一、简述
多年来，可编程操控器（以下简称PLC）从其发生到现在，完结了接线逻辑到存储逻辑的腾跃；其功用从弱到强，完结了逻辑操控到数字操控的前进；其运用范畴从小到大，完结了单体设备简略操控到担任运动操控、进程操控及集散操控等各种使命的跨过。今日的PLC在处理模仿量、数字运算、人机接口和网络的各方面才干都已大幅进步，成为工业操控范畴的干流操控设备，在各行各业发挥着越来越大的效果。
二、PLC的运用范畴
现在，PLC在国内外已广泛运用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制作、轿车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个职业，运用情况首要分为如下几类：
1．开关量逻辑操控
替代传统的继电器电路，完结逻辑操控、次序操控，既可用于单台设备的操控，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装出产线、电镀流水线等。
2．工业进程操控
在工业出产进程傍边，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等接连改动的量（即模仿量），PLC选用相应的A/D和D/A转化模块及各式各样的操控算法程序来处理模仿量，完结闭环操控。PID调理是一般闭环操控体系中用得较多的一种调理方法。进程操控在冶金、化工、热处理、锅炉操控等场合有十分广泛的运用。
3．运动操控
PLC能够用于圆周运动或直线运动的操控。一般运用专用的运动操控模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴方位操控模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4．数据处理
PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转化、排序、查表、位操作等功用，能够完结数据的收集、剖析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型操控体系。
5．通讯及联网
PLC通讯含PLC间的通讯及PLC与其它智能设备间的通讯。跟着工厂自动化网络的开展，现在的PLC都具有通讯接口，通讯十分便利。
三、PLC的运用特色
1．牢靠性高，抗搅扰才干强
高牢靠性是电气操控设备的要害功用。PLC因为选用现代大规划集成电路技能，选用严厉的出产工艺制作，内部电路采纳了先进的抗搅扰技能，具有很高的牢靠性。运用PLC构成操控体系，和平等规划的继电接触器体系比较，电气接线及开关接点已削减到数百乃至数千分之一，毛病也就大大下降。此外，PLC带有硬件毛病自我检测功用，呈现毛病时可及时宣布警报信息。在运用软件中，运用者还能够编入外围器材的毛病自确诊程序，使体系中除PLC以外的电路及设备也取得毛病自确诊维护。这样，整个体系将极高的牢靠性。
2．配套完全，功用完善，适用性强
PLC开展到今日，现已构成了各种规划的系列化产品，能够用于各种规划的工业操控场合。除了逻辑处理功用以外，PLC大多具有完善的数据运算才干，可用于各种数字操控范畴。多种多样的功用单元很多呈现，使PLC浸透到了方位操控、温度操控、CNC等各种工业操控中。加上PLC通讯才干的增强及人机界面技能的开展，运用PLC组成各种操控体系变得十分简单。
3．易学易用，深受工程技能人员欢迎
PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口简单，编程言语易于为工程技能人员接受。梯形图言语的图形符号与表达方法和继电器电路图恰当挨近，为不熟悉电子电路、不明白计算机原理和汇编言语的人从事工业操控打开了便利之门。
4．体系的规划，作业量小，维护便利，简单改造
PLC用存储逻辑替代接线逻辑，大大削减了操控设备外部的接线，使操控体系规划及制作的周期大为缩短，一起日常维护也变得简单起来，更重要的是使同一设备经过改动程序而改动出产进程成为或许。这特别合适多种类、小批量的出产场合。
四、PLC运用中需求留意的问题
PLC是一种用于工业出产自动化操控的设备，一般不需求采纳什么方法，就能够直接在工业环境中运用。但是，虽然有如上所述的牢靠性较高，抗搅扰才干较强，但当出产环境过于恶劣，电磁搅扰特别激烈，或设备运用不当，就或许构成程序过错或运算过错，然后发生误输入并引起误输出，这将会构成设备的失控和误动作，然后不能确保PLC的正常运转，要进步PLC操控体系牢靠性，一方面要求PLC出产厂家进步设备的抗搅扰才干；另一方面，要求规划、设备和运用维护中引起高度重视，多方合作才干完善解决问题，有用地增强体系的抗搅扰功用。因而在运用中应留意以下问题：
1．作业环境
（1）温度
PLC要求环境温度在0~55oC，设备时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
（2）湿度
为了确保PLC的绝缘功用，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。
（3）轰动
应使PLC远离激烈的轰动源，避免振荡频率为10~55Hz的频频或接连振荡。当运用环境不可避免轰动时，有必要采纳减震方法，如选用减震胶等。
（4）空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。关于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC设备在封闭性较好的操控室或操控柜中。
（5）电源
PLC关于电源线带来的搅扰具有必定的抵抗才干。在牢靠性要求很高或电源搅扰特别严峻的环境中，能够设备一台带屏蔽层的阻隔变压器，以削减设备与地之间的搅扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端运用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为一般的整流滤波电源，因为纹波的影响，简单使PLC接收到过错信息。
2．操控体系中搅扰及其来历
现场电磁搅扰是PLC操控体系中最常见也是最易影响体系牢靠性的要素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才干提出解决问题的方法。因而有必要知道现场搅扰的源头。
（1）搅扰源及一般分类
影响PLC操控体系的搅扰源，大都发生在电流或电压剧烈改动的部位，其原因是电流改动发生磁场，对设备发生电磁辐射；磁场改动发生电流，电磁高速发生电磁波。一般电磁搅扰按搅扰方法不同，分为共模搅扰和差模搅扰。共模搅扰是信号对地的电位差，首要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所构成。共模电压经过不对称电路可转化成差模电压，直接影响测控信号，构成元器材损坏（这便是一些体系I/O模件损坏率较高的首要原因），这种共模搅扰可为直流，亦可为沟通。差模搅扰是指效果于信号南北极间的搅扰电压，首要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转化共模搅扰所构成的电压，这种搅扰叠加在信号上，直接影响丈量与操控精度。
（2）PLC体系中搅扰的首要来历及途径
强电搅扰
PLC体系的正常供电电源均由电网供电。因为电网掩盖规模广，它将遭到一切空间电磁搅扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的改动，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动设备引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都经过输电线路传到电源原边。
柜内搅扰
操控柜内的高压电器，大的电理性负载，紊乱的布线都简单对PLC构成必定程度的搅扰。
来自信号线引进的搅扰
与PLC操控体系衔接的各类信号传输线，除了传输有用的各类信息之外，总会有外部搅扰信号侵入。此搅扰首要有两种途径：一是经过变送器供电电源或共用信号外表的供电电源串入的电网搅扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的搅扰，即信号线上的外部感应搅扰，这是很严峻的。由信号引进搅扰会引起I/O信号作业反常和丈量精度大大下降，严峻时将引起元器材损害。
来自接地体系紊乱时的搅扰
接地是进步电子设备电磁兼容性（EMC）的有用手法之一。正确的接地，既能按捺电磁搅扰的影响，又能按捺设备向外宣布搅扰；而过错的接地，反而会引进严峻的搅扰信号，使PLC体系将无法正常作业。
来自PLC体系内部的搅扰
首要由体系内部元器材及电路间的彼此电磁辐射发生，如逻辑电路彼此辐射及其对模仿电路的影响，模仿地与逻辑地的彼此影响及元器材间的彼此不匹配运用等。
变频器搅扰
一是变频器发动及运转进程中发生谐波对电网发生传导搅扰，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发生较强的电磁辐射搅扰，影响周边设备的正常作业。
3．首要抗搅扰方法
（1）电源的合理处理，按捺电网引进的搅扰
关于电源引进的电网搅扰能够设备一台带屏蔽层的变比为1:1的阻隔变压器，以削减设备与地之间的搅扰，还能够在电源输入端串接LC滤波电路。如图1所示
（2）设备与布线
● 动力线、操控线以及PLC的电源线和I/O线应别离配线，阻隔变压器与PLC和I/O之间应选用双胶线衔接。将PLC的IO线和大功率线分隔走线，如有必要在同一线槽内，分隔捆扎沟通线、直流线，若条件答应，分槽走线最好，这不仅能使其有尽或许大的空间间隔，并能将搅扰降到最低极限。
● PLC应远离强搅扰源如电焊机、大功率硅整流设备和大型动力设备，不能与高压电器设备在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（二者之间间隔应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电理性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。
● PLC的输入与输出最好分隔走线，开关量与模仿量也要分隔敷设。模仿量信号的传送应选用屏蔽线，屏蔽层应一端或两头接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。
● 沟通输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
（3）I/O端的接线
输入接线
● 输入接线一般不要太长。但假如环境搅扰较小，电压降不大时，输入接线可恰当长些。
● 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分隔。
● 尽或许选用常开触点方法衔接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图共同，便于阅览。
输出衔接
● 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可选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。
● 因为PLC的输出元件被封装在印制电路板上，而且衔接至端子板，若将衔接输出元件的负载短路，将焚毁印制电路板。
● 选用继电器输出时，所接受的电理性负载的巨细，会影响到继电器的运用寿命，因而，运用电理性负载时应合理挑选，或加阻隔继电器。
● PLC的输出负载或许发生搅扰，因而要采纳方法加以操控，如直流输出的续流管维护，沟通输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻维护。
（4）正确挑选接地址，完善接地体系
杰出的接地是确保PLC牢靠作业的重要条件，能够避免偶尔发生的电压冲击损害。接地的意图一般有两个，其一为了安全，其二是为了按捺搅扰。完善的接地体系是PLC操控体系抗电磁搅扰的重要方法之一。
PLC操控体系的地线包含体系地、屏蔽地、沟通地和维护地等。接地体系紊乱对PLC体系的搅扰首要是各个接地址电位散布不均，不同接地址间存在地电位差，引起地环路电流，影响体系正常作业。例如电缆屏蔽层有必要一点接地，假如电缆屏蔽层两头A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生反常状况如雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有或许构成闭合环路，在改动磁场的效果下，屏蔽层内又会呈现感应电流，经过屏蔽层与芯线之间的耦合，搅扰信号回路。若体系地与其它接地处理紊乱，所发生的地环流就或许在地线上发生不等电位散布，影响PLC内逻辑电路和模仿电路的正常作业。PLC作业的逻辑电压搅扰容限较低，逻辑地电位的散布搅扰简单影响PLC的逻辑运算和数据存贮，构成数据紊乱、程序跑飞或死机。模仿地电位的散布将导致丈量精度下降，引起对信号测控的严峻失真和误动作。
● 安全地或电源接地
将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人构成损伤。
● 体系接地
PLC操控器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫体系接地。接地电阻值不得大于4Ω，一般需将PLC设备体系地和操控柜内开关电源负端接在一起，作为操控体系地。
● 信号与屏蔽接地
一般要求信号线有必要要有仅有的参阅地，屏蔽电缆遇到有或许发生传导搅扰的场合，也要在就地或许操控室仅有接地，避免构成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中心有接头时，屏蔽层应结实衔接并进行绝缘处理，必定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆衔接时，各屏蔽层应彼此衔接好，并经绝缘处理，挑选恰当的接地处单点接点。
（5）对变频器搅扰的按捺
变频器的搅扰处理一般有下面几种方法：
加阻隔变压器，首要是针对来自电源的传导搅扰，能够将绝大部分的传导搅扰阻隔在阻隔变压器之前。
运用滤波器，滤波器具有较强的抗搅扰才干，还具有避免将设备自身的搅扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功用。
运用输出电抗器，在变频器到电动机之间添加沟通电抗器首要是削减变频器输出在能量传输进程中线路发生电磁辐射，影响其它设备正常作业。
PLC操控体系中的搅扰是一个十分复杂的问题，因而在抗搅扰规划中应归纳考虑各方面的要素，合理有用地按捺抗搅扰，才干够使PLC操控体系正常作业。跟着PLC运用范畴的不断拓展，怎么高效牢靠的运用PLC也成为其开展的重要要素。
五、结束语
未来PLC会有更大的开展，产品的种类会更丰厚、标准更完全，经过完美的人机界面、齐备的通讯设备会更好地习惯各种工业操控场合的需求，PLC作为自动化操控网络和世界通用网络的重要组成部分，将在工业操控范畴发挥越来越大的效果。
