青岛西门子PLC模块通讯电缆供应商

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从1969年发展至今，PLC已有接近40年的历史，40年来，PLC成功的扮演了自动化架构中重要的技术，如今PLC的技术已经相当成熟，应用面上也脱离了早期的形象，走入寻常百姓家成为大小自动化系统中的基础设备，现在市面上的小型PLC价格甚至可到万元以下，就产品架构来看，PLC这几年事实上已经很难有概念上的性，目前厂商所能提供的，多只有持续升级PLC的效能速度，或者提供多的额外功能，在PLC市场早就迈入成熟期的今日，这样的高成长率已难再现，工业自动化市场调查机构ARC指出，PLC从2003年的市场销售总值60亿美元到2008年的预计75亿美元，这五年来PLC的年复合成长率仅约为4.6%，但即便如此，面对PC Based控制器的强力竞争，PLC却仍占有大部分市场，塬因在于PLC先天上的优势仍难被取代，尤其是大型PLC。

要谈大型PLC先从其发展源起开始，工业自动化的兴起，让从60年代后期到70年代初期发展的PLC快速抬头，PLC是NC(数值控制)型工作机械、机械人等各类自动机械的控制装置，所以也被称作PC(Programable Controller)、Sequencer(程序器)、Sequencer Controller(程序控制器)。随着微电子学日新日异的技术发展，加上使用高度微处理器及记忆体元件，因此PLC了当初单纯代替转换式程序控制盘的机能。在复杂的自动化产业设备中，它不但提供了运算控制、资讯处理、高机能、的网路，而且也可以和其他的控制组件、FA电脑一起使用，建构一个系统完整的机械设备。

PLC依控制点数可分为四类，分别为微型、小型、中型、大型，中大型PLC的分界点在1000点，这部分由于闽台厂商难以切入，因此市场由欧、美、日厂商所主控。

从1970年代开始，闽台经济发展进入高速发展期，自动化设备需求甚殷，加上后来大陆市场，闽台自动化设备销售至大陆数量越来越大，因此在外商的布局中，闽台是PLC市场中的的一块，目前闽台PLC市场以日系、欧美系、闽台厂商分占各低、中、高阶领域，在大型PLC市场，TFT-LCD、半导体产业这「两兆双星」中的「两兆」，由于产线快速扩充，因此成为大型PLC厂商兵家必争之地，过去闽台曾受日本殖民统治，因此在闽台工业发展初期，仍受日本相当影响，因此大型PLC市场多使用日系PLC，直到这几年，闽台前往欧美留学人士开始回台服务，逐渐带入美系观念，欧美大厂如西门子、AB等PLC快速取代日系产品。

大型PLC的应用领域多为产值高的产业，这些产业对于产线设备的风险控管严格，虽然PLC发展已有30余年，技术已经相当成熟，因此价格已经稳定偏低，即使如AB、西门子等大厂牌，纵使市场报价较一般厂商高出一截，但就整体自动化设备而言，其成本比例仍不算高，而另一方面当这些大厂再为其产线投保时，若使用非的PLC，保险公司在风险考量下，也会调高保费，两相考量下，这些产业业者在成本支出不多的考量下，仍倾向采用高度的PLC，闽台厂商要切入大型PLC市场，在企业规模无法与外商抗衡下，闽台厂商切入不易。

除了应用产业外，在相关技术上，中、大型PLC也正在逐步蚕食较不复杂的DCS与SA的应用，扩大了整个市场的大饼，对于大型工业用户而言，以PLC为基础的自动化方案愈来愈受欢迎，一来因为PLC的稳定与现成可用性确实众所周知，二来有经验的PLC人才确实比较容易找到。

至于几年度来势汹汹的PC-based控制器，现在看来则似乎不容易再对PLC的地位构成威胁，吴顺裕认为有两个塬因，是，PLC厂商其实已经把PC-based技术融入PLC当中，用来提供多新的功能，这样一来，PC-based控制器当然很难切入PLC既有的市场，另一个塬因则是基础的架构不同，PLC一开始就是为了自动化控制而设计，因此其架构会特别贴近自动化底层设备，如马达、变频器等，但PC Based则是从PC而来，自动化控制只是后来所加上去的功能，因此在与上述的这些底层设备的沟通介面，设计的并不理想，在大型PLC上面，虽然PC Based控制器对上层架构沟通较佳，但这些沟通介面，现在PLC都已可做到，再加上PLC塬有的稳定优势，是让PC Based难以跨入大型自动化架构。

后再从PLC厂商来看，从记者采访过程中，各自动化产业工程师认知度的PLC，包括了日本叁菱、欧姆龙、德商西门子及美商洛克威尔(AB)，此外法国施耐德、美国GE Fanuc、日本的富士、松下、闽台的永宏、丰炜、台达等也有相当的支持度，虽然样本有限，以上的结果仅能供作参考，未必符合业界的真实状况，但似乎也可反映出部分工程师对市场的一般印象。

就度来看，叁菱与欧姆龙两大日系，在闽台市场的普及度，而西门子与洛克威尔的PLC，则在大型系统占有较高的比重，一般认为，日系的PLC在中小型机种方面具有简单易用、体积小的优点因此受到广泛应用，但专属功能提高了方便度却也降低了系统弹性;而欧美的PLC则强调开放性，使用者自行定义的功能较强，适合大型架构，但价格偏高，至于闽台自制的PLC，价格非常有竞争力，稳定性也还不错，但在功能上则比较阳春，且多以小型机种为主。

由于市场竞争激烈，PLC厂商扩大产品线，以维持竞争优势，过去外商多以大型PLC为主，由于企业规模大产品线也完整，再加上大型自动化架构都以专案方式进行，除了产品品质外，对设备厂商的规模也有一定要求，因此闽台厂商难以跨入此一领域，近年来外商进一步将产品线延伸至中小型机台，对台厂造成部份影响，不过在仍保有价格优势的情况下，台厂在此的地位仍未被动摇，至于未来发展，仍有待观察。

浅谈　　大型PLC的应用领域多为产值高的产业，这些产业对于产线设备的风险控管严格，虽然PLC发展已有30余年，技术已经相当成熟，因此价格已经稳定偏低，即使如AB、西门子等大厂牌，纵使市场报价较一般厂商高出一截，但就整体自动化设备而言，其成本比例仍不算高，而另一方面当这些大厂再为其产线投保时，若使用非的PLC，保险公司在风险考量下，也会调高保费，两相考量下，这些产业业者在成本支出不多的考量下，仍倾向采用高度的PLC，闽台厂商要切入大型PLC市场，在企业规模无法与外商抗衡下，闽台厂商切入不易。

除了应用产业外，在相关技术上，中、大型PLC也正在逐步蚕食较不复杂的DCS与SA的应用，扩大了整个市场的大饼，对于大型工业用户而言，以PLC为基础的自动化方案愈来愈受欢迎，一来因为PLC的稳定与现成可用性确实众所周知，二来有经验的PLC人才确实比较容易找到。

至于几年度来势汹汹的PC-based控制器，现在看来则似乎不容易再对PLC的地位构成威胁，吴顺裕认为有两个塬因，是，PLC厂商其实已经把PC-based技术融入PLC当中，用来提供多新的功能，这样一来，PC-based控制器当然很难切入PLC既有的市场，另一个塬因则是基础的架构不同，PLC一开始就是为了自动化控制而设计，因此其架构会特别贴近自动化底层设备，如马达、变频器等，但PCBased则是从PC而来，自动化控制只是后来所加上去的功能，因此在与上述的这些底层设备的沟通介面，设计的并不理想，在大型PLC上面，虽然PCBased控制器对上层架构沟通较佳，但这些沟通介面，现在PLC都已可做到，再加上PLC塬有的稳定优势，是让PCBased难以跨入大型自动化架构。

后再从PLC厂商来看，从记者采访过程中，各自动化产业工程师认知度的PLC，包括了日本叁菱、欧姆龙、德商西门子及美商洛克威尔(AB)，此外法国施耐德、美国GEFanuc、日本的富士、松下、闽台的永宏、丰炜、台达等也有相当的支持度，虽然样本有限，以上的结果仅能供作参考，未必符合业界的真实状况，但似乎也可反映出部分工程师对市场的一般印象。

就度来看，叁菱与欧姆龙两大日系，在闽台市场的普及度，而西门子与洛克威尔的PLC，则在大型系统占有较高的比重，一般认为，日系的PLC在中小型机种方面具有简单易用、体积小的优点因此受到广泛应用，但专属功能提高了方便度却也降低了系统弹性；而欧美的PLC则强调开放性，使用者自行定义的功能较强，适合大型架构，但价格偏高，至于闽台自制的PLC，价格非常有竞争力，稳定性也还不错，但在功能上则比较阳春，且多以小型机种为主。

由于市场竞争激烈，PLC厂商扩大产品线，以维持竞争优势，过去外商多以大型PLC为主，由于企业规模大产品线也完整，再加上大型自动化架构都以专案方式进行，除了产品品质外，对设备厂商的规模也有一定要求，因此闽台厂商难以跨入此一领域，近年来外商进一步将产品线延伸至中小型机台，对台厂造成部份影响，不过在仍保有价格优势的情况下，台厂在此的地位仍未被动摇，至于未来发展，仍有待观察。

    1.2“场”的干扰
    “场”的干扰主要是存在于空间的各种电磁场使得处于这些“场”内的导体因电磁感应而产生电势和电荷的移动，从而形成干扰。“场”的干扰主要有导线之间的电场、电感藕合，还有大功率的高频用电设备、雷达、电台等形成的电磁场的辐射等。
二、系统接地
    干扰主要是干扰源通过干扰途径作用于被干扰对象形成的。因此，为了抑制或干扰，就要从或抑制干扰源、切断干扰作用的途径、削弱干扰接受对象对干扰信号的敏感性等方面着手，并采取适当的措施。由于干扰的产生是很复杂的，根据实际情况加以综合分析和考虑。良好的系统接地是提高PLC控制系统抗干扰能力的主要手段之一。
    当接入PLC控制系统的信号、供电电源或PLC控制系统设备本身出现问题时，有效的接地系统能将过载电流导入大地，为PLC提供保护屏障，电子噪声干扰，并为整个控制系统提供公共信号参考点（即参考零电位）。
    2.1 PLC控制系统接地的分类
    在一般情况下，PLC控制系统需要提供保护和工作两种接地方式。工作接地又可分为逻辑接地和屏蔽接地等。对于有防爆要求的现场，如果装有本安防爆设备，则需要设置本安接地。 
    ①保护接地
    保护接地
    是为了防止设备外壳的静电荷积累，避免造成人身伤害而采取的保护措施。PLC控制系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打印机、端子柜等均应设置保护接地。保护接地应接至现场电气接地网，接地电阻应小于4Ω。 
    ②逻辑接地逻辑接地也叫机器逻辑地、主机电源地，是PLC控制系统内部的逻辑电平负端公共地，也是＋5V的电源输出地。
    ③屏蔽接地
    屏蔽接地也叫模拟地，它可以把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号精度。PLC控制系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地；且电缆屏蔽层一端接地，防止形成闭合回路干扰。电缆屏蔽层通常是用铜丝网或镀铝屏蔽层制成并接入公共接地的。恺装电缆的金属恺不能作为屏蔽保护接地。 
    ④本安接地
    本安接地应立设置接地系统，接地电阻≤4Ω 。本安接地的接地系统与现场电气地网或其他仪表系统接地网的距离应大于5m。 
    2.2 PLC控制系统的接地方式
    PLC控制系统的接地方式可分为以下几种。 
    ①串联式单点接地
    串联式单点接地是指将多个低压电气设备的接地端子与设备就近处的同一根接地排相连接，再用导线将接地排与现场的接地装置相连接。这种接地方式的优点在于节省人力、物力；而缺点在于当公用的接地线出现断路时，如果接地系统中有一台设备漏电，就会引起其他设备的外壳上均出现电压，对人员造成威胁。 
    ②并联式单点接地
    并联式单点接地是指从各台设备的接地端子处引出一根接地线，然后将这若干条线同时接到接地装置上。这种接地方式的优点在于当接地系统中的其中一台设备接地线出现断路时，不会造成其他设备外壳出现电压，可人身；而这种接地方式的缺点在于如果是电子设备或其他对高频干扰高度敏感的电气设备，来自其他设备的高频干扰（如变频器、中频炉等晶闸管变流器件）将会从共地点串入，造成设备工作不正常。 
    ③多分支单点接地
    多分支单点接地是指将每个设备的接地端子单与接地装置相连接。多分支单点接地与并联式单点接地的区别在于设备具有单的接地体且相邻设备在电气接地回路上的距离是比较远的（如过50m) ，这就有效地避免了设备之间的电磁互干扰。
    目前，使用的PLC控制系统多采用二种接地方式。对于来自变频器等高频干扰，则通过在PLC控制系统的电源加装一个单相电源滤波器等方法解决干扰问题。
三、PLC控制系统设备的接地装置
    PLC控制系统通常包括PLC设备的I/O机柜、UPS柜、继电器柜、操作台、打印台、服务器柜、仪表柜、手操盘台和栅柜等设备。在这些设备中，操作台、打印台、柜、继电器柜、UPS柜及配电柜均应设有保护接地螺钉，以提供所装设备的电源接地；PLC设备的I/O机柜、仪表柜和手操盘台应同时设置屏蔽接地汇流排和保护接地螺钉，分别作为信号接地和电源接地；对栅柜，除设置屏蔽接地汇流排和保护接地螺钉外，还应设置本安接地汇流排。
    根据有关技术规定要求，PC计算机或PLC系统信号电缆的屏蔽层不能浮空，其接地方式应符合下列规定：当信号源浮空时，屏蔽层应在PC计算机侧接地；当信号源接地时，屏蔽层应在信号源侧接地；当放大器浮空时，屏蔽层的一端与屏蔽罩相连，另一端宜接共模地。当屏蔽电缆途经接线盒分断或合并时，应在接线盒内将其两端电缆的屏蔽层连接。
    PLC控制系统信号电缆的选择与敷设应严格按照有关规定执行。屏蔽电缆的屏蔽层应按以上要求进行接地。为了提高PLC控制系统的抗干扰能力，PLC控制系统开关量输入／输出信号宜选用阻燃型对绞铜网屏蔽电缆。
    根据多个工程现场实践的经验，提出以下PLC控制系统接地的注意事项。
    ①操作员站、工程师站、网络交换机、服务器主机、系统显示器等应采用外壳接地或直接将电源地线连接至电气接地网。 
    ②PLC控制系统I/O机柜的电源接地与UPS的电源接地连接至同一个地，以保证等电位。 
    ③PLC控制系统模拟量I/O模块的信号负端，即直流24V电源的负端连接至逻辑接地排上，逻辑接地排与屏蔽接地相连接，终接入总接地排。这样可以有效共模电压的干扰。 
    ④现场控制站机柜本体与底座间夹有绝缘橡皮，屏蔽地汇流排与底座间绝缘，现场控制站按规定作好接地处理，即分别接至现场控制站接地汇流排上。 
    ⑤检测接地系统的电阻，以保证接地电阻能满足PLC控制系统的技术要求。
四、结束语
    良好的接地系统是PLC控制系统稳定运行的重要环节，很多PLC控制系统运行中出现的故障往往是由于系统接地不好引起的。本文探讨了PLC系统接地类型、方式及接地装置控制系统干扰产生的原因以及在硬件、接地系统、信号线敷设等方面干扰的措施。在实际工作中，干扰的技术措施还有很多，也可以在软件设计中采取一定的抗干扰措施，如指令复执、故障诊断、自恢复功能等，这些措施均可进一步提高控制系统的性和性

为了便于故障的及时解决，要区分故障是全局性还是局部性的，如上位机显示多处控制元件工作不正常，提示很多报警信息，这就需要检查CPU模块、存储器模块、通信模块及电源等公共部分。如果是局部性故障可从以下几方面进行分析。

    1．根据上位机的报警信息查找故障。PLC控制系统都具有丰富的自诊断功能，当系统发生故障时立即给出报警信息，可以、准确地查明原因并确定故障部位，具有事半功倍的效果，是维修人员排除故障的基本手段和方法。

    2．根据动作顺序诊断故障。对于自动控制，其动作都是按照一定的顺序来完成的，通过观察系统的运动过程，比较故障和正常时的情况，即可发现疑点，诊断出故障原因。如某水泵需要前后阀门都要打开才能开启，如果管路不通水泵是不能启动的。

    3．根据PLC输入输出口状态诊断故障。在PLC控制系统中，输入输出信号的传递是通过PLC的I/O模块实现的，因此一些故障会在PLC的1/0接口通道上反映出来，这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是PLC系统本身的硬件故障，可不必查看程序和有关电路图，通过查询PLC的I/O接口状态，即可找出故障原因。因此要熟悉控制对象的PLC的I/O通常状态和故障状态。

    4．通过PLC程序诊断故障。PLC控制系统出现的绝大部分故障都是通过PLC程序检查出来的。有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因；有些虽然在屏幕上有报警信息，但并没有直接反映出报警的原因；还有些故障不产生报警信息，只是有些动作不执行。遇到后两种情况，跟踪PLC程序的运行是确诊故障的有效方法。对于简单故障可根据程序通过PLC的状态显示信息，监视相关输人、输出及标志位的状态，跟踪程序的运行，而复杂的故障使用编程器来跟踪程序的运行。如某水泵不工作，检查发现对应的PLC输出端口为0，于是通过查看程序发现热水泵还受到水温的控制，水温不够PLC就没有输出，把水温升高后故障排除。

    当然，上述方法只是给出了故障解决的切入点，产生故障的原因很多，所以单纯依靠某种方法是不能实现故障检测的，需要多种方法结合，配合电路、机械等部分综合分析。

   《PLC原理及应用》课程已成为工科院校一门覆盖面较广的课，作为学校如何培养出高素质应用型PLC人才，这成为社会、学校、教师与家长关注的焦点。根据多年的教学实践，就影响PLC人才培养的各个因素的提高与协同，我提出以下几点建议以供参考：
一、教学与实习设备投入。在PLC课程的实践教学中，应把机械、电工、电子、液压、气动和计算机等知识与PLC技术进行地联系，扩大实习实训课时的比重，逐步加大学校相关设备的投入，建立较为完备的PLC技术实训室，从而为“PLC项目开发”的实训教学创造良好条件。教学实践证明，只有通过PLC项目方面的实训，让学生亲自编程、实际接线和调试，并对运行过程中所遇到的问题进行分析和改进，才能真正培养学生思维和综合职业能力，真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“上岗”的终教学目标。

二、理论、实验与实训教学。任何课程教学活动的要任务都是激发学生的学习兴趣，同样在PLC教学中激发学生的兴趣并不难，重要的是让学生不断地提高，不断地体验到成功的喜悦，这样才能始终保持其浓厚的兴趣。

1、理论课的要任务是让学生明确PLC是什么？PLC能做什么？怎么做？教师可以通过一个简单、形象实例（如：电机的长动控制）的完整讲解、操作与演示，先让学生了解PLC控制系统包括主电路与控制电路，PLC的外部硬件连线与内部软件编程两个基本的环节仅仅充当控制电路部分，让学生整体了解PLC控制系统的构成与工作过程，再以此为基础进行外部硬件连线与内部软件编程两个基本环节的深入讲解，这样便于学生对比继电接触器控制系统对本课程的整体把握，明确课程的任务，有了目标也就有了学习的动力。

理论课教学过程中要使用多媒体教学手段，利用多种计算机技术制作以PPT为主体的电子课件，借助多媒体技术，用生动丰富的画面和美妙动听的音乐效果吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，同时可以提高教学的效率。PLC的外部接线（包括主电路接线）讲原理图，结合实验、实训、实习讲解装配图与实际连线图，要让学生体会课堂上的原理图、实验中的接线与实训、实习中的接线的区别与联系，教会学生善于理论联系实践，以理论指导实践，以实践验证理论。

当前流行的三菱PLC的编程软件为FXGP_WIN-C与GXDeveloper，FXGP_WIN-C没有功能，在理论讲授中缺乏直观性，而GXDeveloper编程软件加装GXSimulator6-C后具有功能，在编程器件、指令与编程实例的讲解中利用可以加强直观性，便于学生的理解，对于某些程序的检验与编写学生可以不用到实验室，直接利用学校机房结合软件的功能完成，这样既增强了学生自主学习的能力，提高了学习兴趣，也提高了学习的效率，学生不用走进实验室也能使理论教学与实验教学同步进行，大大提高老师的教学效果以及学生的理解和接受能力。

2、实验、实训与上机课可以采用自主学习方式。自主学习方式是一种学习者在总体教学目标的宏观调控下，在教师的指导下，根据自身条件和需要自由地选择学习目标，学习内容和方法，并通过自我调控的学习活动完成具体学习目标的学习方式。自主学习离不开教师的适时指导与评价，学生只有在教师的适时帮助下，才能不断地完成一个又一个实验与实训项目，获得越来越大的成就感，增加自己自主学习的动力，从而保证自主学习方式的良性发展。教师还结合理论课程的进程，结合实验实训设备编写由浅入深、逐步递进、面向不同层次学生的实验实训指导书，为学生的自主学习提供有力的理论支撑。

3、综合实训是PLC课程重要的一个环节。要安排充足的时间进行，还要提高实训的效率，综合考虑学生个体的差异。在实训中，遵循能者多劳，共同提高的原则，把学生按个体差异分组，各组根据自己的能力情况选择不同控制要求的实训内容，根据控制要求，进行编程、调试，故障诊断与排除。这种方法较灵活的解决了学生能力差异存在的相互制约问题，同时也培养了学生的分工及团队合作的能力。

三、成绩评价机制。应该明确成绩评价不是教学行为的终目的，成绩评价应作为激励学生学习的一种方法，评价应做到及时、公正，具有可操作性。1、理论评定包括笔试、平时成绩和实验成绩，笔试成绩通过开卷或闭卷方式，考核了学生对PLC基本知识的掌握程度；平时成绩通过平时立完成作业的质量、上课出勤、课堂上解决问题的能力及方法等来评定；2、实验实训成绩评价应能体现出竞争机制，根据不同的任务要求分两种情况：，保证完成质量的前提下，根据完成速度评定分数；二，保证统一时间的前提下，根据完成质量评定分数。教师根据完成质量或速度只对每个团队进行分数评定，团队每个成员的分数则依据教师给定分数通过本团队民主评议得分，这样促进团队内每个成员的积性与主动性，同时培养学生的团队意识。

四、校内学习与校外锻炼。学生在学校所学的PLC知识与技能对比实际工作岗位中的PLC控制系统，仍具有一定的差异或差距，学生就业后在工作岗位中一定会遇到一些难于解决的难题，这就需要学校、教师仍然要加强对学生毕业工作过程的指导，把这些问题的解决方法做成典型案例对在校学生讲解，对在校生来说也是一种良好经验的积累。学生就业后，在工作岗位上应不断地与学校教师沟通，不断地向有经验的师傅请教，才能熟练掌握PLC控制系统的设计与应用。

总之，作为学校只有做到以上若干方面协同优化，才能真正培养出高素质应用型PLC人才。