衢州市西门子PLC代理商

PLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用工业自动控制装置。具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。在冶金、交通、化工、电力等领域获得了广泛的应用，被成为现代工业技术的三大支柱之一。 
    高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。故障也就大大降低。尽管PLC在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但是为了确保整个系统稳定可靠，还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。 
    1  PLC控制系统干扰的主要来源及途径 
    1.1电源的干扰。PLC系统控制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，空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达等产生的，通常称为辐射干扰，若PLC系统置于所射频场内，就会收到辐射干扰，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。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。 
    1.2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号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，由此引起系统故障的情况也很多。 
    1.3接地系统的干扰。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。 
    1.4变频器干扰。一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。 
    2  抗干扰的措施 
    2.1 电源干扰的抑制。一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线要更加合理等等，对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件，采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理，以防止外界干扰信号的影响。电源调整与保护:电源波动造成电压畸变或毛刺，将对PLC及I/O模块产生不良影响。对微处理器核心部件所需要的＋5V电源采用多级滤波处理，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。尽量时电源线平行走线，时电源线对地呈低阻抗，以减少电源噪声干扰。其屏蔽层接地方式不同，对干扰抑制效果不一样，一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地，以抑制共摸干扰。此外可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路等。

 2.2 信号线引入的防干扰措施。动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双绞线连接。将PLC的I/O线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到低限度。此外利用信号隔离器解决干扰问题也是很理想的办法，其原理是首先将PLC接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间独立。只要在有干扰的地方，输入端和输出端中间加上这种隔离器，就可有效解决干扰问题。  
    2.3 正确选择接地点，完善接地系统。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。在PLC控制系统中，具有多种形式的“接地”，主要有：（1）信号地。输入端信号元件的地；（2）交流地。交流供电电源的N线；（3）屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网，通过专门的铜导线将其接入地下；（4）保护地。将机器设备的外壳或设备内独立器件的外壳接地，用于保护人身安全和防止设备漏电。为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下，接地方式与信号频率有关，当频率低于1MHz时，可用一点接地；高于10MHz时，采用多点接地；在1～10MH之间时，通常情况下，PLC控制系统采用一点接地，将所有地线端子和近接地点相连接，以获得的抗干扰能力。接地线截面积不能小于2mm2，接地电阻不能大于100Ω，接地线使用专用地线。 
    2.4变频器干扰的抑制。（1）加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。（2）使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。（3）使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常。 
    3  结论 
    PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。在不久的将来，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。 

一、PLC的主要优点 
　　1.灵活通用。PLC是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的,如果控制功能需要改变的话,只需要修改程序以及改动极少量的接线即可。 
　　2.可靠性高、抗干扰性强。PLC采用的是微电子技术,大量的开关动作是由于无触点的半导体电路来完成,因此不会出现继电器控制系统中的接线老化、脱焊、触点电弧等现象。如洗衣机。 
　　3.编程简单、使用方便。用微机实现控制,使用的是汇编语言,难于掌握,要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。而PLC采用面向控制过程、面向问题的自然语言编程,容易掌握。 
　　4.接线简单,功能强,体积小、重量轻、易于实现机电一体化。

　二、PLC在移动机器人上的应用 
　　采用PLC技术的移动机器人的结构框图PLC源于继电控制装置,其初衷就是替代继电器,并增强其相应功能。所以,它的特长就是处理逻辑量。使用它,能够方便地对离散生产过程的顺序进行控制。 
　　下面就分别介绍这五大功能在移动机器人上的应用: 
　　1.顺序控制(开关量控制)。它的目的就是,根据有关开关量的当前与历史的输入状况,产生所要求的开关量输出,以使系统能按一定顺序工作。 
　　学会用PLC去实现这个控制就得学会编写实现这个控制的程序。而这个控制程序设计方法基本上有两类:一是用逻辑处理方法,用组合或时序逻辑综合,进行输入、输出变换;另一是用工程方法设计,按不同要求输出控制命令。 
　　工程设计可使用分散、集中或混合的算法实现控制。 
　　集中原则(发布命令原则):其控制命令是由集中控制器发出。这集中控制器就是PLC程序产生的顺序输出的命令。因此可以用在采用步进电机控制的移动机器人上。 
　　分散原则(反馈控制原则):其控制命令是由分散信号提供。如果把控制输出比喻为发命令,分散控制发出命令的内容及时刻,则是由分散动作完成反馈信号决定。 
　　分散控制的优点是,有反馈,若收不到反馈信号,后续的命令不会出现,可使所控制的系统能安全、可靠地工作。因此可以用在由伺服电机控制的移动机器人上。 
　　2.过程控制(模拟量控制)。一般讲,过程控制要用到模拟量。模拟量一般是指连续变化的量,如电流、电压、温度、压力等物理量。而这个模拟量要能被PLC处理,必须离散化、数字化。PLC处理后,还要锁存并转换为模拟输出。为此,要配置A/D模块,使模拟量离散化、数字化;及D/A模块,使数字量锁存并模拟化。 
　　PLC进行过程控制的目的是根据有关模拟量的输入状况,产生所要求的模拟量输出,以使系统能要求工作。

过程控制的类型很多。主要有两类:闭环,开环。 
　　闭环控制:传感器监测调节量,并传送给A/D模块。后者使其离散化、数字化。PLC程序再参考要求值,对其进行处理,进而经D/A模块、执行器作用到被控对象上。对于移动机器人主要是控制关节角度和电机的运行速度。关节角度是模拟量,电机如采用伺服电机就必须采用闭环控制方式。 
　　开环控制:传感器监测扰动量,PLC程序依扰动量与调节量间的关系产生控制量,进而再通过摸出模块、执行器作用到被控对象上。其目的是在干扰量作用于系统的同时,这个控制量也作用于该系统,以克服干扰对系统的不利影响。在移动机器人上一般也可以采用开环控制,此时电机基本采用步进电机。 
　　在生产中,有时要求若干变量间保持一定的比例关系,比如两个电机对机器人本体的转角控制。比值控制有开环、闭环及多变量比值等。 
　　过程控制用中还有均匀控制。目的是保证左右两轮的速度得以平衡,以达到直线运动的目的。 
　　3.运动控制(脉冲量控制)。主要指:对工作对象的位置、速度及加速度所作的控制。可以是单坐标即控制对象作直线运动;也可是多坐标的,控制对象的平面、立体,以至于角度变换等运动。有时,还可控制多个对象,而这些对象间的运动可能还要有协调。 
　　利用该特点PLC运动控制可用闭环,也可用开环。因此可以在机器人进行开环(步进电机)、闭环(伺服电机)的运动控制。 
　　4.信息控制。也称数据处理,是指数据采集、存储、检索、变换、传输及数表处理等。 
　　随着技术的发展,PLC不仅可用作系统的工作控制,还可用作系统的信息控制。 
　　在移动机器人上,可以进行对它的信息控制。对机器人的各种内部参数(角度、速度、位移等)、外部参数(定位)进行采集、处理、记录。并在数据显示屏上实时显示。同时,当计算机与其通讯时,还可将其传送给计算机,再由计算机作进一步处理、存储、报表打印及显示。 
　　5.远程控制。是指对系统的远程部分的行为及其效果实施检测与控制。PLC有多种通讯接口,有很强的联网、通讯能力,并不断有新的联网的模块与结构推出。所以,PLC远程控制是很方便的。 
　　PLC与智能传感器、智能执行装置(如变频器),也可联成设备网。也可通讯,交换数据,相互操作。可联接成远程控制系统,系统范围面可大到几十、几百公里或更大。这种远程控制,既提高了控制能力,又简化了硬件接线及维护。 
　　PLC可与计算机通讯,加进信息网。利用计算机具有强大的信息处理及信息显示功能,可实现计算机对控制系统的监控与数据采集SCADA(Supervisory Control and Data Ac)。同时,还可用计算机进行PLC编程、监控及管理。移动机器人正好利用其特点,可以将该技术用在家庭移动机器人、深海探测机器人、太空探测机器人等。 
　　总之, PLC的五大控制功能在移动机器人上得到充分的应用。