西門子觸摸屏6AV2124-1GC01-0AX0代理商       西門子觸摸屏6AV2124-1GC01-0AX0代理商

 一、開放和基于工業PC控制

    PLC制造商已經開始注視基于工業PC控制技術所帶來的強大沖擊。有專家甚至認為，新商務活動所帶來的新技術和開放技術規范將會埋葬傳統PLC。PLC制造商認為，雖然在工業現場安裝有大量的PLC控制設備，但他們仍然需要聯合工控軟件公司，以便開發他們自己的基于工業PC的過程控制軟件。

    誠然，幾年前在工業現場明顯存在著新舊PLC混合使用的情況，工業用戶不得不同時學習相關的新舊知識，甚至彼此借鑒學習。大多數PLC制造商為工業用戶僅僅提供了軟邏輯和一種操作平臺。

    在應用方面，很難進一步區分PLC控制系統和工業PC控制系統之間的差異，因為這兩者均采用了同樣類型的微處理器和內存芯片。形象地打個比喻，如果你忘掉工業PC和PLC這些詞語字面上的含義，那么在箱子里所能夠觀察到的恰恰是一些基本計算機硬件技術，我們更多觀察到的卻是那些基本技術的復雜化和混合體，這些技術被有效地組合到控制系統中去。

    另外，采用開放控制的原因一方面是系統功能集成的需要，另一方面也是由于一些工業用 戶對功能過分苛求所致。如果能夠給予高度的重視，就能夠獲得更多的基本技術知識。PLC制造商專注于系統功能化，而工業用戶則專注于系統應用。人們可以看到，將來的發展趨勢是將更多的功能進一步集成到一個控制箱內。因而像順序控制和過程控制這樣的事件將會采用功能化方式進行處理，其他像運動控制等也能夠共享到相同的控制結構體系中。

    可以相信，PLC技術將繼續向開放式控制系統方向轉移，尤其是基于工業PC的控制系統。后者除了在靈活性方面比傳統PLC具有截然不同的優勢外，還具有其他優點，如能夠縮短系統投放到市場的周期，降低系統投資費用，提高從工廠底層到企業辦公自動化的數據信息流動效率等。

    關于工業PC控制系統的實時響應問題已經得到很好的解決，也許其主要的東西仍然隱藏在技術背后，但缺乏相應的跟蹤記錄。對于PLC來講，堅固性是其主要特點之一，這已經有相當多的跟蹤記錄來驗證。工業用戶仍然非常小心地對待PLC，他們正在對PLC作不同的技術測試工作。在利用一種新技術時，工業用戶需要考慮的問題是要冒多大的風險，同時需要考慮對其商務活動能夠帶來多少機會和收益。

    但工業用戶不*相信開放式控制系統所帶來的好處。隨著技術的進一步發展，他們開始逐漸淡化這些思想觀念。工業用戶正在平衡采用新技術所存在的風險和給他們的商務活動所帶來的收益，以便為今后的決策提供有效的保障。

    工業PC技術提供了許多功能，能夠增強PLC的功能特性，包括內藏視頻和高速浮點數字協處理器。盡管Microsoft公司沒有進一步提升該項功能特性的計劃，但新的Windows CE 3.0完*夠更好地滿足過程控制的需要。

    不久前，Siemens公司公布了一套新的基于開放式控制系統的軟件產品，即3.0版本的SIMATIC WinAC(Windows自動化中心)。WinAC是基于Windows NT，與SIMATIC S7 PLC兼容的適合于工業PC的控制系統解決方案。WinAC 3.0提供了具有較高集成度的Profibus現場總線局域網的連接性能，以及遠程程序設計。此外，它還為現場控制設備本地化集成提供了一種新的DeviceNet I/O設備驅動程序，用于連接所安裝的DeviceNet I/O設備。

    Steeplechase軟件公司也已推出了一套支持硬實時過程控制的嵌入式Windows NT操作系統接口部件。該部件進一步結合了Steeplechase公司采用SBS技術并運行于Windows NT環境的工業Compact PCI的硬實時控制軟件。現在，Steeplechase公司的可視化邏輯控制器已經升級到5.0版。該控制器適合于Windows NT 4.0和Windows 2000兩種操作系統，它的實時引擎能夠直接與普通的Ethernet和TCP/IP集成在一起。5.0版本的控制器利用了一種增強型OPC服務器驅動程序，因而比以前的版本具有更快的運行速度。其他一些特點還包括新OI網絡特性，以及能夠讓工業用戶自己設計出豐富多彩的動態圖形畫面等。

    Transysoft公司近推出了新版本的ISaGRAF系列工業控制組態軟件包，即ISaGRAF PRO，它是基于IEC 61131-3*標準，并獨立于任何硬件平臺的軟邏輯自動化控制軟件包。在一個網絡化過程控制系統環境中，該軟件包能夠應用于多種組態和分布式控制系統的開發，它包含了一套開發工具、應用程序工作平臺，以及相應的“虛擬機器”運行時目標。該運行時目標能夠運行于各種各樣的硬件平臺。

    CTC自動化工程公司已經發布了一套新的控制軟件包MachineLogic PCLC（工業PC邏輯控制器），該軟件可以讓工業PC扮演PLC的角色，且仍然保持著工業PC的功能特性。該軟件能夠完成一臺PLC所確定的控制任務，并且與程序執行時間一樣快，均在1 ms以內；還能夠同時處理多任務工作，但不能同時超過16個控制任務。一種具有優先級和多任務處理內核的機制保持著對每一件控制任務的跟蹤，確保控制任務能夠取得的優先權。該軟件能夠運行全部5種IEC 61131-3標準程序設計語言和PID控制程序，支持兩種類型的I/O控制設備。一種是像Profibus和DeviceNet等這樣的現場總線I/O設備；另一種是像ISA和PC/104這樣的工業PC I/O模板。另外，該軟件還提供了對控制系統的在線編輯組態功能。程序可以在Windows 95/98和Windows NT下開發并運行，但也能夠在RTXDOS下執行。

    SoftPLC公司也提供了一種工控軟件產品Tealware，有人非常形象地把這種軟件產品稱作穿著工業PC衣服的PLC。那些安裝在支架上的控制系統已經有了小型PLC的形狀系數，但SoftPLC公司的控制軟件已經被嵌入到CPU中。Tealware軟件能夠滿足各種類型工業用戶的需要，從小型、單機系統到大型、分散多控制工作站應用。其特點包括全系列I/O模件、內藏Ethernet和工業串行通信接口。

    近，Tealware軟件已經升級到2.3版本。其中，控制軟件提供了事實上無限的梯形圖邏輯控制步序，同時允許有超過百萬字的數據表；許多OI/SCADA應用接口；內藏Java引擎和FTP服務器用于遠程維護與管理；支持用戶自己編寫的C、C++、Java程序和設備驅動程序；適合于嵌入式Web服務器用；程序設計的在線運行模式；堅固的I/O模件支持能力和許多其他標準PLC功能；可以運行所輸入的，或者是經過轉換的A-B公司的PLC-5、PLC-2/PLC、PLC-3和SLC-500程序。

    二、Ethernet的擴展與進一步容納Web技術

    當前，在所有過程控制領域，大的發展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展。PLC也例外，現在，越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口部件。在近的幾年間，我們已經看到，發展比現有普通小快靈PLC更加強大的PLC是種趨勢。Ethernet將會成為PLC的通信標準嗎？也許終結果是這樣的，但現在還為時尚早。對于在PLC上提供Ethernet接口將能夠解決所有通信問題，人們普遍存在著誤解。Ethernet僅僅定義了OSI參考模型底部的幾層協議標準，如果上層協議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進行相互之間的通信處理。打個比方，這如同一個不懂英語的中國人與一個不懂漢語的美國人之間是不能夠通進行對話一樣。因此，協議就是設備之間相互通信的語言。

    另一方面，前進的步伐已經邁出，我們只有迎著困難而上，為了將Ethernet技術應用到工廠底層的現場過程控制設備中去，ODVA協會為此建立了一套*性標準技術規范，即Ethernet/IP標準，以便能夠解決在實際工作中所遇到的困難。

    向Ethernet靠近的一個目的在于通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。實際上，在一些意想不到的地方，Web服務器正在顯露出其應有的威力。幾年前，有一些PLC系統已經內藏了Web服務器，這無疑又為PLC系統增加了更多的特點。其他類型的控制設備也正在準備進一步集成Web服務器。例如，Square D公司已經有一個具備Ethernet連接接口的發動機控制中心，并正在準備開發一種內藏Web服務器連接接口的變速裝置。

    內藏Web服務器所體一風的益處包括開放網絡、商業工具的影響、客戶機/服務器關系。在過去，工業用戶可能會有代表性地詢問一些有關PLC方面的信息，但在現在，由于新技術的不斷誕生和發展，工業用戶很容易就可以得到有關這方面的信息。另一方面，隨著芯片和處理器大規模的生產，PLC生產制造商能夠生產并提供開放網絡的產品，讓工業用戶花較少的費用就能夠購買到功能非常完善的PLC產品。

    在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術支持方面，Schneider公司已經成了者之一。近，該公司推出了一種運行于Premium PLC平臺的新型快速Ethernet(100 Mb/s)模件。該模件為PLC能夠連接到TCP/IP的Ethernet提供了全雙工自適應10/100Mb/s的連接速度，現場過程控制器之間可以共享實時數據信息，自動掃描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信協議的現場控制設備，采用一個嵌入式Web服務器提供HTML通信服務，同時提供了SNMP用于標準網絡通信管理。在一次展覽會上，Schneider公司還向工業用戶展示了他們有關透明工廠的觀念。

    另外，Schneider公司近還推出了基于Modicon公司的Momentum MIE系列處理器的適配器，該適配器提供了標準IEC程序控制性能，進一步為e-制造提供了*的解決方案。該適配器還提供了將智能化I/O系統和其他現場過程控制設備連接到Internet和Ethernet的能力，現場過程控制設備包括所有功能化實時過程控制器。

    幾年前，Rockwell自動化公司也在其PLC產品中提供了Ethernet接口，而且正在堅定不移地穩步提高Ethernet的功能特性。該公司近已經公布了一種柔性I/O模件解決方案，這種柔性I/O模件利用非版本的Ethernet技術能夠提供實時過程控制性能。A-B公司提供的1756型ControlLogix I/O也是基于標準Ethernet TCP/IP和UDP數據傳輸協議的組件，其應用層使用了一種開放式、面向對象、基于生產者/ 消費者的技術。這種技術在ControlNet、DeviceNet和FF現場總線H1網絡系統中也能夠找到。

三、置位/復位指令型順序控制系統設計法

    1．步進階梯設計圖5a為用置位/復位指令設計的順序控制系統步進階梯。其設計依據也是圖1所示的控制流程。該步進階梯結構的特點是每步的輔助繼電器都有一個置位線圈和一個復位線圈，二者編號相同。步1利用置位指令S使輔助繼電器M1置位（即M1線圈得電后內部自鎖），建立步1程序，并為步2提供步進條件信號。當步2的轉步主令信號發出（X2閉合），指令S使M2置位，建立步2程序，同時復位指令R使M1復位，撤銷步1程序。同理可畫出后續各步繼電器置位/復位梯形圖。當后一步完成并回到原位（X1閉合）時，指令R使M4復位，系統的工作循環結束。

    2．輸出階梯設計圖5b為輸出階梯結構，與圖4b*相同，不再贅述。

四、移位指令型順序控制系統設計

    1．步進階梯設計設計依據如圖6所示。圖7a為按圖6所示要求采用移位指令設計法設計的順序控制系統步進階梯，這種步進階梯由一個8位移位寄存器（由移位指令定義輔助繼電器M20～M27而成）作為控制元件。該移位寄存器中的IN為移位數據輸入端，CP為移位脈沖輸入端，R為復位端。這三個輸入端的輸入信號均為脈沖上升沿有效。對順序控制系統來說，輸入IN的信號必須是一個單脈沖信號，即移位數據為“1”。起動步1時，IN和CP同時輸入按鈕信號X0的脈沖上升沿后，在IN端生成的移位數據“1”便移入移位寄存器的M20位，此時該位有輸出（即輸出M20的常開觸點閉合信號），建立步1程序，并為步2提供步進條件信號；M20的常閉觸點即時斷開IN輸入端和CP的步1輸入端，完成數據“1”輸入和移位脈沖輸入。從步2起，本步的轉步主令信號一發出（X2接通），便輸入一個移位脈沖上升沿，使原來移入M20位的數據“1”移入M21位，建立步2程序，并為步3提供步進條件信號。移位后，M20位的狀態變為0，即其相應的步1被撤銷，輸出為0。依此類推便可實現整個步進階梯逐步得電和逐步失電。后一步完成并回到原位（X1接通）時，接通移位寄存器的復位端R，使移位寄存器復位清零，整個控制系統失電停止。

設計這種步進階梯時要注意以下問題：（1）在一個自動工作循環內，移位寄存器的移位數據輸入端IN只允許起動時輸入一個單脈沖信號。也就是說起動時只能輸入移位數據“1”。步進階梯的工作原理就是根據輸入的數據“1”，在移位寄存器中逐步向高位移位來實現逐步得電和逐步失電。所以輸入端IN要串聯每個移位輸出位的常閉觸點；（2）移位寄存器對移位脈沖輸入端開關的抖動非常敏感。若開關抖動一次，相當于多輸入了一個移位脈沖，移位數據“1”隨之多移了一位。由于接點式開關被觸發時難免產生抖動。為消除這種影響，在移位脈沖輸入端的步1輸入回路，必須串聯移位寄存器0位（本例為M20）的常閉觸點，一旦移位數據移入M20位，便斷開步1的輸入回路；而從步2開始，每步的輸入回路也要串聯上一位的常開觸點。例如步2的輸入回路要串聯上一位M20的常開觸點。這樣，當移位到步2轉步主令信號對應的M21位時，便立即斷開步2的輸入回路。采用這樣的移位脈沖輸入回路結構，可確保每步的轉步輸入信號持續時間只有PLC的一個掃描周期（一般只有幾Mｓ），因開關的抖動時間遠大于PLC的一個掃描周期。所以可有效地消除開關抖動的影響。

    2．輸出階梯設計圖7b為輸出階梯，其結構與圖4b相同，只是輔助繼電器編號不同而已。

    結束語

    上述4種PLC順序控制系統設計方法的共同特點是：

    （1）由輸入繼電器控制輔助繼電器（包括由置位/復位指令和移位指令定義的輔助繼電器），按此構成步進階梯；

    （2）由輔助繼電器控制輸出繼電器，以此構成輸出階梯；

    （3）無論步進階梯還是輸出階梯，都是很有規律的回路結構。不管要設計的順序控制系統有多少步，也不管其輸入輸出點數有多少，只要弄清各種設計方法所設計的步進階梯和輸出階梯的回路結構的規律性，根據設計依據，套用其中任一種設計方法的回路結構，就能快速地一次成功設計出較復雜的PLC順序控制系統。

怎樣才能更好解決PLC控制系統應用抗干擾問題?

 1.概述

　　隨著科學技術的發展，PLC在工業控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統的可靠性直接影響到工業企業的安全生產和經濟運行，系統的抗*力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。自動化系統中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產現場和各電機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中。要提高PLC控制系統可靠性，設計人員只有預先了解各種干擾才能有效保證系統可靠運行。

　　2.電磁干擾源及對系統的干擾是什么？

　　影響PLC控制系統的干擾源于一般影響工業控制設備的干擾源一樣，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。

　　干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，分為持續噪聲、偶發噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態（同方向）電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統I/O模件損壞率較高的原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

　　3.PLC控制系統中電磁干擾的主要來源有哪些呢？

　　(1)來自空間的輻射干擾

　　空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC系統置于所射頻場內，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對PLC內部的輻射，由電路感應產生干擾；而是對PLC通信內網絡的輻射，由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。