷的部件，似乎那些接口件去掉照樣可以工作，有些部件當(dāng)下去掉確實(shí)反映不出有無的變化和必要性。尤其是在當(dāng)前市場競爭白日。
   比價(jià)競爭為競標(biāo)的不明智壓力下。常常是會(huì)在做設(shè)計(jì)時(shí)從成本角度考慮被“精簡"掉了。從而往往會(huì)形成許多國產(chǎn)化系統(tǒng)先天不足后天失調(diào)，在現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)試時(shí)常常卡口。在現(xiàn)場采取應(yīng)急措施，此時(shí)所采取措施常常是不十分完善的治標(biāo)不治本小倉貼。系統(tǒng)不耐用也就自然的了，反倒使工程日后無形的維護(hù)費(fèi)用變大，似乎和前期項(xiàng)目投入是互不關(guān)聯(lián)的兩家之的事。其實(shí)質(zhì)原因問題還是在自身，非常值得我們反思。我們對(duì)那些可“精簡多余"接口部件進(jìn)行分析研究后又在工業(yè)現(xiàn)場實(shí)地試驗(yàn)后方知，它在構(gòu)成系統(tǒng)整體集合時(shí)存在的必要性，選好對(duì)應(yīng)匹配的接口，是對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可靠保障。尤其是度要求比較高的機(jī)械電氣合一的數(shù)控項(xiàng)目中尤為重要。為此我們引進(jìn)了上而又成熟的接口技。
   可以與PLC基本電源共用，但回路中必須安裝獨(dú)立的保護(hù)器件（如斷路器等）。⑤當(dāng)用于PLC輸入信號(hào)的外部電源獨(dú)立設(shè)置時(shí)，此電源應(yīng)在設(shè)備總電源接通后，立即投入工怍，以便PLC通過輸入信號(hào)對(duì)設(shè)備的現(xiàn)行狀態(tài)實(shí)施有效的監(jiān)控。⑥用于PLC輸出信號(hào)的外部電源，可以與輸入電源共用或進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置。對(duì)于組成復(fù)雜、執(zhí)行元件較多的控制系統(tǒng)，可根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)電源。⑦當(dāng)PLC輸出使用公用外部電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)輸出對(duì)象的不同，分類設(shè)置多路保護(hù)（如斷路器等），且每一類輸出的電源接通次序應(yīng)有所區(qū)別。設(shè)計(jì)應(yīng)保證PLC的各類輸出電源的通斷，受強(qiáng)電控制回路“互鎖"條件的約束與控制。⑧用于系統(tǒng)中的其他控制回路用電源，在電壓相同時(shí)（如DC24V控制回路。

   交流線、直流線都應(yīng)盡量分開布線。開關(guān)量信號(hào)線與模擬量信號(hào)線也應(yīng)分開布線，而且后者應(yīng)采用屏蔽線，并且將屏蔽層接地。數(shù)字傳輸線也要采用屏蔽線，并且要將屏蔽層接地。plc系統(tǒng)單獨(dú)接地，也可以與其他設(shè)備公共接地，但嚴(yán)禁與其他設(shè)備串聯(lián)接地。連接接地線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（a）plc控制系統(tǒng)單獨(dú)接地。（b）plc系統(tǒng)接地端子是抗干擾的中性端子，應(yīng)與接地端子連接，其正確接地可以有效消除電源系統(tǒng)的共模干擾。（c）plc系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)小于100ω，接地線至少用20mm2的接地線，以防止感應(yīng)電的產(chǎn)生。（d）輸入輸出信號(hào)電纜的屏蔽線應(yīng)與接地端子端連接，且接地良好。（2）電源線、i/o線與動(dòng)力線動(dòng)力電纜為高壓大電流線。
   如上圖所示，在該界面，可實(shí)現(xiàn)對(duì)Modbus從站流量計(jì)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。根據(jù)在PMG-123及STEP7組態(tài)界面中設(shè)置的Modbus從站寄存器地址和PLC中I/O數(shù)據(jù)映射關(guān)系，PLC輸入映射地址PIWPIW258對(duì)應(yīng)的兩個(gè)字是Modbus從站地址為1的流量計(jì)的“路采樣壓力值"，對(duì)應(yīng)于流量計(jì)的顯示的1.000Kpa；PLC輸入映射地址PIWPIW262對(duì)應(yīng)的兩個(gè)字是Modbus從站地址為1的流量計(jì)的“第二路采樣溫度值"；PLC輸入映射地址PIWPIW266對(duì)應(yīng)的兩個(gè)字是Modbus從站地址為1的流量計(jì)的“第三路采樣壓力值"，在儀表顯示界面中并未顯示；PLC輸入映射地址PIWPIW270對(duì)應(yīng)的兩個(gè)字是Modbus從站地址為1的流量計(jì)的“瞬時(shí)值。
   卻發(fā)揮不了本該提高精度的效果。即理論設(shè)計(jì)精度與實(shí)際得到的效果差距甚遠(yuǎn)。有時(shí)誤認(rèn)為PLC高速計(jì)數(shù)器質(zhì)量有問題、編碼器有故障、碼盤線數(shù)還不夠多。且沒有找到問題的真跡源頭在哪里而無從著手，也沒有采取有效克服措施或者沒有找到有效的克服干擾的方法。為此我們針對(duì)這些在國內(nèi)電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)普遍存在而又常見的有共性的問題，專門精心比照分析，研究了許多國外引進(jìn)的大系統(tǒng)集成項(xiàng)目，自動(dòng)化控制程度比較高的比較經(jīng)典的控制系統(tǒng)時(shí)。發(fā)現(xiàn)有許多是常被我們?cè)O(shè)計(jì)師所忽略的細(xì)節(jié)，往往認(rèn)為是“多余"的或者是認(rèn)為可以“節(jié)省"開銷的部件，似乎那些接口件去掉照樣可以工作，有些部件當(dāng)下去掉確實(shí)反映不出有無的變化和必要性。尤其是在當(dāng)前市場競爭白日。

西門子可編程序控制器（plc）作為新一代的工業(yè)控制器，因其具有通用性好，實(shí)用性強(qiáng)，硬件配套齊全，編程方法簡單易學(xué)等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械、紡織、電子、交通運(yùn)輸、石油化工等行業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。可編程控制器是專門為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)和制造過程中廠家采取了多層次抗干擾措施，使系統(tǒng)能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作。運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性很高，plc整機(jī)平均*工作時(shí)間高達(dá)幾萬小時(shí)。隨著計(jì)算的發(fā)展，plc的功能也越來越強(qiáng)，使用越來越方便。但是，整機(jī)的可靠性高只是保證系統(tǒng)可靠工作的前提，還必須在設(shè)計(jì)和安裝plc系統(tǒng)過程中采取相應(yīng)的措施，才能保證系統(tǒng)可靠工作。如果plc的工作環(huán)境過于惡劣，如溫度過高、濕度過大、振動(dòng)和沖擊過強(qiáng)，以及電磁干擾嚴(yán)重或安裝使用不當(dāng)?shù)龋紩?huì)直接影響plc的正常、、可靠的運(yùn)行，
   用于動(dòng)作頻率高的輸出。5.在額定工作情況下，繼電器有動(dòng)作次數(shù)壽命，晶體管只有現(xiàn)場某一終端需測控開關(guān)輸入信號(hào)12路，開關(guān)輸出信號(hào)14路，模擬量輸入信號(hào)9路。因此，我們選用S7-214基本單元，一塊繼電器輸出擴(kuò)展單元（EM222），三塊模擬輸入擴(kuò)展單元（EM231）。這樣系統(tǒng)共有開關(guān)輸入14路，開關(guān)量輸出18路，模擬量輸入信號(hào)9路，滿足現(xiàn)場要求。通訊接口S7-214PLC基本單元提供一個(gè)RS-485接口，為了與無線信道的數(shù)傳機(jī)（電源、Modem、進(jìn)口電臺(tái)三者合一）相連，我們專門設(shè)計(jì)了RS-485接口的Modem，并采用光電隔離

西門子PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了的抗干擾，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均*時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。
   目的就是要擠身標(biāo)準(zhǔn)，合法的占領(lǐng)更多的市場，現(xiàn)在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的爭戰(zhàn)已告一段落，各大公司組織都已意識(shí)到，要真正占領(lǐng)市場，就得完善系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品。我們可以做這樣的預(yù)測，不久的將來，完善的現(xiàn)場總線系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品必將成為現(xiàn)場總線的主流。具體比較：(1)DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng)，其控制器功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴(kuò)容難度較大。而FCS功能下放較，信息處理現(xiàn)場化，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低，可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。(2)DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系。
   3.2.1.3梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。3.2.1.4內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。3.2.1.5PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。3.2.2語句表語言，類似于匯編語言。3.2.3邏輯功能圖語言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。4STEP7程序的使用4.1創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾，所有數(shù)據(jù)都以分層的結(jié)構(gòu)存在于其中，任何時(shí)候你都可以使用。在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目之后，所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下執(zhí)。
   執(zhí)行器等)進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)采用全數(shù)字化，數(shù)字智能現(xiàn)場裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測信息差錯(cuò)的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(shù)字通信現(xiàn)場總線信號(hào)制。因此，它可以對(duì)現(xiàn)場裝置(含變送器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)等)進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)的這點(diǎn)*性是DCS系統(tǒng)*的。(6)FCS系統(tǒng)由于信息處理現(xiàn)場化，與DCS系統(tǒng)相比，可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜。同時(shí)也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積，有專家認(rèn)為可以省去60%.(7)與(6)同樣理由，F(xiàn)CS系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時(shí)也省去了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)。
   可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。3.6通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。4.PLC的狀況上*的臺(tái)PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水。
   其中熱控電纜和弱電電纜將大于500根，及約占60%左右(以根數(shù)計(jì)量)。設(shè)計(jì)、投資及使用上述的比較偏重于純性的比較，以下比較擬加入經(jīng)濟(jì)因素。比較的前提是DCS系統(tǒng)與典型的，理想的FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較。為什么要做如此的假設(shè)?作為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天，開發(fā)初期提出的要求已滿足并得到了完善，目前的狀況是進(jìn)一步提高，因此也就不存在典型、理想的說法。而作為FCS系統(tǒng)，20世紀(jì)90年代剛進(jìn)入實(shí)用化，作為開發(fā)初期的要求：兼容開放、雙向數(shù)字通信、數(shù)字智能現(xiàn)場裝置、高速總線等，目前還不理想，有待完善。這種狀態(tài)與現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的制定不能說沒有關(guān)系。過去的十多年，各總線組織都忙于制定標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)產(chǎn)品，占領(lǐng)更多的市。

   圖Corona參考設(shè)計(jì)電路板(MAXREFDES12#)圖數(shù)字輸入子系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)框圖。圖中U1為MAX31911八通道電平轉(zhuǎn)換器/串行器，U3為MAX148506通道數(shù)據(jù)隔離器該設(shè)計(jì)中，工業(yè)數(shù)字輸入串行器(U1)將傳感器和開關(guān)的24V數(shù)字輸出進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)調(diào)理以及串行化,轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足微控制器要求的CMOS兼容信號(hào)。該器件提供PLC數(shù)字輸入模塊的前端接口電路，與傳統(tǒng)的分立電阻分壓方案相比，輸入限流可有效減小對(duì)現(xiàn)場電源的消耗。圖4所示為兩種方法中單路輸入通道的電流-電壓關(guān)系。可選擇的片上低通濾波器靈活地對(duì)傳感器輸出進(jìn)行去抖和濾波。片上8至1串行化省去了隔離所需的光耦。每8位數(shù)據(jù)通過SPI端口發(fā)送一次多位CRC校。
   但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。1.7.2人機(jī)界面：簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。1.8PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。
   多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則2.1限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。2.2在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。2.3保證控制系統(tǒng)可靠。2.4考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。3PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言3.1PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語言翻譯成機(jī)器語言，診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM。
   4.2組態(tài)一個(gè)站，組態(tài)一個(gè)站就是你要使用的可編程控制器，例如SS7400等。4.3組態(tài)硬件，組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來訪問這些模板，地址一般不用修改由程序自動(dòng)生成。模板的特性也可以用參數(shù)進(jìn)行賦值。4.4組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連接，通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，也就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)滿足你的控制方案的子網(wǎng)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)特性、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接特性以及任何聯(lián)網(wǎng)的站所需要的連接。網(wǎng)絡(luò)地址也是程序自動(dòng)生成如果沒有更改經(jīng)驗(yàn)一定不要修改。4.5定義符號(hào)，可以在符號(hào)表中定義局部或共享符號(hào)，在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號(hào)名替代地址。符號(hào)的命名一般用字母編寫不超過8個(gè)字節(jié)。不要使用很長的漢字進(jìn)行描。

   軟件說明這是PLC基本、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。3.2模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3.3運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)。
   在這種傳統(tǒng)架構(gòu)中，電阻分壓器消耗的功率較大，形成電路板(PCB)“熱點(diǎn)"，要求設(shè)計(jì)支持高溫工作以及增加散熱器。熱點(diǎn)甚至?xí)档拖到y(tǒng)可靠性。此外，對(duì)于高通道數(shù)量的模塊，多光耦設(shè)計(jì)增加系統(tǒng)成本和功耗，浪費(fèi)寶貴的電路板空間。顯而易見，緊湊而簡單的隔離數(shù)字輸入接口將有利于工業(yè)生產(chǎn)。簡化PLC的數(shù)字輸入集成能夠滿足這一要求。說出來容易做出來難！首先，增加通道輸入，擴(kuò)展系統(tǒng)容量，但仍使接口保持簡單。現(xiàn)在，轉(zhuǎn)而考慮數(shù)字串行化，并尋求省去隔離用光耦的途徑。使用可配置的限流以降低功耗(見圖4)。改善檢錯(cuò)功能，使同一簡單接口上的數(shù)據(jù)傳輸非常可靠。集成以上這些特性，使數(shù)字輸入功能更加完善而可靠，產(chǎn)生的熱量更少、功耗更。
   考慮這個(gè)問題的原則是：盡量減少總線上的信息往返。一般可以選擇與該功能有關(guān)的信息輸出多的那臺(tái)儀表上的功能塊。典型系統(tǒng)比較通過使用現(xiàn)場總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場接線，用單個(gè)現(xiàn)場儀表可以實(shí)現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以互操作，增加現(xiàn)場一級(jí)的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡化，并且維護(hù)十分簡便。傳統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)中，每個(gè)現(xiàn)場裝置到控制室都需使用一對(duì)的雙絞線，以傳送4-20mA信號(hào)，現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，每個(gè)現(xiàn)場裝置到接線盒雙絞線仍然可以使用，但是從現(xiàn)場接線盒到控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信。通過采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編者尚未做此計(jì)算。但是，我們可以采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的所用電纜公里數(shù)看。

   確保高噪聲工業(yè)環(huán)境下的可靠通信。為實(shí)現(xiàn)更大靈活性，片上集成的5V電壓穩(wěn)壓器可為外部光耦、數(shù)字隔離器或其它外部5V電路供電。圖傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與Corona(MAX31911)設(shè)計(jì)方案中單路輸入通道的電流-電壓關(guān)系比較U3(MAX14850)以Pmod兼容的尺寸規(guī)格實(shí)現(xiàn)了6通道數(shù)據(jù)隔離。Pmod規(guī)范允許3.3V和5V模塊，以及各種引腳分配。在Pmod側(cè)，供電電壓可為3.3V或5V；U1側(cè)的電壓為5V。支持的數(shù)據(jù)隔離為600VRMS。大多數(shù)情況下，U1(MAX31911)由24V現(xiàn)場電源供電；如果無現(xiàn)場電源可供使用，U1可由控制器側(cè)供電。后一種情況中，Corona電路板上的H橋變壓器驅(qū)動(dòng)器(U2，MAX13256)和變壓器為MAX31911提供使用級(jí)的隔離電。
   現(xiàn)在一般使用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。3.4過程控制過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。3.5數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功。
   不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來實(shí)現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果的在線監(jiān)視。3.2PLC提供的編程語言3.2.1標(biāo)準(zhǔn)語言梯形圖語言也是我們常用的一種語言，它有以下特點(diǎn)3.2.1.1它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。3.2.1.2梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器