PLC自控系統設計的關鍵點

ID:107593 · 發表于 2016-3-6 22:00

一、選擇合適的網絡
對于一個自動化工程(特別是中大規模控制系統)來講，選擇網絡是很重要的，甚至有人提出了“網絡就是控制器”的概念。首先，網絡必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統規模的擴展；其次，針對不同網絡層次的傳輸性能要求來選擇網絡的形式，這必須在較深入地了解該網絡標準的協議、機制的前提下進行；另外，綜合考慮系統成本、設備兼容性、現場環境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網絡標準。一個實時系統的性能可從時間、可靠性和應用對象三個方面來衡量。

二、掌握PLC掃描原理
與其它控制設備比較，PLC最重要的特征是“掃描”。PLC上電后，自動重復執行程序掃描和I/O掃描，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O 映象區中相應的單元內，輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O 映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。在用戶程序執行階段，PLC按由上而下、先左后右的順序依次地掃描程序（梯形圖），根據邏輯運算的結果，刷新RAM存儲區或I/O映象區對應單元的狀態。在輸出刷新階段，根據I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設，這時，才是PLC 的真正輸出。可見，采用PLC程序控制的過程和結果與繼電器邏輯回路是有區別的，特別是涉及到梯級的次序、脈沖信號的捕捉等，與PLC的掃描原理是密切相關的。實踐中，大量的程序問題均源于此，常常會出現不可思議的結果。因此，設計PLC程序，必須精通PLC的基本原理。

三、力求結構化程序設計
全面提高程序的質量，提高編程效率，使程序具有良好的可讀性、可靠性、可維護性以及良好的結構，是每位程序設計者的目標。IEC61131-3是國際電工委員會(IEC)于1999年推出的用于工業控制領域的標準化編程語言，具有開放性、可移植性、結構化編程和結構化數據、檢錯和糾錯能力強等特點，適用于PLC編程。采用結構化程序設計，便于構造程序(尤其是復雜的程序)、多人設計，調試以及軟件管理。雖然軟件工程的思想已被絕大部分程序員所接受，但要將這種思想轉化為軟件開發過程中的自覺行為卻不是一件很容易的事。

四、重視抗干擾措施
自動化系統應用于惡劣的工業現場，抗干擾措施尤為重要。實踐中，經常出現由于干擾導致調試失敗甚至設備損壞的事例。自動化系統的干擾，有以下3類來源：
1)空間輻射干擾；
2)系統外部線路，包括電源線、信號線、接地系統等引入的干擾；
3)系統內部電磁輻射及線路干擾。

五、針對這些干擾，在工程實施中要考慮以下措施：
1)在系統結構設計與設備選型時，充分考慮環境適應性和電磁兼容性；
2) 采用性能優良的電源，抑制電網引入的干擾；
3)合理選擇和敷設電纜、電線；
4)硬件上采取隔離裝置或濾波裝置；
5)軟件上采取提高可靠性的措施，如數字濾波、定時校正參考點電位、信息冗余等；
6)正確選擇接地方式，一般采用一點接地和串聯一點接地。

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