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PLC定义与选取
PLCOPEN将PLC定义为：具有编程能力的固态控制系统
　　PLC主要的功能就是通过编程后实现用户需要的各种类型的控制功能，前面已经说过在没有PLC之前，大家要通过很多专用电路或者继电器组来完成控制功能。现在PLC广泛的应用于几乎所有的行业中，我们身边的绝大多数产品都是由PLC控制的装备制造出来的。比方说塑料、包装、造纸、冶金、石化、电梯、木工、陶瓷等等。
　　因为控制的方式不同，以前大家分为过程控制和顺序控制或者离散控制两类，其中过程控制来源于早期的过程仪表控制，后逐步发展为DCS，而顺序控制来源于早期的继电器组，后发展出了PLC，但随着微电子、软件、硬件和通信技术的发展，目前很多DCS和PLC都采用同样的或者类似技术平台，双方之间区别越来越小，大多数新一代的控制系统都不再区分DCS或者PLC，不过新一代控制器是否叫PLC还是DCS或者FCS、PAC、NCS，这并没有得到广大厂商的认同。特别是网络和现场总线的发展，使DCS越来越没有单独存在的价值，很多的国际大公司都把新一代的控制系统合并了DCS、PLC、IPC、FCS功能。
　　为了简化各种概念，我们根据项目的大小、项目的重复度把PLC的应用分为工程和OEM两部分，其中工程主要指造纸、石化、冶金、水泥、大型港机等项目特征明显的自动化系统，而OEM主要指各种使用PLC的装备，如电梯、挤出机、包装机、回流焊、点胶机、特种车辆等，”这两大块构成了PLC的主要的市场。
　　有朋友会问“为什么不用单片机开发专用控制器呢？PLC的功能大多可以通过使用单片机来开发，而且单片机的成本要低很多，现在一块便宜的单片机不过几毛钱，而便宜的PLC都要好几百块。倒底选择PLC做为控制器的标准和理由是什么呢？”
　　确实有很多控制使用单片机，比方说室内空调控制器，电视机控制器，微波炉控制器等，其中有一些控制器实现的功能还相当复杂。那为什么还有PLC存在的必要呢？
　　所有的控制方案选择都是通过性能和成本两个方面来考虑的，也就是性价比。
　　这就像买房子，我们可以用泥沙盖房子，也可以买现成的商品房。如果自己盖房子，我们不光是土建，我们还需要水、气、电、排污等辅助功能，而买商品房我们只需要对其进行装修就可以了。
　　PLC就是一个商品房，她是模块结构的产品，集成了控制需要的各种软硬件，包括指令、功能块、通信、IO接口、模拟量、温度、运控等各种功能。用户拿到后只需要进行简单的二次开发就可以满足要求，整个过程就像用积木搭一个房子一样。相反用单片机开发一个专用控制系统，从表面的物理成本上是降低了，但是人工和开发进度却不容乐观，一个简单的单片机系统开发也需要四周左右，而使用PLC可能只需要一个小时。
　　同时，PLC的可靠性是多年应用和严格实验保证的，无数不同行业不同厂商的应用使其的BUG减至少，而单片机系统无法保证这一点。所以单片机系统的稳定性和可靠性要低很多，特别是系统刚开发的这一两年内，庞大的维护和升级费用将使你的成本急距上升。
　　当然如果你的控制对象量很多，而且对于可靠性要求不高，那么单片机一定是你的选择，比方说刚才说的空调、电视之类，这些产品的年产量都超过千万台，用单片机开发完全可以做到低的成本，并且家用电器对于可靠性要求也不高，按两下按键不动，大不了再重新按一下，而在工控场合这是绝不允许的，比方说锅炉该动不动就有可能造成很大的事故。
　　IPC（工控机）和PLC的选择
　　比方说球磨机的自动控制系统，用加速度传感器采集球磨机的轴振，再通过傅利叶变换取出球磨机内存煤量的特征频率，用来控制球磨机的供煤速度。在球磨机的控制环境中需要用到像傅利叶变换之类的复杂算法，如果用PLC实现会比较困难，所以采用IPC，并用C、C++开发对应的控制算法，如果需要更为可靠的控制，我们可以将IPC的结果再交给PLC来控制。
　　早在上世纪90年代很多分析报靠认为到2000年以后，PC_BASE（基于PC技术开发）的产品将替代掉大部分PLC，但实际证明他们错了，PLC不光没消失，它还吸收了单片机和PC的很多新技术，越来越有生命力了。现在的产品中的大多数PLC都使用了单片机、IPC和各种专用处理器来实现，应该说PLC是单片机、PC技术的受益者，特别是现代的PLC与PC的分界已越来越小，很多PLC也可以演算一些很复杂的算法，包括傅利叶变换、相似度比较等。
　　PC_BASE技术在前几年之所以很流行，一方面是因为商用PC在软硬件技术上的积累使其开发成本降低，可供选择的硬件和软件很多，特别DOS和C语言的推广，使大家感到使用PC有更好的可控感。
　　但随着WIN NT系统的开始，用PC开发控制器的难度越来越高，而可靠性却越来越低，高速的CPU系统使功耗增加，学电子的同志可能知道，半导体的损坏中常见的一项是过热损坏，一般硅半导体的结温多可以承受120度，IPC功耗的增加使其对应用环境的要求也同步升高；另外IPC芯片封装的密度，特别是BGA等高密度封装使其无法在工业的高尘高污的环境中使用。
　　同时WIN CE或者NT平台下的实时控制也让大家如隔靴搔痒般，不再有当初的那种一切在掌握中的感觉。特别是现在微软的VASTA出来后，对于广大的IPC厂商来说更是一个噩梦，这意味着很多CPU、内存、接口芯片甚至包括软件又要停产换代了，这种频繁的更新换代完全无法适应工控的要求。微软和INTEL现在越来越不把向下兼容当作重点，每一次升级都意味着一次重新开发和投资。
　　选择PLC的基准：
　　数量——对于装备制造厂商而言，单一装备（同样的硬件配置和程序）月生产量500台以下就可以考虑使用PLC，如果超过了这个数量就可以考虑使用专用PLC或者单片机开发的专用控制器。
　　品牌——各成熟厂商PLC的功能差别不大，品牌的选择更多的是考虑服务和宣传，这需要装备制造厂商根据自己的定位来选择，但品牌在PLC的价值中占有较大有份额，同样点数，同样功能的PLC，不同品牌的价格会有数倍至十倍的差别。
　　功能——功能的选择不是越多越好，许多功能大多数用户都用不上，但是有一些功能又是PLC的可选功能，比方说实时时钟、电池、RS485、扩展接口等，一般基本功能的PLC价格会很低，但如果选择增加功能价格就会高很多。
　　可靠性——PLC产品的可靠性与设计、器件、制造工艺相关系，同时也与用户的使用环境和习惯有关系，德维森的V80系列在军品上有相当多的应用，所以在可靠性方面完全是没有问题的。
　　价格——价格的高低对于量比较大的装备厂来说是选取的关键点，但价格从来都不是PLC唯一的考虑点。
　　习惯——因为各家PLC的编程习惯均有不同，我们发现很多装备厂商工程师在学生时代学的教程就是日本三菱的，所以习惯上更偏向于日系品牌，但日系编程习惯并不是的，认真学习PLC厂商提供的手册是加快了解和学习一种新PLC的关键

　PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：
1．工作环境
（1）温度
PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
（2）湿度
为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。
（3）震动
应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
（4）空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
（5）电源
PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。
2．控制系统中干扰及其来源
　　现场电磁干扰是PLC控制系统中常见也是易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。
（1）干扰源及一般分类影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
（2）PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰：PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。
柜内干扰 ：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
来自信号线引入的干扰 ：与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。
来自接地系统混乱时的干扰
　　接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。