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西门子模块6ES7331-7KF02-0AB0功能介绍
１．１水系统
水系统主体设备主要包括双介质过滤器４台,活性炭过滤器４台,精密过滤器两台,反渗透装置两套,除碳器一套,一级混床三台,二级混床两台。所有设备由不同的管道相连构成化学补给水处理系统。从生水泵来的生水进入双介质过滤器除去大颗粒悬浮物等杂质,再进入活性碳过滤器处理,使水的浊度和导电度达到一定的标准后经精密过滤器进入反渗透装置,除去大量的含盐离子,此时的水变为淡水,淡水进入除碳器除去ＣＯ２后进入混床进行再次除盐处理,使水的导电度和ＳｉＯ２的含量达到设定标准后才能送入主厂房。水系统主要检测的对象有ＰＨ值、导电度、流量、压力、浊度和ＳｉＯ２含量等,此外,双介质过滤器、活性碳过滤器以及一、二级混床的树脂一旦失效就需要再生处理,反渗透装置每次运行结束后也需要清洗等,这些工作都需要计算机和ＰＬＣ程序控制来完成。
１．２酸碱再生系统
酸碱再生系统的主要作用是将混床里失效的树脂利用酸碱置换反应还原为合格的树脂,供混床制水使用。在制水过程中,当混床运行时间过长时树脂会吸附大量的含盐离子,导致树脂失效,此时产品水中的导电度和ＳｉＯ２的含量会明显增大,这就需要对树脂加酸加碱做再生处理,通过酸碱置换反应使树脂还原为合格的树脂,这时混床才能参与制水。从酸碱储存槽来的酸和碱分别储存在酸碱罐中,加酸加碱时,酸碱浓度要控制在一定的范围才行,一般酸碱浓度为０．１～０．１５,这些都要在系统运行过程中根据现场实际情况来确定,酸碱再生系统主要检测的参数为酸碱浓度、酸碱槽和酸碱箱的液位等。
１．３气系统
气系统主要是来自主厂房的压缩空气,压缩空气分为程控用气和再生用气两部分,程控用气主要是供给电磁阀箱来控制气动阀门的,而再生用气是供给双介质过滤器和混床再生空气擦洗时使用。气系统要保证有一定的气压,压力范围为０．５～０．６ＭＰａ,压力过高会使管道和床体憋压,压力太低阀门将动作缓慢甚至操作无效,因此气压是本系统的重要参数。
２．１系统构成及控制要求
程控系统是以ＰＬＣ和计算机为组成的对化学水处理系统操作实行程序自动控制的装置。系统所有的监控操作都是在计算机上完成的,通过ＣＲＴ监测现场各设备的状态和参数,来分析阀门、水泵以及过滤器、混床和反渗透装置等的运行状态、水质的好坏,如ＰＨ值、导电度、流量、压力、浊度和ＳｉＯ２等。上位机为运行人员了为方便的操作方式和控制对象选择菜单,运行人员选择菜单内容来决定自己所喜欢的操作方式,通过发布操作指令来控制和监测现场运行设备。打印机可随时打印各种报表,从报表析运行设备的各种参数,进而分析水质的优劣。音箱是作为系统运行时报的,系统运行过程中当检测到有故障时会发出报警声音,提醒运行人员注重并通知检修人员及时修理故系统运行之前过滤器和混床里有合格的树脂才能保有效的出水水质。一旦树脂失效,将影响出水水质,此时投运备用过滤器和混床,同时将不合格的树脂进行再生处理。系统流程图如图１所示。
２．２系统的组态
系统的组态对一个控制系统的配置来说相当重要,整个系统的自动化程度与其有着密切关系,它直接影响着整个系统操作功能的顺利实现,所以在对系统进行组态之前,搞清楚系统的所有受控对象以及参与控制的所有设备。由于化水处理系统涉及的受控对象比较多,有一百多个气动阀门、电动阀门、除碳风机、反洗水泵、加药泵、搅拌机以及淡水泵、除盐水泵等,还有几十路模拟量的监控,所以考虑所有的控制点数,然后给每个输入或输出点一个Ｉ／Ｏ位,这样就可以计算出所有的Ｉ／Ｏ点数。
ＰＬＣ的型号一般来说由用户自己确定,但是设计人员应当根据系统的大小和控制对象的复杂程度来作出合理的,帮助用户进行系统选型,因为每个系统的大小和控制的对象都不相同,其运行的工艺流程也各不一样,对它们的控制编程方式也不同,因此对ＰＬＣ内存容量的要求也不一样,这就要求进行地分析,使整个控制系统的配置加完善。当所选ＰＬＣ的型号确定时,根据所选ＰＬＣ系统Ｉ／Ｏ单元的点数来确定Ｉ／Ｏ模块的数量,再根据Ｉ／Ｏ模块的数量和所选机架上的槽数来确定所要使用的机架数(包括扩展机架)。一般来说,Ｉ／Ｏ点数后要留出足够的余量（１５左右）作为备用,便于将来系统增容扩建或改造。
由于该电厂的非凡原因和技术要求,需要配置上位计算机来参与操作和监控,对上位机的要求是能够模拟显示整个系统当前的运行状况、工艺参数趋势及棒形图、实时打印历史记录及报表、实时报警以及显示系统运行程序的步序和运行时间等,操作系统要求鼠标点动每个阀门和各个水泵、风机等,要求提示运行人员操作的步序,而且操作简单易懂,误操作时不会出现和技术事故,能够及时解除误操作等意外情况的发生。ＰＬＣ与上位机进行实时通讯,操作并治理整个系统,两台上位机一台运行,一台备用,并且能够同时互相进行切换,因此还需配置通讯模块,网络交换机等使整个系统的运行和操作加方便。整个系统网络为双ＣＲＴ ＰＬＣ组成工业控制局域网,两台计算机上有以太网卡,通过双绞线与交换机相连,双绞线接口为ＲＪ-４５,网络拓扑结构为星型连接,网络协议为ＴＣＰ／ＩＰ。ＰＬＣ主机架上安装以太网模块,通过双绞线与交换机相连,ＰＬＣ主机通过同轴电缆与ＲＩＯ各远程站连接。在这样的系统配置中,两台计算机既可以共享数据,互为备用,也可以作为ＰＬＣ的编程器,对ＰＬＣ进行编程和维护。如图２所示为系统组态图。
２．３系统的操作功能
系统的操作功能要求系统能够在现场设备无故障情况下实现自动化,一般情况下单台设备的启动和停床采用自动、单步操作方式,整组投运时选择好床体和连锁设备后再启动和停床。鼠标单操,在任何情况下都不受操作方式的限制。操作程序启动时能够自动检测、自动报警,便于运行人员操作、监控。要求计算机对系统的运行状况能够进行实时显示、自动记录历史数据并能够脱机即时打印。要求人机对话灵活、画面显示清楚而且切换灵敏,上下位机通讯且不会出现明显的时间滞后。由于化学水处理系统比较复杂庞大,所涉及的控制对象比较多,以往的运行办法需要运行人员到现场去操作每个电磁阀和水泵以及风机等来实现系统的运行,如今随着科学技术的不断发展,这种操作方式远不能适应大规模制水生产的需要。,操作不方便、不灵活;二,操作过程复杂、轻易出错;三,需要多人相互配合才能完成操作,既花费人力,又浪费时间。当前要提高经济效益,扩大市场需求,在市场经济大潮的激烈竞争和减员增效的经济运行体制下,这种生产方式已经不能适应新形势发展的要求。为了适应市场经济的不断变化和提高劳动生产率就需要加大科技投入,提高系统配置的科技含量,力争使整个系统的运行和治理系统化、科学化,操作要灵活、方便,运行要稳定,这是我们所要力争实现的目标。由于ＰＬＣ可编程
控制器的ＣＰＵ性能强、可选范围广并具有通用的处理结构、梯形图逻辑编程、通用指令系统、的通信网络,答应与其它装置相互连接,这大大增强了应用控制和数据交换能力。Ｉ／Ｏ模块多为槽式或机架安装,控制设备比较集中,便于运行人员操作和维护。自动控制系统的应用,大大减轻了操作人员的劳动强度,提高了生产效率和系统运行的性、稳定性,为企业创造了经济效益,提高了企业的竞争力,实现了科学化治理。
３控制软件的设计
⑴化学水处理控制程序包括双介质过滤器的投运和再生程序,活性碳过滤器的投运和再生程序,反渗透装置的启动和停止程序,一级混床的投运和再生程序,二级混床的投运和再生程序。
⑵各个床体的程序一般是立运行的,单运行时有自动和单步操作。自动运行时每一步都是按事先设定的步序时间和在线参数进行运行,单步运行时每一步的时间都由运行人员根据现场情况自己把握,还可以根据现场情况跳过某些不需要的动作步序,因此操作方式要非常灵活。
⑶对于有些床体和其它设备需要同时运行时就需要进行对象选择,选好对象后再整组投运,在停床时也要选择对象,这样会避免误操作。整组投运的床体运行时间一致,因此在整组投运时运行时间都以同类设备台的运行时间作为标准。根据以析列出单台床体软件设计的程序框架如图３所示。
４结束语
通过以上几个方面的分析,要用ＰＬＣ控制一个系统,对ＰＬＣ进行合理的系统组态和配置,然后要有一套完整而的软件支持才能实现对整个系统的自动控制。既要力求科技含量高、工艺、操作简单,又要做到系统结构合理、性能价格比高。一套成熟的控制软件,是经过反复调试和试运行,在运行当中发现问题、解决问题,在长期的实践中才能总结出比较合理的软硬件配置,化学水处理自动控制系统的投入,有效提高了系统运行效率和制水质量,为火力发电厂热力设备的、经济运行提供了
本文分析
plc的特点，然后结合plc在工厂
自动化中的应用情况，探讨了工厂
自动化技术的发展趋势。
1、 plc的特性
目前在工业自动化领域，可编程控制器（plc）作为
自动控制的三大技术支柱之一，已广泛应用于各种自动化系统。由于plc综合了自动化和计算机技术，使它大大过起初的技术水平。它可以很容易地完成顺序、逻辑、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，并通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。plc具有性高、实用性强、开发简易、维护方便等特点。
1.性高，抗干扰能力强
工业自动化系统内的基础设备有的集中安装在控制室，有的单安装在生产现场，大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，这就使得设备的抗干扰能力、性能显得尤为关键。
plc是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施。硬件上使用现代大规模
集成电路技术，生产制造工艺严格，采用诸如r-c滤波器、稳压、信息保护等措施提高性，并且带有硬件故障自我功能，出现故障时可及时发出警报信息；软件上采用内置故障恢复软件，进行故障恢复及控制。这些措施可以保证plc的故障接近于零，平均无故障时间轻松可达5-10年，从而大地提高生产设备的运转率。例如三菱公司生产的f系列plc平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则长。因此，plc一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。
2.功能丰富，通用性强
plc起源于上世纪60年代末，历经几代发展，时至今日已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。现代plc不仅有顺序、逻辑、计时、计数控制等功能，还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、 自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、条生产线，又可控制一个生产过程。除了逻辑处理功能以外，现代plc大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来plc的功能单元大量涌现，使plc渗透到了位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中。
plc系统构成灵活，扩展容易。在标准的硬件支持下，plc采用软件编程来满足各种设备的工艺动作要求，因此可不改变plc硬件设备，仅采用修改程序即可满足工艺变动的要求。加上plc通信能力的增强及
人机界面技术的发展，使用plc组成各种控制系统变得非常容易。
3.开发简易，使用方便
目前，大多数plc仍然采用梯形图编程方式，这考虑到大多数
电气技术人员和技术工的读图习惯及编程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与
继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读plc的用户手册或短期培训，编程人员很快就能学会使用梯形图编制控制程序。另外，plc还提供了功能图、语句表等编程语言。
4.安装方便，维护简单
plc用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了系统中大量的
中间继电器、
时间继电器、计数器等器件以及控制设备外部的接线，使得plc的程序可以在实验室进行模拟调试，减小了现场调试工作量，提高了工作效率，使控制系统设计及建造的周期大为缩短。同时，由于plc的低故障率、较强的监视功能、模块化等优点，使得系统维护也变得容易起来。
2、plc在工厂自动化中的应用
plc自问世以来就与工厂自动化技术的发展密不可分，工厂自动化技术的发展促进了plc的革新，同时又给工厂自动化技术的发展提供了新的思路。
1.工厂自动化结构
工厂自动化控制系统综合智能决策技术、信息处理技术、高性通信技术、智能检测与处理技术，一般可分为三个层次，如附图所示，即企业资源规划（erp），制造执行系统 （mes ）与过程控制系统（pcs）。企业资源规划层负责生产计划，协调安排生产资源；制造执行层负责实施生产管理与质量控制；过程控制层负责实现逻辑、闭环和过程控制等。生产过程借助于mes进行集成与协调控制，通过工厂的信息管理系统（pmis），产品规范管理系统（psms），物流管理系统，设备管理系统，实验室和化验室的信息管理系统，生产定单的管理系统以及详细的生产排程和生产运营记录系统，使得工厂的信息不仅具有很好的计划性，还能使计划得以实施，终实现操作过程自动化，使生产有序、经济。
这种集管理与现场控制于一体的自动化系统具有如下优势：
（1）工厂规划管理层和现场设备间的透明性
通过对现场设备的实时监控，工厂的规划管理层能够很容易地现场信息，同时结合管理层的有关市场营销、仓储以及财务等方面的状况信息，可以及时作出决策，再通过计算机网络下达到现场控制层。
（2）分散型网络化生产系统
分散型网络化生产系统采用敏捷制造原理，通过工厂自动化系统，规划管理层所提供的广域网接口，可以很方便地将距离甚远的大型工厂的分公司组织在一起，实现异地决策、异地设计和异地生产。这样就可以通过自动化工厂信息集成对企业实现益的生产管理。
2.工厂自动化系统中的plc
linux是一个用c语言和汇编语言写成，plc自问世以来就与工厂自动化技术的发展密不可分，plc技术的每一次跃进就给工厂自动化技术的发展变革带来了新的思路，工厂自动化有了新的发展同样也促使plc技术的变革以适应其需求。传统的plc正是具有以下功能，才得以在工厂自动化领域大展拳脚。
(1)开关量的逻辑控制
开关量的逻辑控制是plc基本、应用广泛的功能。开关量逻辑控制是根据有关输入开关量的当前与历史的状况，产生所要求的开关量输出，使系统能按一定顺序工作，既可用于单台设备的控制，也可用于多机及自动化流水线。在开关量逻辑控制领域，至今还没有其它的控制器能够取代plc。
(2)模拟量的过程控制
在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、流量、液位等称之为模拟量。模拟量过程控制一般是指对连续变化的模拟量的闭环控制。过程控制的目的就是根据有关模拟量的当前与历史的输入状况，产生所要求的模拟量或开关量的输出，使系统能够按照一定的要求进行工作。plc厂家一般都生产配套的a/d和d/a转换模块，使其plc可用于模拟量控制。
(3)运动控制
plc既可用于直线运动控制也可用于圆周运动控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量i/o模块连接位置
传感器和执行机构，现在一般使用的运动控制模块。如可驱动
步进电机或
伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 plc厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、
电梯等场合。
（4）过程控制
过程控制是指对模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，plc能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。pid调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大多数plc都有pid功能模块。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
（5）数据处理与通信
随着信息技术的发展和市场经济的需要，仅以实现生产过程自动控制为目的的工厂自动化远不能满足要求。工厂企业正在加强企业现代化管理，以提高企业总的经济效益。这就要求工厂自动化在实现生产过程自动化的基础上，进一步实现管理的现代化，从而需要一种既能满足生产过程控制要求，又能集企业管理信息技术为一体的工厂自动化系统。这种需求促使了plc进行变革，现代plc已具有数据处理与信息控制、通信及联网功能，这使得plc在现代工厂自动化系统中的应用范围大大扩展。
1)数据处理与信息控制是指数据的采集、存储、变换、检索、传输等操作。随着技术的发展与进步，现代 plc 已具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些功能可以辅助实现工厂自动化系统监控层以及决策层的数据查询、决策参考等功能，是企业信息化的基础技术。
2)通信及联网：网络通信与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。现代大型工厂自动化系统一般都是采用分散型结构，其决策、设计以及制造可能需要远程实现，plc的以太网通信功能正是满足了这种需求。plc不仅能实现以太网通信，同样可以实现与多种
现场总线的通信，这使得plc可以横贯工厂自动化系统的三个层次，实现透明决策。
3、工厂自动化技术的发展趋势
1.引入无线控制
人类早期的梦想就是在工厂内能够通过遥控设备实施生产。无线通信技术作为有线通信的，与传统的应用方式相比，将发挥越来越重要的作用。工厂自动化的具体应用场合主要有自动化生产线和装配线、大型机床、包装机器、食品和饮料包装线、物流运送线等。这些场合中,监控点数量非常大，传感器本身成本不高，但布线与安装成本却很高。在运行过程中，信号线老化会导致信号丢失，查找故障点费时费力。在一些有旋转机构的场合，有线网络的应用受到限制，传统滑环方法在实际应用中效果并不理想。而采用无线通信技术在这些方面则具有明显的优势，因此将成为工厂自动化产品的一个新增长点。
无线plc网络的研究加快了无线控制引入工厂自动的步伐。无线plc网络能够提高系统设计效率和成本控制，使得基于plc的控制系统能采用无线形式与网络联系在一起，构成工业控制网路系统的重要成分。
目前，无线控制系统在无线传输技术方面目前已经没有障碍，但难点在于信号传输过程的保真性、性以及互扰性。相信在这些问题相继解决以后，无线控制系统广泛推广应用的春天就会来临。
2.强调控制
是一个很广泛的问题，不仅涉及到生产过程本身的，还包括环境对生产过程的，生产过程对环境的，生产过程对使用者的，生产过程的等等。一般来说，当前说工厂自动化系统所提及的应该包含两个方面：系统功能和系统信息。
. 水电厂(站)顺序控制
水电厂(站)的自动操作包括水轮发电机组各种工况转化、调整和全厂的公用设备进行的
自动化控制。这类控制在自动控制范畴内属于顺序控制系统，每个控制顺序都是按照生产流程的要求及生产设备的特点来设定的。
根据操作对象可分为：
1.1 机组自动操作：要求以一个脉冲自动按预定的顺序完成下列操作，即开机发电、卸载停机、发电转调相、调相转发电、开机调相、调相转停机、发电转抽水、抽水转发电等等，其操作对象包括机水轮发电组及调速器、励磁系统、制动装置等附设设备。
1.2 水电厂站公共设备的自动操作：包括油压装置等压油排油系统、技术供水与排水系统、高低压压缩空气系统、智能直流模块整流电源与蓄电池浮充系统、厂用电系统等，选线控制时还包括同期
并网装置。
1.3 水工建筑物设备的自动操作：这包括溢洪闸门的操作、引水式水电厂站部枢纽取水口闸门的操作、主阀球阀及其它液牙阀门的操作等。
1.4 全厂性操作：如报警信号系统、远动通讯系统、开关站设备的操作等。
对水电厂(站)自动操作的总要求是运行、维护方便、经济合理。
顺序控制是指生产设备及生产过程根据工艺要求按照逻辑运算、顺序操作，定时和计数等规则，通过预先编制的程序，在现场输入信号作用下，使执行机构按预定程序动作，实现以开关量为主的自动控制。水电厂站顺序控制当然也不例外。其输入主要是一些按钮、按点、行程开关、限位开关、动断触点等开关量为主的控制信号。输出为
继电器、电磁阀等驱动元件。内部控制部分有定时器、计数器、中间继电器等器件，以及许多常开、常闭触点。传统的水电厂站顺序控制是由继电器控制屏来实现的。由于设备体积大、动作速度慢、接线复杂，通用性、灵活性较差，维护工作量大，维修也相当困难，特别是性差，没有计算和存储功能，与水电厂站的其它计算机控制系统联接需要许多接口设备，而PLC(Programmable Logic Controller)控制系统克服继电器控制的弱点，把计算机技术与继电器控制技术地结合起来，为工业自动化提供了几乎的现代化控制装置，主要表现在：
2,1 PLC是继电器、接触器、顺序
控制器以及由中、小规模
集成电路及其它电气元件的复杂控制系统装置上发展起来的一种新型控制器，它采用了微电脑技术即大规模的集成电路，取代了以往靠硬线布线的逻辑控制电路，具有、功耗小、体积小、重量轻等优点。
2.2 PLC及其有关设备都按易于与
工业控制器系统联成一个整体，易于扩充功能，其接口简单、线路工作量小，能运行于恶劣的工业环境，故障率低、性好、抗电气干扰能力强，不需要空调和UPS，维护方便。
2.3 PLC采用扫描式工作方式，适于处理顺序控制。
2.4 水电厂站的顺序控制系统流程复杂，用常规继电器硬接线控制方式往往系统规模庞大、维护困难、查找故障麻烦;采用PLC控制后，不仅高，而且易于在线或离线修改控制系统，改动硬件。
3. 水电厂(站)生产控制程序设计
在遵循满足要求、、经济实用、适应发展等原则完成系统设计后编制程序时，要根据整个生产控制过程的要求把程序分块，其次是合理利用指令，严格注意信号名称定义，利用各种方法正确地编写各个程序块的程序。然后经过单元调试、软硬件联调与系统总调，对程序进行修改，经过一定时间运行考验，方可投入实际现场工作。分块结构的程序是根据工程的特点，把一个控制工程分成多个比较简单的、规模较小的控制任务。可以把这些控制任务分配给一个子程序块。在子程序中编制具体任务的控制程序，后由主程序调用的方式把整个控制程序统管起来。以水轮发电机组自动操作为例，考虑整个程序分成开机发电、开机发电、卸载停机、发电转调相、调相转发电、开机调相、调相转停机、发电转抽水、抽水转发电、发电转调相、调相转发电、开机调相、调相转停机、发电转抽水、抽水转发电等八块，再来看看卸载停机子程序块的编程。
绘制输入输出电路图后，PLC输入输出分配同志们自己规定一下就行了，这里略去
一 概述
着工业控制技术的发展,PLC和伺服技术的到了长足的发展。PLC是专为工业生产环境设计的计算机控制设备，且有性高、硬件配套齐全、用户程序简单易学且维护方便等优点而广泛应用于各行各业中；交流伺服电机控制采用了磁场定向矢量控制原理, 具有动态响应快、稳态运行精度高、转矩脉动小, 低速运行平滑等性能, 而且调速范围较大，做为进给传动装置得到了广泛的应用。PLC一般具备脉冲输出接口，所以以PLC和脉冲式伺服组成的简易数控系统是经济型机床的。
PLC和伺服都是专门为工业控制环境而设计的,因此本身性强,所以在一般的控制系统中不用抗干扰设计或进行简单的抗干扰设计就可以使系统地运行。但在特别恶劣的应用环境中,如强电场、强磁场、剧烈的冲击和振动环境, 控制系统和执行机构并不一定能地工作;另外,在对性要求特别高的场合,就要对控制系统和执行机构进行特别的抗干扰设计。为提高系统的性,要认真分析相应的应用环境中各种可能产生干扰来源,在此基础上选择性强的PLC及相关模块,从硬件的角度如工程设计、施工布线、使用维护等进行抗干扰设计,另外,还要有针对性地从软件方面进行抗干扰设计。
二 系统中主要的干扰来源和抑制措施
干扰的来源众多,破坏了系统的稳定性。 系统的不稳定的主要表现为内部信息被破坏，导致控制系统混乱，执行机构误动作和网络出错，影响设备的正常运行。
2.1 PLC
从形式上讲, PLC控制系统的干扰分为两类:内部干扰、外部干扰。内部干扰,是PLC本身的问题;外部干扰,包括导线传入的干扰（由电源线、控制线各信号线等外部线引入的干扰） 、空间感应和辐射干扰、地线传入的干扰。在现实的工业实际情况中，内部干扰的情况比较少见。下面分析来自外部的干扰。
（1）选用性能优良的电源，采取措施抑制电网干扰
在PLC控制系统中，电源占有其重要的地位，也是干扰进入PLC的主要途径之一。电网线路上挂接了各种用电设备,如大功率电动机、交直流传动装置、变频器、家用电器等等,这些设备的启、停会引起电网的电流电压波动，产生的幅值很大浪涌和高次谐波。如果使用PLC系统的交流供电电源，在干扰较强或性要求很高的场合，可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，屏蔽层应接地;也可以在初级、次级绕组之间加屏蔽层，并将它们和铁芯一起接地，以提高高频共模干扰能力。
（2） 来自空间感应和辐射的干扰
大多PLC控制系统所处的空间中有各种各样的电场和磁场,这些电场、磁场无不影响着控制系统。电磁场（EMI）主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的;屏蔽效果差的PLC控制系统本身也会产生电磁场,所产生的电磁场反过来又影响控制系统本身。这些电磁场统称为辐射干扰,其分布为复杂。只要PLC控制系统处于辐射范围内,其就会受到干扰。控制系统受到干扰的程度和辐射的强弱和频率有关。辐射通过以下两种途径影响PLC控制系统: ①直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰; ②对PLC通信网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。针对此种干扰，屏蔽、滤波和接地是三种主要的方法。
（3） 由信号线引入的干扰
相邻信号线上的串扰信号会在被串单线路上产生噪声或在被串线路对上产生耦号,即在被串线路上有串扰信号存在。由信号引入干扰会引起I/ O 接口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。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总地线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。
（4） 由地线引入的干扰。
接地的目的有两个:一是为了;二是为了抑制干扰地线的连接方式不当,会引起地环流。地环流在屏蔽线内部产生电磁场,进而干扰屏蔽线,造成信号的失真。下图为正确的接地方式，坚决避免串联接地。
（5）不科学安装和布线
不同类型的PLC有不同的安装规范，如CPU与电源的安装位置、机架间的距离、接口模块的安装位置,1/O模块量、机架与安装部分的连接电阻等都有明确的要求，安装时按所用的产品的安装要求进行。PLC应设有立、良好的接地装置，接地电阻要小于100Ω，接地线不能过20m,PLC不能与其它设备共用一个接地体川。PLC电源线、I/O线、动力线放在各自的电缆槽或电缆管中，线距要保持至少大于300mm的距离。模拟量输入/输出线加屏蔽，且屏蔽层应一端接地。PLC要远离干扰源，信号线若不能避开干扰源，应采用光纤电缆。在室外安装时须采取防雷击的措施，比如在两端接地的金属管线中走线。
为了减少动力电缆电磁辐射干扰,尤其变频装置馈电电缆引起的电磁干扰,决定采用两条基本原则:其一是在实际工程中,尽量采用铜带铠装屏蔽电力电缆,降低动力线产生的电磁干扰,这种方法的实际效果在许多场合被证明是非常有效的;二是对不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敷设,严禁同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆平行敷设,以减小电磁干扰。
在PLC控制系统中,硬件上的抗干扰设计是基础也是抑制干扰的根本的措施。除此之外,还可以在软件设计上,可以采用数字滤波和软件容错等经济有效的方法,进一步提高系统的性。
（1）数字滤波
现场的模拟量信号经A /D转换后变为数字量信号,存人PLC中,再利用数字滤波程序对其进行处理,滤去噪声信号从而获得所需的有用信号。工程上的数字滤波方法很多,常用的有:平均值滤波法、中间值滤波法、加权滤波、滑动滤波法等。
（2）软件容错
尽管采用了各种抗干扰技术,但不能够杜绝干扰,干扰或多或少、或大或小总是存在的,并且在特定的条件下还有可能对控制系统造成大的干扰,因此,我们还应该在程序编制中采取软件容错技术。所谓容错,就是在干扰不能避免的情况下,万一其对控制系统造成大的干扰而使系统出现异常时,控制系统能对其及时的进行反应,并根据出错时的状态决定系统下一步补救措施。主要有以下容错技术:
①程序重复执行技术:在程序执行过程中,一旦发现现场故障或错误,在某些情况下可以重新执行被干扰的指令若干次。若重复执行成功,说明引起控制系统故障的原因为干扰,否则是干扰以外的原因,此时应输出软件失败（ Fault）并停机、报警。
②对死循环作处理:在程序中设计了定时狗（WDT）程序,当定时过原定时间时,可以断定系统进入了死循环。当控制系统进入了死循环,可以根据程序的判断,决定下一步是停机还是进入相关的子程序进行系统的恢复。
③软件延时:为确保重要的开关量输人信号、易抖动信号的检测和控制回路数据采集的正确性,可采用软件延时15ms—20ms,并对同一信号多次读取,结果一致,才确认有效,这样可偶发干扰的影响。
2.2 伺服
伺服系统和PLC系统类似，PLC的外部干扰源和抗干扰措施同样适用于伺服系统。同时，伺服系统和PLC还有不同之处。伺服驱动器的抗干扰主要式防止干扰脉冲的输入。
（1）伺服驱动器的脉冲输入端口分为开路集电方式和差分输入方式。由于开路集电方式的抗干扰能力比差分输入方式的差的多，所以，选型的时候尽量选取含有差分输入方式的伺服驱动器。
（2）为了尽量减少伺服驱动器在没有上位定位指令的时候将干扰信号输入，在程序设计中要在没有脉冲输入时，将伺服驱动器的“脉冲输入禁止”信号，这样能有效的减少干扰脉冲的输入。
（3）伺服驱动器和伺服电机之间的连线要使用屏蔽线，线缆的拨开屏蔽层的部分不能大于75mm，屏蔽层要在伺服驱动器侧接地。
（4）如果条件允许，应采用伺服的速度控制模式和上位控制器构成闭环控制。
三 实例
某公司生产了一种采用简易的数控钻床，控制系统为三菱公司的Fx系列的PLC，X、Y轴为伺服电机带动丝杠进行定位控制，Z轴为液压进给方式，主轴为变频器带动普通的三相异步电动机通过减速箱控制。在实际的调试中发现定位不准确。经检查发现，该机床的伺服电机在没有脉冲指令的时候仍然存在脉冲输入，且伺服驱动器收到的脉冲数和上位控制器PLC发出的脉冲数不相等，尤其是在变频器启动的瞬间，情况为严重。所以判断此系统存在严重的干扰。
经过以上的分析，拟在PLC的电源处增加一个输入滤波器，PLC与伺服驱动器的脉冲信号连线采用屏蔽双绞线连接，并且使这根线尽量的短；在伺服驱动器的电源处增加一个输入滤波器；在直流电磁阀处增加续流二管，在交流接触器处增加浪涌吸收器；信号线和动力线分别敷设在不同的走线槽中并且间隔200cm；变频器的输入端增加一个输入滤波器，把变频器和电动机的连接线改用屏蔽电缆，并且在变频器侧良好接地；修改PLC的控制程序，使伺服驱动器上的“脉冲输入禁止”信号在上位控制器没有脉冲输出的时候就生效。
经过改进，机床的性能符合要求。
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