PLC系統(tǒng)設計的五大關鍵點
一、選擇合適的網絡
對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))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(tǒng)規(guī)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(xié)議、機制的前提下進行；另外，綜合考慮系統(tǒng)成本、設備兼容性、現(xiàn)場環(huán)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(tǒng)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(zhí)行程序掃描和I/O掃描，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)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(tài)和數據，并將它們存入I/O 映象區(qū)中相應的單元內，輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段，即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會改變。在用戶程序執(zhí)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(qū)或I/O映象區(qū)對應單元的狀態(tài)。在輸出刷新階段，根據I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)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?？梢姡捎肞LC程序控制的過程和結果與繼電器邏輯回路是有區(qū)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(xiàn)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(yè)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(fā)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(tǒng)應用于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場，抗干擾措施尤為重要。實踐中，經常出現(xiàn)由于干擾導致調試失敗甚至設備損壞的事例。自動化系統(tǒng)的干擾，有以下3類來源：
1)空間輻射干擾；
2)系統(tǒng)外部線路，包括電源線、信號線、接地系統(tǒng)等引入的干擾；
3)系統(tǒng)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(tǒng)結構設計與設備選型時，充分考慮環(huán)境適應性和電磁兼容性；
2) 采用性能優(yōu)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(lián)一點接地。
對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))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(tǒng)規(guī)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(xié)議、機制的前提下進行；另外，綜合考慮系統(tǒng)成本、設備兼容性、現(xiàn)場環(huán)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(tǒng)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(zhí)行程序掃描和I/O掃描，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)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(tài)和數據，并將它們存入I/O 映象區(qū)中相應的單元內，輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段，即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會改變。在用戶程序執(zhí)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(qū)或I/O映象區(qū)對應單元的狀態(tài)。在輸出刷新階段，根據I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)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?？梢姡捎肞LC程序控制的過程和結果與繼電器邏輯回路是有區(qū)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(xiàn)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(yè)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(fā)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(tǒng)應用于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場，抗干擾措施尤為重要。實踐中，經常出現(xiàn)由于干擾導致調試失敗甚至設備損壞的事例。自動化系統(tǒng)的干擾，有以下3類來源：
1)空間輻射干擾；
2)系統(tǒng)外部線路，包括電源線、信號線、接地系統(tǒng)等引入的干擾；
3)系統(tǒng)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(tǒng)結構設計與設備選型時，充分考慮環(huán)境適應性和電磁兼容性；
2) 采用性能優(yōu)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(lián)一點接地。
本文標簽：PLC系統(tǒng)設計的五大關鍵點
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