6ES7340-1CH02-0AE0供应

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引言 可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可*性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。但在使用时由于工业生产现场的工作环境恶劣，干扰源众多，如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰，电焊机、电火花加工机床、电机的电刷等通过电磁耦合产生的工频干扰等，都会影响PLC的正常工作。 尽管PLC是专门在现场使用的控制装置，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，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。
2 PLC在安装和维护时应注意的问题
2.1 PLC的安装 PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所： （1）环境温度过0 ~ 50℃的范围； （2）相对湿度过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）； （3）太阳光直接照射； （4）有腐蚀和易燃的气体，例如、等； （5）有打量铁屑及灰尘； （6）频繁或连续的振动，振动频率为10 ~ 55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）； （7）过10g（重力加速度）的冲击。 小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境过55C，要安装电风扇，强迫通风。 为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。 当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。
2.2 电源接线 PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。 FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。 如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断过10ms或电源下降过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。 对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
2.3 接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC。
2.4 直流24V接线端 使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。 PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。 如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。 每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。 FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。
2.5 输入接线 PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。 输入器件可以是任何无源的触点或集电开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二管亮。 输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。 若在输入触点电路串联二管，在串联二管上的电压应小于4V。若使用带发光二管的舌簧开关，串联二管的数目不能过两只。 另外，输入接线还应特别注意以下几点： （1）输入接线一般不要过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。 （2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。 （3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。
2.6 输出接线（1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。 （2）输出端接线分为立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 （3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。 （4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。 （5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。 此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。 交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
3 结语
PLC以其显著的优点而广泛用于工业控制，其实际应用涉及的问题很多，本文只是就其现场安装和维护问题提出了一些注意事项，供从事PLC设计及应用人员参考。

单片机和PLC在工业中都有广泛的应用，因为他们的特点的不同，所以他们的工作侧也不同，下面就来看下，单片机和PLC在工业应用中的相同点和不同点。

单片机和PLC在工业中都有广泛的应用，因为他们的特点的不同，所以他们的工作侧也不同，下面就来看下，单片机和PLC在工业应用中的相同点和不同点。

关于单片机

单片计算机是将电子计算机的基本环节，如：CPU（又称处理器，主要由运算器，控制器组成），存储器，总线，输入输出接口等，采用集成电路技术集成在一片硅基片上。由于单片计算机体积很小（仅手指般大小），功能强（具有一个简单计算机的功能），因而广泛用于电子设备中作控制器之用。目前，大到火，小至电视机微波炉等现代家用电器，内中都毫无例外地运用单片计算机作为控制器。因此，从控制的观点，我们也常称它为单片控制器。

单片微控制器的工作离不开软件，即固化在存储器中的已设计好的程序。所有带单片微控制器的电子设备，它的工作原理当然与具体设备有关。但它的基本的原理是一样的，即：

1、从输入接口接收来自外界的信息存入存储器。

这些信息主要包括二部分：来自诸如温度压力等传感器的信息；

来自人工干预的一些手动信息，如开关按钮等操作。

2、单片微控制器中的CPU根椐程序对输入的数椐进行高速运算处理。

3、将运算处理的通过输出接口送去控制执行机构，如继电器，电机，灯泡等。

当前这个过程不断重复着，即系统中的微电脑不断监视着各种信息，并及时作出不同的处理使系统正常运行。 随着社会经济的发展，工业的兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、性、性、节能性、性价比显得尤其重要。

1、引言

随着社会经济的发展，工业的兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、性、性、节能性、性价比显得尤其重要。

目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的稳定，还能减少运行人员的工作强度提，。

2、继电器系统和PLC系统的比较

PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。

3、集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例

在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行.在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的性，性和节能性。

PLC是整个系统的神经，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在电压以下，可以提高工作的性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。

3.2PLC的I/O分配

10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以提高保护的性。

3.310KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计

配电系统是供电网的神经。配电系统的正常工作和我们的生活及工作秩序密不可分，这就要求它有高的性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的系数要求高、劳动强度低和设备的是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。

改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。

总之，采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和性，同时加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降，提高了工作的效率，具有一定的推广意义

PLC、人机界面现场应用时的抗干扰问题，是复杂而细致的。要求我们要综合考虑各方面的因素，根据现场的实际情况，从减少干扰源、切断干扰途径等方面进行的考虑，充分利用各种抗干扰措施来进行可编程控制器、人机界面的设计。

输出为交流感性负载，可在负载两端并联RC浪涌吸收器;若为直流负载，可并联续流二管，也要尽可能靠近负载。对于开关量输出的场合，可以采用浪涌吸收器或晶闸管输出模块。另外，采用输出点串接中间继电器或光电耦合措施，可防止PLC控制器输出点直接接入电气控制回路，在电气上隔离。

4、PLC控制器抗干扰的软件措施

由于电磁干扰的复杂性，仅采取硬件抗干扰措施是不够的，要用PLC控制器的软件抗干扰技术来加以配合,进一步提高系统的性。采用数字滤波和工频整形采样、定时校正参考点电位等措施，有效周期性干扰、防止电位漂移。采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位;采用间接跳转，设置软件保护等。例如对开关量输入信号，采用定时器延时的方式多次读入，结果一致再确认有效，提高了软件的性。

5、正确选择接地点，完善接地系统。

良好的接地是保证PLC控制器工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害，还可以抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制器抗电磁干扰的重要措施之一。

PLC控制器属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC控制器接上地线，接地点应与动力设备的接地点分开。若达不到这种要求，也做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近PLC控制器。

集中布置的PLC控制器适于并联一点接地方式，各装置的柜体接地点以单的接地线引向接地。分散布置的PLC控制器，应采用串联一点接地方式。接地的接地电阻小于2Ω，接地埋在距建筑物10～15m远处，而且PLC控制器接地点与强电设备接地点相距10m以上。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。

信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地;信号源不接地时，应在PLC控制器侧接地。信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，各屏蔽层应相互连接好。选择适当的接地处单点接地，要避免多点接地。

6、设备选型。

在选择设备时，要了解国产PLC生产厂家给出的抗干扰指标，如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等，要选择有较高抗干扰能力的产品，如采用浮地技术、隔离性能好的可编程控制器、人机界面HMI

OMRON PLC网络类型较多，功能齐全，可以适用各种层次工业自动化网络的不同需要。
    OMRON的PLC网络结构体系大体分为三个层次：信息层、控制层和器件层。信息层是层，负责系统的管理与决策，除了Ethemet网外，HOST bbbb网也可算在其中，因为HOST bbbb网主要用于计算机对PLC的管理和监控。控制层是中间层，负责生产过程的监控、协调和优化，该层的网络有SYSMAC NET、SYSMAC bbbb、Controller bbbb和PLC bbbb网。器件层是层，为现场总线网，直接面对现场器件和设备，负责现场信号的采集及执行元件的驱动，有CompoBus/D、CompoBus/S和Remote I/O网。
Ethernet属于大型网，它的信息处理功能很强，支持FINS通信、TCP/IP和UDP/IP的Socket（接驳）服务、FTP服务。HOST bbbb网是OMRON推出较早、使用较广的一种网。上位计算机使用HOST通信协议与PLC通信，可以对网中的各台PLC进行管理与监控。
SYSMAC NET网属于大型网，是光纤环网，主要是实现有大容量数据链接和节点间信息通信。它适用于地理范围广、控制区域大的场合，是一种大型集散控制的网络。SYSMAC bbbb网属于中型网，采用总线结构，适用于中规模集散控制的网络。Controller bbbb网（控制器网）是 SYSMAC bbbb网的简化，相比而言，规模要小一些，但实现简单。PLC bbbb网的主要功能是各台PLC建立数据链接（容量较小），实现数据信息共享，它适用于控制范围较大，需要多台PLC参与控制且控制环节相互关联的场合。
    CompoBus/D是一种开放、多主控的器件网，开放性是其特色。它采用了美国AB公司的DeviceNet通信规约，只要符合DeviceNet标准，就可以接入其中。其主要功能有远程开关量和远程模拟量的I/O控制及信息通信。这是一种较为理想的控制功能齐全、配置灵活、实现方便的控制网络。CompoBus/S也为器件网，是一种高速ON/OFF现场控制总线，使用CompoBus/S通信协议。CompoBus/S的功能虽不及CompoBus/D，但它实现简单，通信速度快，主要功能有远程开关量的I/O控制。Remote I/O网实际上是PLC I/O点的远程扩展，适用于工业自动化的现场控制。
    Controller bbbb网推出时间较晚，只有新型号PLC（如C200H、CV、CS1、CQM1H等）才能入网，随着Controller bbbb网的不断发展和完善，其功能已覆盖了控制层其它三种网络。 

    目前，在信息层、控制层和器件层这三个网络层次上，OMRON主推Ethernet、Controller bbbb和CompoBus/D三种网。

目前，家庭用户的宽带接入主要有ADSL、LAN、HFC、PLC四种方式可以实现，而由于拥有网络的限制，任何一家宽带接入服务商为用户提供的接入方式只能是其中的一种或两种。从实践来看，这几种方案在网络接入方式、用户负担成本、可以提供的服务内容等方面不尽相同，所适用的范围也大不一样。用户在选择宽带接入服务商时，考虑的是哪一种接入方式适合自己的需求，然后再确定服务商。因此，接入市场之争，就是接入方式之争。下面就比较一下这几种方案的特点、应用场合和利弊。

    （一）ADSL接入方式

    ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非对称数字用户环路）是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术，成为继Modem、ISDN之后的又一种全新的、快捷、的接入方式。ADSL这种方案的大特点是不用改造信号传输线路，可以利用普通铜质电话线作为传输介质，只要配上的Modem即可实现数据高速传输，其有效的传输距离在3～5公里范围以内，而且距离愈远，速度愈慢。

    ADSL支持上行速率640kbps到1Mbps、下行速率1Mbps到8Mbps。这种带宽能否满足用户的需求呢？目前家庭宽带用户占用带宽大的需求是在线观看视频，网上一般流媒体都是以128kbps、256kbps或500kbps的速率播放，而目前北京通信提供的ADSL下行传输速率为512kbps，理论上可以满足各种在线播放需求，基本适合家庭用户的需求。

    （二）LAN接入方式

    LAN接入方式采用光纤接入，整个城市网络由层、汇聚层、边缘汇聚层、接入层组成。社区端到末端用户接入部分就是通常所说的后一公里。LAN方式是采用光缆＋双绞线的方式对社区进行综合布线，双绞线总长度一般不过100米，线路距离短，因而线路质量得到了好的。采用LAN方式的宽带服务一般是吉比特光纤进小区，百兆光纤到楼，10/100M到户的模式，这比拨号上网速度快180多倍，在传输速率上也基本可以满足用户的各种需求。

    由于采用光纤接入，在抗干扰方面，LAN方式较普通电话线上传输数据的ADSL方式优异。同时LAN接入的上下行速率是相同的，所以不会产生由于上行速率的限制导致干扰的情况。LAN采用以太网技术的接入方式，因而在地域上受到一定限制，只有已经铺设了LAN的小区才能够使用这种接入方式。

    （三）HFC接入方式

    HFC接入方式是基于有线电视网络提供的，由于其的行业性，目前这种宽带接入方式仅能由广电相关企业提供。HFC有线电视网的网络结构在光纤部分多数采用星形网，在电缆部分则采用树形分配网。这种网络结构对于有线电视网来说是相当优越的，但对于宽带高速综合业务网，就不是很合理，主要原因是有线电视网和综息网对性要求不同，综息网要求网络具有很高的性。有线电视网出了故障，造成的后果只是部分用户在某段时间看不好电视节目；而综息网一旦出了故障不能及时修复，可能会给用户造成不可的损失。

    HFC是在单向的基础上进行双向的改造来进行传输。由于它共享一条信道，它的带宽在用户量增加的时候，会不断减少，相互的干扰过大。没有一个网络在CABLE上的用户过5000个。目前有线电视网在带宽共享方式、网络、网络管理等方面依然存在缺陷。HFC方式和ADSL方式的共同特点是利用已经有的网络基础设施，它们共同的缺点是带宽进一步扩展能力有限。

    （四）PLC接入方式

    电力线通信技术，英文简称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流，然后用电线传输，接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来，并传送到计算机或电话上，以实现信息传递。该技术在不需要重新布线的基础上，在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载，也就是实现四网合一。终端用户只要插上电源插头，就可以实现因特网接入。

    PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输；在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M～45M之间。PLC设备分为局端和调制解调器，局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的Internet。