西门子双鸭山PLC模块代理商

随着我国自动化步伐的不断加快，选煤工业的PLC应用也在逐年增加，整个PLC控制系统的稳定运行直接影响着选煤厂的安全生产与经济效益，如何加强PLC的抗干扰能力是保证自动化系统安全运行的关键。一方面，要求PLC厂家不断的提高PLC的生产技术，提升PLC本身的抗干扰能力。另外一方面，在系统设计、安装过程中也要引起足够的重视，进行全面的配合，共同提高系统的抗干扰能力。

一、选煤厂PLC干扰源分析

干扰指的是将其它的信号叠加与正常的电源、电压或者是信号之上，造成正常信号无法按指令完成动作，主要是由于外部因素及硬件配置不合理引起的。对于选煤厂来说，通常有以下几点原因：

1、导线干扰。在PLC的控制系统中，各个不同的地点分布着非常多的被控对象及被测信号，而且这些信号与PLC之间有较长的距离。所以都采用较长的信号线或控制线来完成信息的交换，在此过程中非常容易造成导线的干扰。

2、电源干扰。一般都是采用电网的工频交流电源经降压、整流等处理后提供给PLC控制系统作为电源使用。因某些大容量电气设备的启动与停止以及电网本身的影响，容易引起整个交流电压因出现浪涌电压或者是尖脉冲等现象而发生较大幅度波动。PLC控制系统的电源干扰是威胁整个系统正常工作的重要干扰源。

3、电磁干扰。一般选煤厂都分布着较多的产生与分断高电压、大电流装置，这些大电流装置的启动或工作，都将对整个PLC系统造成较大的干扰，比如继电器、接触器等电气设备的动作将产生大量的电磁场。这些电磁场往往会通过控制线入侵到控制系统中，从而导致PLC装置误动作或者无法动作。所以，由电磁耦合等电气设备动作所产生的电磁干扰信号是影响整个PLC系统正常运行的主要干扰源之一。

4、在线干扰。系统的在线干扰主要是从I/O信号通道上产生的干扰源。为了实现系统的实时控制与数据的交换，系统中各种不同的开关量以及模拟量信号输出、输入等，会在不同的控制电缆内同时进行双向传输，当系统某一时段产生脉冲信号，此时，在I/O信号通道上将产生各种难以使用仪器来测量的、无法控制的感应电压的干扰信号，此种干扰信号不仅会造成系统稳定性降低，而且及容易破坏控制系统的安全性。

5、接地不当干扰。因PLC控制系统的实际电阻并不为零或者是由于控制装置数字、模拟信号接地以及设备接地之间的错误接法等，都非常容易造成系统的干扰，从而破坏整个控制系统的稳定运行。

二、选煤厂PLC 控制系统抗干扰技术分析

1、合理进行电缆的铺设。一般为了减少动力电缆由于辐射而产生的电磁干扰，应该选择使用屏蔽电缆，特别是变频装置所使用的馈电电缆。采用铜带铠装屏蔽系列的电力电缆，可以大幅度的降低由动力线所产生的电磁干扰。对于不同类型的信号应当采用不同的电缆进行传输，所使用的信号电缆也应该按照传输信号的种类进行分层布设，严格禁止采用同一电缆的不同导线同时进行动力电源与信号的传送。在信号线与动力电缆布设时，应避免靠近平行布置，以达到减少电磁干扰的目的。

2、正确选择接地点并完善接地系统。采用接地系统首先是为了安全，其次就是为了防止干扰。有一个完善的接地系统是PLC控制系统的重要的抗干扰措施之一，接地方式主要有浮地方式、电容接地以及直接接地三种。PLC的控制系统是一种告诉低电频的控制装置，适合采用直接接地法进行。因信号电缆的电容以及输入装置的滤波的影响，各装置之间的信号交换频率都小于1MHz，因此，PLC控制系统的接地要采取一点接地与串联一点接地方式进行。而对于集中控制的PLC系统而言，则适合使用并联一点接地方式，各个装置柜体中心接地要采用单独的接地引线接地级，如果装置之间的距离过大，要采取串联一点接地方式。

3、选择性能优良的系统电源。在PLC控制系统抑制电网侵入的干扰中，电源占有非常重要的位置。电网干扰源侵入PLC控制系统主要就是通过CPU电源或者是I/O电源、变送器供电电源以及PLC控制系统的直接电源等耦合侵入的。对于PLC控制系统的供电电源选择上，要采用隔离性能较好的电源。而对于变送器或者是与PLC系统直接相连的电气仪表的供电电源来说，并没有引起足够的重视。虽然一些选煤厂采取了一定的隔离措施，但是普遍上存在做的不到位的现象。主要表现为所使用的隔离变压器分布参数较大等的缺点，从而导致了抑制干扰能力差，极易经电源耦合而侵入到系统引起共模干扰与差模干扰。因此，对于变送器或者是共用仪表信号的供电电源来说，要选择分布电容小并且抑制带大的配电器，从而减小对PLC控制系统的干扰。除此以外，一般为了保证电网馈电的不间断运行，可以采用在线式的不间断电源进行供电，从而提高供电系统的安全、稳定、可靠性能。

三、选煤厂PLC 控制系统抗干扰预防措施

1、预防感应电压。在PLC系统的输入信号线之间或者是输入信号和其它的线路之间发生电气耦合时，非常容易产生电路的感应电压。在进行线路的铺设时，要尽量的避免输入信号线和其它电源线的平行布设。在长距离信息交换或者是大电流的场合，其产生的感应电压也越大，此时，可以采用继电器进行转换，也可以采用在信号输入端并接涌浪保护器的方法，如果系统允许的情况下，可以在感应电压较大的情况下，将交流输入改为直流输入。

2、预防外部配线干扰。在PLC控制系统中，控制器的接地线要与电源线或者是动力线分开；不宜使用同一根电缆进行交流输入、输出信号交换以及直流输入、输出信号交换；高电压以及大电流的动力线要与输入、输出信号线分开配线；在进行长距离的配线时，对于输入信号线以及输出信号线，要分别采用不同的电缆进行；对于集成电路或者是晶体管设备的输入、输出信号线，要采用屏蔽电缆，并且保证屏蔽层在输入、输出端悬空，而在控制器一端接地。

3、合理运用隔离措施。一般在PLC系统的内部采用光电耦合器以及光电可控硅等器件来实现对开关量信号的隔离效果，在PLC的模拟量模块上一般都采用了光电耦合器的隔离措施。这些隔离措施的运用，不仅大大降低了外界因素对PLC控制系统带来的干扰，而且还保护了CPU模块不受外侵高压电的危害，所以，一般不需要在PLC的外部再设置干扰隔离器。但是，如果PLC内部的隔离措施无法满足抗干扰的效果，就应该在开关量信号输入、输出回路上外加继电器来完成干扰信号的隔离，从而能有效的防止干扰。

4、合理选择不同的I/O模块。从PLC控制系统的抗干扰角度考虑，在进行I/O模块的选择时，因重点考虑以下几个因素：在干扰源较多的场合，采用绝缘性好的I/O模块；安装在控制对象一则的I/O模块也要选择绝缘型的I/O模块；对于没有外界因素干扰的场合，可以采用非绝缘型的I/O模块。要保证绝缘输入、输出信号与内部电流的非绝缘的抗干扰性能良好；双向晶闸管以及晶体管型无触点输出在PLC控制系统一侧产生的干扰小；输入模块允许输入信号的电压差值大，且抗干扰性能良好以及输入模块中相应时间慢的模块抗干扰性能好。

5、预防输出、输入信号干扰。在输出模块发生感性负载时，输出信号由ON变成OFF时，会产生反方向的感应电势。尤其是在选煤厂，当大功率的刮板机在停车时，所产生的反方向感应电势极易引起PLC输出模块的烧毁。另外，在大电流电磁接触器的触电发生动作时，也会产生电弧，也可能对PLC系统产生干扰。在输入信号模块发生感性负载时，也会产生反方向的感应电势，容易引起输入模块的损坏。一般为了防止这一现象的发生，要对信号输入端进行必要的处理，对与交流输入信号，要进行并接电容电阻处理。要合理选择电阻以及电容。对于直流的输入信号来说，要采取并接续流二极管进行处理。

四、结束语

PLC控制系统抗干扰是一个非常复杂的问题，所以，在抗干扰设计时要充分考虑各方面的因素，从而有效的抑制干扰的发生，尤其是在选煤厂这种特殊的生产环境下，需要对干扰源进行具体分析，并采取相应的措施保证PLC控制系统的正常运行，从而极大地提高了选煤厂PLC控制系统的抗干扰能力与可靠性。

引言：PLC（可编程控制器）在工业控制中应用非常广泛[1]，是机电一体化中的核心课程，具有非常强的实践应用性，课程目的是培养编程实践性人才。课程内容主要是了解PLC基本运用原理、控制指令及掌握基本程序设计方法，才能培养学生实践动手能力，也才能为社会输送具备PLC技能的应用型人才。

一、中职课程教学PLC实践应用重要性

早在2006年，国家劳动和社会保障部就发布了目前国内12个紧缺型人才需求，PLC系统编程设计师岗位就位列其中[2]，根据有关部门预测显示，到2011年止，PLC技术型人才缺口将达到15.4万。国内人才市场对PLC技术人才的需求也越来越大。所以，各大高职、中职院校要加大电气自动化、机电等的PLC实践应用教学的力度，强调理论与实践相结合的教学模式。

目前，国内很多的高职、中职院校对PLC的实践应用教学非常重视，但是由于学生对理论知识的掌握程度有限，这些院校自动化毕业学生大多数都从事自动化设备的维护以及设备的自动化改造方面，而真正涉及PLC程序开发应用的人才却非常少。但是PLC程序设计属于紧缺型人才，教学结果与社会需求产生了矛盾。因此，各大高职、中职院校在PLC理论课程教学中，加强PLC的应用实践课程的教学，从而达到培养的应用型人才的目的，使学生不仅具有较强的理论知识，同时也具备应用实践能力，终为社会输送PLC程序设计型人才，为科技的发展做出贡献。

二、PLC实践在教学中的实施

在高职、中职院校传统的PLC教学课程当中，都采用传统的教学方式开展该课程的教学任务。在进行课程教学的PIE教材编写时，一般是按照基本原理、基本指令、基本应用以及基本操作等四个独立的章节来完成的。教材也按照结构的严谨性进行编写，在课程开始时，教师也按照教材的顺序进行教学，首先进行基本理论的学习，接着学习基本指令，后才开始应用的教学。这样一来当学生学习到应用课程时，前面的理论知识已经发生脱节，然后又要开始重新的理论学习，导致了学生PLC实践应用学习效果不高，应用能力也得不到提高。

1、PLC在机械加工教学中的具体应用

在PLC课程的开始前，先准备好机械手本体、气动控制系统以及PC - PLC监控系统，机械手臂主要由基座、手臂以及手爪等几部分组成，在实践时分别要求完成机械手臂的扭转、升降、手爪翻转、手臂伸缩和手爪夹持等动作。上述动作的实现是由气缸驱动完成的，由PLC的远程控制实现电磁阀的动作，操作界面按钮通过用户程序与PLC以及各电磁阀的线圈相连接，实现远程汽缸控制动作[2]。每个气缸控制按钮数量与电磁阀的线圈数是对应的，比如：三位五通阀有三个控制按钮、二位五通阀有两个控制按钮。机械手机的控制信号则是通过与PLC进行的实时数据交换得到的，也就是PLC的端子的实时工作状态。同时，在界面显示区，显示机械手臂运动气缸的活塞杆位置状态，观察其是否到达了左右极限。从而达到机械手臂的上移、下移、夹紧等动作的实现。

2.PLC 课程的学习模式。

根据实践应用与理论知识相结合的方式进行PLC的知识讲学，这样既可以使学生掌握理论知识，又可以在实践中掌握设计技能。PLC一个重要的特点就是其综合性，一个实际的自动化系统结构是非常复杂的，往往包含了机、电、液、气等内容，而且具体的控制要求也根据其行业的不同而不同，有些在理论上可以实现的控制程序运用到实际中不一定可行。但是，如果采取了实践应用与理论知识相结合的教学模式进行，起到的教学效果就完全不同。中职院校在进行PLC的教学时可以结合实际的工程案例进行，让学生在实际应用中，学会PLC的工程实际设计方法，从而掌握了PLC技术在实际工程中的应用，提高其技术水平与应用能力，真正实现毕业生PLC应用技术的实践教学任务。同时，也可以培养学生的创新意识，根据具体的工程实例进行具有自身特色的实际应用，从而实现才人的创新需求。

2、PLC课程的教学模式。在PLC实践应用教学模式中，教师可以利用现有的PLC实验室进行一体化教学。在实PLC应用实践教学过程中，首先由教师讲解模拟系统的控制要求以及预备知识，并对编程思路进行分析，然后交给学生自己上机设计调试程序，后，再由教师进行程序的指导、修正。让学生学习到了理论知识所无法学习到的宝贵经验，对PLC的理论知识更加理性化、明细化。这种PLC应用实践教学不仅可以充分的挖掘学生的学习热情，更能培养学生的实践动手能力以及应变能力。

三、如何实现PLC实践应用与课程教学有机结合

1、改革传统教学模式，实施项目教学方法教学

在实施PLC项目教学过程中，教师可以具体的给出PLC控制的相关要求，让学生进行积极的动手及操作，例如：采用三菱FX系列PLC实现机械手臂的控制，所提出的要求有：实现机械手臂的上移、下移、夹紧等控制以及实现机械手臂故障警报控制。采用实际案例进行项目教学，其根本目的是当学生在完成这些教学任务后，可以更加熟悉的运用PLC在进行实际应用的中的控制，并且在教学任务中掌握其基本的位操作指令，以及掌握基本元器件型号选择。终掌握PLC的基本控制操作步骤。针对以上教学要求及任务，教师可以制定以下的教学实践步骤：

（1）进行分组讨论。将学生按小组进行项目的讨论，并根据要求设计出方案。同时教师也应参与以便了解学生的实际情况，并指导学生进行设计PLC控制的基本步骤，如怎样分配I/O口；怎样设计电气原理图以及程序编制过程中应注意的问题等，并由小组提出自己的方案设计意见。

（2）实践项目的计划与安排。根据各个小组所制定的方案，对各小组进行分工，并对各项控制项目的开展做出计划步骤。

（3）实践项目具体实施。根据各小组做出的计划与方案安排，进行具体任务的实施工作。

（4）项目完成过程中的质量控制。在整个项目进行过程中，教师要对操作设计过程进行全程的跟踪控制，及时的分析与解决学生碰到的难点，让学生自己判断问题的根本原因，并动手解决实际碰到的问题，培养学生自主实践与问题分析的能力。

2、结合院校网络，实行远程监控

PLC输入输出信号之间的关系可以通过仿真软件的界面中直接体现[4]，但是对于较复杂的程序来说，就不能在仿真软件界面直接显示了，比如数模转换、步进电机的转速监测等信息，这就需要用到远程监控技术了。随着PLC技术的不断完善及发展，PLC与其他的工业控制计算机网络相结合，形成大型的网络控制系统是可编程控制器技术的发展方向，所以，在PLC应用实践教学过程中，要解除时间及空间的限制，借助中职院校的校园网络平台，形成大范围的远程监控系统。运用现场总线与以太网相互结合的通信方式，将PLC教学过程中的现场数据高速传至监控计算机进行分析与管理。主站运用PLC控制模块，运用以太网模块来完成主站的控制与连接，以达到远程控制PLC设备、调速变频器设备以及伺服电机设备的目的[5]。数据将通过以太网送到上位机监控系统，该系统将对数据进行分析，同时，可将上位机监控系统发出的各类指令传送至对应设备，进行控制。

3、改善考核方法，开展实际活动

对学生考核成绩的拟定，要根据理论分与实践分数相结合的方式进行，特别是对于PLC这种实践性很强的课程，不能仅仅掌握理论知识，而忽视动手实践能力。因此，必将改进学生考核制度，将实践设计考核列入考核范围，对技能考核一定要在教师选题范围之内进行，并根据题目的具体要求，来完成程序的设计、编写、运行、调试等步骤，从而达到PLC应用实践的考核目的。PLC教师也应该经常开设一些兴趣小组以及科研活动，并要求学生参加学校组织的工厂实践活动等，让学生真正了解到PLC设计者的工作环境以及岗位实际需要等。

四、结束语

中职院校PLC教学的目的，是培养学生集维护、安装、设计等相结合的技能性人才。采用PLC应用实践教学方法，让学生真正了解到PLC设计的实际步骤，在实践中完成理论知识的消化与吸收，不仅激发了学生的学习热情，而且培养了学生的实践动手能力，优化了教学过程，培养了PLC实践型人才。