PLC控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與抗干擾對(duì)策

戚曉強(qiáng) 齊騰

摘要：在現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，各領(lǐng)域、行業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，對(duì)控制系統(tǒng)的要求也逐漸提高;控制技術(shù)逐漸由傳統(tǒng)的手動(dòng)控制發(fā)展至后來(lái)的自動(dòng)控制，現(xiàn)如今已經(jīng)呈現(xiàn)出智能控制的發(fā)展趨向，這些均無(wú)法脫離PLC控制技術(shù)。本文簡(jiǎn)要闡述了PLC的工作基本原理，分析了PLC控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)PLC控制技術(shù)的抗干擾對(duì)策進(jìn)行深入探究。

關(guān)鍵詞：PLC;控制技術(shù);抗干擾對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273;TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）06-0006-02

PLC控制技術(shù)是一種用于工業(yè)制造業(yè)中的計(jì)算機(jī)設(shè)備，是現(xiàn)代社會(huì)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與通訊技術(shù)相融合形成的一種全新的技術(shù)形式。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)用PLC控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、邏輯運(yùn)算、程序設(shè)置與控制、時(shí)間控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)輸出一體化，能夠?qū)⑸a(chǎn)線中的生產(chǎn)過(guò)程通過(guò)數(shù)字的形式輸出，以此為工作人員提供可靠的工作依據(jù)。PLC技術(shù)具有實(shí)用性較強(qiáng)、抗干擾能力較強(qiáng)、應(yīng)用簡(jiǎn)單與維護(hù)便捷的優(yōu)勢(shì)。技術(shù)人員要想再一次提高PLC控制技術(shù)的抗干擾能力，就要分別從軟件系統(tǒng)、硬件設(shè)備、總體設(shè)計(jì)等角度入手，充分和發(fā)揮PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[1]。

1 PLC的工作基本原理

PLC控制技術(shù)主要可以分為三個(gè)層級(jí)，具體如下：

第一，數(shù)據(jù)收集與輸入層級(jí);在PLC控制技術(shù)下的軟件程序中，需要根據(jù)事先編輯好的指定執(zhí)行操作，對(duì)輸入?yún)^(qū)域進(jìn)行掃描，對(duì)掃描獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與判斷，以此獲得輸入?yún)^(qū)域所在位置的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)控制功能。

第二，特定功能處理層級(jí);在PLC控制技術(shù)下的程序運(yùn)行過(guò)程中，程序需要根據(jù)控制系統(tǒng)中設(shè)置好的指令進(jìn)行作業(yè)，根據(jù)規(guī)定原則進(jìn)行全面掃描，以此獲取數(shù)據(jù)信息，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況、指令要求，全面分析數(shù)據(jù)資料，或者開(kāi)展邏輯性運(yùn)算[2]。

第三，響應(yīng)控制層級(jí);在PLC控制技術(shù)下，程序?qū)⑺鸭降南嚓P(guān)分析結(jié)果與邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出，傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)中，之后由主機(jī)負(fù)責(zé)向關(guān)聯(lián)輸出點(diǎn)發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)具體設(shè)備的控制。一般情況下，由“數(shù)據(jù)收集與輸入層級(jí)”—“特定功能處理層級(jí)”—“響應(yīng)控制層級(jí)”為一個(gè)工作周期，而在具體作業(yè)過(guò)程中需要多臺(tái)設(shè)備的同時(shí)作業(yè)。

2 PLC控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

PLC控制技術(shù)具有是點(diǎn)基本應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具體如下：

（1）控制技術(shù)所在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期較短、程度編寫(xiě)較為簡(jiǎn)單。在PLC控制技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)人員編寫(xiě)程度，其主要的方法包括：語(yǔ)言指令表、功能圖、梯形圖、高級(jí)程序語(yǔ)言等;若由非本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)操作，則經(jīng)過(guò)7天在左右的培訓(xùn)即可能夠基本掌握程序編寫(xiě)技巧與步驟，滿足上崗要求。

（2）PLC控制技術(shù)能夠?qū)I(yè)設(shè)備系統(tǒng)的作業(yè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，PLC程序編制能夠與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)同步進(jìn)行，從而大大縮短設(shè)計(jì)周期，便于后期的隨時(shí)調(diào)整與修改[3]。

（3）PLC控制技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，主要是通過(guò)電光隔離的方法開(kāi)展循環(huán)掃描，以此檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，向系統(tǒng)管理中心發(fā)出警報(bào)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)避免產(chǎn)生干擾的目的。通過(guò)這種方式能夠及時(shí)有效的提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，保證系統(tǒng)始終處于良性運(yùn)行狀態(tài)中。

（4）PLC控制技術(shù)具有操作靈活的優(yōu)勢(shì)。在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)人員能夠通過(guò)單一的編程手法、靈活的操作技巧完成編程設(shè)計(jì)工作;這一優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)于技術(shù)人員能夠結(jié)合企業(yè)及生產(chǎn)線的實(shí)際要求，利用梯形圖編制程序，以便于技術(shù)人員掌控系統(tǒng)的操作。

3 PLC控制技術(shù)的抗干擾對(duì)策

3.1 分階段進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

要想充分發(fā)揮PLC控制技術(shù)的抗干擾能力，就要結(jié)合具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分階段開(kāi)展抗干擾設(shè)計(jì)，形成系統(tǒng)抗干擾合力，充分發(fā)揮PLC控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。技術(shù)人員可以分別對(duì)系統(tǒng)的電源、硬件過(guò)濾器進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)，一方面，電源變壓器是電源結(jié)構(gòu)體系中的重要構(gòu)件，能夠在較大程度上一直電網(wǎng)中的干擾;一般情況下技術(shù)人員可以選擇隔離變壓器，以此拓展變壓器容量，此時(shí)需要技術(shù)人員進(jìn)一步改變次級(jí)線圈連接材料，選擇雙絞線，從而降低電源與電網(wǎng)之間的干擾。另一方面，要重點(diǎn)設(shè)計(jì)硬件過(guò)濾器;一般情況下，若信號(hào)源接入控制系統(tǒng)且與信號(hào)線的電容量進(jìn)行處理，則會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)差異，此時(shí)就需要引入過(guò)濾器，以此減少對(duì)差模的干擾。技術(shù)人員還可以利用光電對(duì)微處理器與電路進(jìn)行隔離，將二者分隔開(kāi)，以此避免外部干擾信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 優(yōu)化硬件設(shè)施，提高系統(tǒng)抗干擾能力

要想充分發(fā)揮PLC控制技術(shù)的抗干擾能力，就要優(yōu)化硬件設(shè)施，以此硬件設(shè)施質(zhì)量，以此提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力。技術(shù)人員可以考慮PLC控制系統(tǒng)中的空間電磁輻射抗干擾優(yōu)勢(shì)，分別結(jié)合共模干擾、差模干擾;在共模干擾位置安裝共模扼流圈，在差模干擾位置安裝濾波元件，以此抑制附近電磁輻射的干擾，形成輸入濾波電路。技術(shù)人員要考慮I/O信號(hào)的性能，在直流電路中連接續(xù)流二級(jí)管，之后并聯(lián)RC，將繼電器線圈與續(xù)流二極管，以此阻斷干擾信號(hào)，維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。技術(shù)人員要對(duì)PLC控制系統(tǒng)的外部配線進(jìn)行設(shè)計(jì)，著重提高外部配線的質(zhì)量;技術(shù)人員可以在系統(tǒng)的一端連接雙股絞合線，從而消除磁場(chǎng)干擾，之后利用屏蔽線屏屏蔽現(xiàn)場(chǎng)的耦合干擾，再在屏蔽層未知疊加地環(huán)電流與負(fù)載電流，促使兩股磁場(chǎng)相互抵消;在布線的過(guò)程中，技術(shù)人員可以使用中間繼電器實(shí)現(xiàn)I/O傳輸通道中信號(hào)的轉(zhuǎn)換，促使屏蔽層的兩端接地，屏蔽外界通道的干擾。

3.3 嚴(yán)格控制軟件系統(tǒng)，提高系統(tǒng)故障防控能力

要想充分發(fā)揮PLC控制技術(shù)的抗干擾能力，就要嚴(yán)格控制軟件系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)的方式在增加對(duì)信號(hào)的處理，減低對(duì)信號(hào)的電磁輻射干擾。一般情況下，在接入輸入元件時(shí)會(huì)產(chǎn)生“抖動(dòng)”的情況，促使信號(hào)受到干擾，從而出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。因此，技術(shù)人員可以通過(guò)直接法對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，若輸入I0.0時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)，輸出Q0.0出現(xiàn)抖動(dòng)，則可以在線路中安裝定時(shí)器，設(shè)置延時(shí)為：T=χ×0.1s，以此保證在輸入信號(hào)I0.0時(shí)的觸點(diǎn)接通時(shí)間遠(yuǎn)超隔離時(shí)間，保證信號(hào)能夠有效傳輸，弱化干擾信號(hào)對(duì)輸出信號(hào)的影響。此外，技術(shù)人員還可以通過(guò)互鎖程序保護(hù)、數(shù)字濾波、軟件容錯(cuò)等多種方式消除干擾信號(hào)，以此提高軟件系統(tǒng)的運(yùn)行能力，強(qiáng)化PLC控制技術(shù)的抗干擾能力，凸顯其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC控制技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、可靠性較強(qiáng)、抗干擾能力較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其豐富的接口模塊促使其能夠在自動(dòng)化控制領(lǐng)域得以推廣及應(yīng)用。現(xiàn)如今，PLC控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電氣控制、儀器儀表、計(jì)算機(jī)控制一體化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域中，在工業(yè)體系的各個(gè)領(lǐng)域中也能夠看到PLC技術(shù)的影子，比如：鋼鐵行業(yè)、石油化工行業(yè)、建筑材料行業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等。技術(shù)人員要想進(jìn)一步提高PLC控制技術(shù)的抗干擾能力，就要優(yōu)化總體設(shè)計(jì)，提高硬件設(shè)施質(zhì)量，嚴(yán)格控制軟件系統(tǒng)，以此強(qiáng)化PLC控制系統(tǒng)的故障防控性能，為其今后在各個(gè)行業(yè)中的推廣及應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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