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计算机与plc集成控制系统的基本组成、功能、系统软硬件设计与通信技术以及该系统在石化行业的应用。
近年来，国际市场上石化产品的竞争日趋激烈。与国外同类产品相比，我国的石化产品无论在生产工艺上，还是产品质量上，都存在着相当大的差距。为改变我国石化产品发展严重滞后的局面，国内石化行业的许多厂家已开始向产品的多样化、添加剂材料和配方的高科技化迈进。我们应有关厂家提出的技术要求，针对石化产品生产工艺复杂、添加剂配比要求严格、品种多样、互换性差的特点，开发研制了计算机与plc集成控制系统。该系统控制可靠、操作简便、开放性强、性能价格比高，在国内石化系统的数家企业推广应用后，受到好评。
随着工业生产自动化水平的不断加快，对控制系统提出了愈来愈严格的要求。随着大规模集成电路广泛应用，控制系统本身也得到长足发展，已由原来的分立元件、继电器控制，发展成为大规模集成电路的微机控制。控制方式也由原来的分散控制发展为集中控制。正是在这种发展的需求下，可编程控制器应运而生。由于可编程控制器（plc）具有体积小、抗干扰能力强、组态灵活等优点，因而在工业控制系统中得到非常广泛的应用。
在电缆自动生产线检测控制系统中，可编程控制器主要用作下位机，检测各状态点的状态，直接控制系统的启、停和其他控制单元的投切，并将各点的状态送给上位机——计算机，计算机综合可编程控制器和其他设设备的数据，作出相应的处理和显示。关于整个系统的设计与实现另文介绍，本文主要介绍该系统中用作下位机的可编程控制器的作用、与计算机的通讯及程序设计方法。
在商用制冷系统中压缩机的控制大都采用机械式控制，众所周知，机械式控制存在着许多不足，如：体积庞大，接线麻烦，不易维护，同时控制精度差，致使制冷系统中制冷剂的压力波动太大，造成制冷效果差，冷藏食品解冻受损，给用户造成巨大的经济损失。
近年来市场上也出现了一些采用单片机，工控机控制的控制器。但是，采用单片机开发的控制器由于抗干扰能力差，人机界面不够友好，操作繁琐，给用户带来了很多麻烦，所以，也没有得到普及。而采用工控机控制的控制器由于大多是国外引进的产品，全英文界面，不仅操作繁琐，而且价格昂贵，大多数用户不能接受。因而也得不到推广，本文介绍的控制器正好填补了这一空白。它不仅体积小，接线简单，人机界面友好，维护方便；同时控制精度高，运行可靠，使制冷系统中制冷剂的压力波动很小，制冷效果好，冷藏品得到了很好的保护；近用于冷链中广泛使用的并联机组，对冷量变化的调节和压缩机运行寿命的均匀调节，非常适合并联机组的实际使用情况；并且，价格适中，因而受到了广大用户的普遍欢迎。五年来全国累计四十多套投入运行，运行情况良好。
可编程控制器(plc)以其运行可靠、易学易用、抗干扰性强等特点，在工业控制中得到广泛应用。然而较多的应用只是根据工艺编制相应的梯形图，用以代替传统的继电器电器控制线路，功能非常有限。近年来各种型号的plc 在功能上已经有了极大的提高，允许用户做许多底层操作，几乎可以象单片机一样灵活，加上有众多的外围设备可以选用，这就给软件、硬件设计带来了很大的灵活性和性。本文通过三菱fx2n-plc 在一条电镀自动线上的应用，说明如何充分开发plc 的功能，达到行车动作的灵活设定、动态修改的功能，考虑到煤矿的现场情况和控制距离,在地面控制中心设置控制主站,采用三菱的大中型plc-ans系列,网络选用开放的cc-link总线,在控制距离大于1200米的两个控制站间要加中继器,在皮带机头设置控制设备分站。控制设备分站负责现场的信号采集与现场的实时控制。
系统为实时监控网络结构，具备有完善的生产监控管理功能，对皮带运输主要环节及相关的辅助环节的生产过程进行实时数据采集、传输、处理、显示、记录打印，对井下运输皮带系统进行远程集中监控，同时配合工业电视系统进行安全图像监视，以确保人员及设备的安全。
监控网络实施后，操作员可在中控室终端上监视控制运输皮带生产过程，完成对运输皮带生产及相关环节的“遥测、遥信和遥控”，实现矿井运输皮带生产系统的综合自动化。
目前，plc始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。
在工业计算机控制领域，围绕开放式过程控制系统、开放式过程控制软件、开放式数据通信协议，已经发生巨大变革。随着plc(softplc)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有softplc组态软件和基于工业pc过程控制系统正在逐步得到发展。对于控制软件来讲，是plc控制器的核心，向工业用户提供开放式的编程组态工具软件。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将plc融入更加开放的工业自动化控制。
本系统采用全分布式控制结构。由井下控制站和综合操作台构成。综合操作中心位于地面中央控制室。系统采用日本菱电公司的 ans和fx系列plc，控制主站与控制分站之间采用菱电开放的网络总线结构cc-link,控制分站与传感器之间采用距阵结构联接，控制主站与综合操作台的监控上位机之间通过cc-link总线网络联接。控制分站负责现场设备的数据采集和控制，通过监控，可对整个系统的设备进行监视和集中控制。
本系统是以菱电ans和fx系列plc作为主控元件，具有防潮、抗干扰能力强，现场易编程、易扩展，基本免维护，并能够实现软件控制化，自动检测系统故障等功能。系统采用多台plc组成数据传输网络，达到不同的规模控制。完成一个系统内多条皮带全过程的监控、监测、连同地面指挥管理中心站，构成一个完善的监控系统。
编程语言采用逻辑梯形图编程，大部分输入信号均设plc内部中间继电器过度，便于故障记录查询和程序连锁，部分信号采用上升沿和下降沿控制，以防止信号误动作或其他干扰，提高系统安全性和可靠性，大部分内部中继采用置位/复位指令，便于状态保留。程序设计中，针对原系统经常出现事故和故障的环节进行了细致的分析，增加了多条安全保护程序和故障显示程序，按钮信号通过“手动/自动”在程序中实现两种状态，而且部分按钮信号使用上升/下降沿指令，从而提高可操作性和避免误操作，程序中使用了一个强制信号，便于故障自动修复。故障显示程序使用双故障条件，实现一个指示灯两种故障显示。卡车公司涂装线建于80年代初期，由德国工控公司设计施工，电气控制采用继电器控制系统，复杂系数相当高，可谓继电器控制系统典范，随着时代的发展，原控制原理已经落后，而且接线复杂，其维护和改进都比较困难，由于使用时间过长，电气元件不断老化，故障增多，而且故障点不易查找，以不能满足生产要求，因此，我们对悬链系统进行技术升级，采用plc控制系统，其性能稳定且造价低廉，增加了故障显示功能，大大改善了设备运行的可靠性，使生产效率提高，设备维修方便。 上海三菱电梯有限公司是一家提供电梯、自动扶梯的中日合资企业，是中国大的电梯生产企业，近年来市场占有率均持续保持。
随着我国房地产业的迅速发展，也带来了电梯制造业的繁荣和激烈竞争，作为中国电梯行业领头羊的上海三菱，面临着巨大的压力和竞争挑战。为了保持领先优势，在降低制造成本的同时也能增大产量来满足订单的需求，上海三菱电梯着手进行生产设备的改造和添置。
电梯的轿门(即电梯门)是整个电梯直接接触乘客的部分，每部电梯都会使用到几十甚至上百块轿门。一般的轿门均采用不锈钢或者类似的材料进行制造。为了美观，轿门板和其他工件的连接不能使用焊接、螺栓或者铆钉，而是要使用某种金属专用粘合剂。以前，专用的粘合剂的涂敷需要熟练的技术工人手工操作，但是涂抹的均匀度和速度都不能让人满意。同时，在凝固的时候没有专门的恒温加热设备，自然凝固的粘合质量难以控制。对于这个电梯中关键部件的制造，上海三菱电梯决定定做全新的专用生产线，在轿门涂胶这个工艺环节上进一步保证产品质量，提高生产效率。
印刷机的一套电气设计属于系统设计，包括硬件，软件设计，涵盖范围较广。这里，我只简单介绍了其中比较重要的几部分，其它细节还有很多，这里不再一一列举。使用三菱的一套控制系统，感觉可靠，方便，在机器批量生产过程中，没有发现大问题。其plc功能齐全，可靠耐用，指令简洁，与其他产品相比，感觉三菱整体软件系统界面都比较友好，给用户编程，维修都带来极大方便。其触摸屏与plc有很好的通用性，可通过触摸屏]监视并修改程序，这是其它产品所不能匹及的。总之，三菱的工控元件给设计人员和用户都带来了很多方便。
自来水公司新控制系统基于四个allen-bradley plc-5控制器。其中三个控制器位于自来水公司的苏州水处理厂，并且通过大流量全冗余控制网通信网络相连接。个plc控制着化学处理厂，在化学处理厂要完成加铝凝聚、氯化以及加钙中和。第二个plc监视着关键的过滤过程。这里，在水处理长的核心有10个独立的slc-500连接到plc-5，分别控制着10个独立的v形过滤器中水的平衡和运行情况。据陶维峰先生说，这一阶段是自动化系统重要的部分，因为这些根本不能实现手动控制。同时，由于这一处理过程至关重要，所以要确保每个过滤器都具有专用的slc，以提供一定程度的冗余。
自动化的中国水处理厂具有无可比拟的可靠性并且每年能够节约大约360.000美元的停工成本。
乾正自动化自动化的“集成体系结构”解决方案使某水处理厂达到了大运营效率。整个自动化水处理厂减少了40名操作员，现在只有16名。背景苏州位于中国江苏省，在上海西部大约150公里。由于技术开发区的发展，苏州也在扩展中。苏州新区(snd)规划总共有52平方公里，包括一个中央商业区、一个居民区、以及一个接纳外国人和大型合资企业投资的重要工业区。
迄今为止，snd开发工作一半已经完成一现在有400个工厂和100,000个居民。新区内60%的企业集中在电子和信息技术，这些企业对过去几年中苏州不断增长的经济环境起到了重要的作用。snd的整体需水量正在逐渐增加，并且已经超过了300,000吨/天，已经达到了现有供水设施的极限。为了满足日益增加的用水需求，苏州市政部门已经在2000年兴建了一座全新的水处理设施。某水处理厂目前的产量为150,000吨/天，正在为苏州城25%的地区提供饮用水。规划中的项目第二阶段就是要把现在的水处理能力翻倍。
凯迪恩plc硬件大多选用的进口元器件，制造过程中充分保证产品质量。cpu运算速度快，编程方便，完全满足成型机这种工作强度大、启动频率高、现场工作环境恶劣的场合。相对国外plc，凯迪恩plc有很高的性价比。某机械厂已使用凯迪恩plc替代进口产品，完成了多套成型机控制系统。砌块成型机使用的原料可以是砂、石、水泥，也可以是粉煤灰和各种矿渣。前端搅拌机按照特定配方，把物料搅拌均匀，湿度适合，通过输送带把干硬混凝土送入成型机料斗，成型机就可以工作了。布料小车前进布料，同时托台振动，物料下落到模具中；布料小车后退，上模头下压，同时上模头的振动器振动；定时时间到，停止振动；经过短暂延时后，模具上升，模头上升，送板机前进送板，把成品的砌块送出来；送板机后退，模具下降，布料小车开始前进布料，又开始第二个循环。 随着我国建筑市场规模的增大，建房数量增多，对墙体材料的需求越来越旺盛。而中国自然资源状况是人多地少，人均耕地面积远在世界平均水平之下，土地资源十分宝贵。传统墙体材料――实心黏土砖需要大量占地取土，在烧制过程中消耗大量能源，这样就形成了经济发展与资源奇缺之间的矛盾。随着国家对新型墙体材料推广力度的加大，各制砖机械生产厂家纷纷开始淘汰实心黏土砖机，转而生产节能环保的新一代制砖机械。砌块成型机就是其中的一种。 华北油田某天然气加压站原采用进口控制系统，已运行了十几年，经常出现各种奇怪故障。维修设备时间长，备件贵，成本很高。领导决定把控制设备进行改造，用国产高品质的控制设备进行改造。天然气加压设备控制系统要求必须是长期地、稳定地、可靠地、测量准确、反应灵敏的控制设备。他们经过考查和测试，选用了国产高品质的凯迪恩plc进行改造。 所以，虽然说所有的plc的梯形图逻辑都大同小异，一个工程师只要熟悉了一种plc的编程，再学习第二个的plc就可以很快上手。但是，工程师在使用一个新的plc的时候，还是应该仔细将新的plc的编程手册认真看一遍，看看指令的特别之处，尤其是自己可能要用到的指令，并考虑如何利用这些特别的方式来优化自己的程序。
各个plc的编程语言的指令设计、界面设计都不一样，不存在孰优孰劣的问题，主要是风格不同。我们不能武断地说三菱plc的编程语言不如西门子的step7，也不能说step7比rockwell的rslogix要好，所谓的好与不好，大部分是工程师形成的编程习惯与编程语言的设计风格是否适用的问题。
现场常常需要对已经编好的程序进行修改。修改的原因可能是用户的需求变更了，可能是发现了原来编程时的错误，或者是plc运行时发生了电源中断，有些状态数据会丢失，如非保持的定时器会复位，输入映射区会刷新，输出映射区可能会清零，但状态文件的所有组态数据和偶然的事件如计数器的累计值会被保存。
工程师在这个时候可能会需要对plc进行编程，使某些内存可以恢复到缺省的状态。在程序不需要修改的时候，可以设计应用默认途径来重新启动，或者利用首次扫描位的功能。
所有的智能i/o模块，包括模拟量i/o模块，在进入编程模式后或者电源中断后，都会丢失其组态数据，用户程序必须确认每次重新进入运行模式时，组态数据能够被重新写入智能i/o模块。
在现场修改已经运行时常被忽略的一个问题是，工程师忘记将plc切换到编程模式，虽然这个错误不难发现，但工程师在疏忽时，往往会误以为plc发生了故障，因此耽误了许多时间。
另外，在plc进行程序下载时，许多plc是不允许进行电源中断的，因为这时，旧的程序已经部分被改写，但新的程序又没有完全写完，因此，如果电源中断，会造成plc无法运行，这时，可能需要对plc的底层软件进行重新装入，而许多厂家是不允许在现场进行这个操作的。大部分新的plc已经将用户程序与plc的系统程序分开了，可以避免这个问题。
plc的内部固化了一套系统软件，使得你开始能够进行初始化工作和对硬件的组态。plc的启动设置、看门狗、中断设置、通讯设置、i/o模块地址识别都是在plc的系统软件中进行的。
每种plc都有各自的编程软件作为应用程序的编程工具，常用的编程语言是梯形图语言，也有st、il和其它的语言。如何使用编程语言进行编程，这里就不细述了。
但是，用一种编程语言编出十分优化的程序，则是工程师编程水平的体现。每一种plc的编程语言都有自己的特色，指令的设计与编排思路都不一样。如果对一种plc的指令十分熟悉，就可以编出十分简洁、优美、流畅的程序。例如，对于同样的一款plc的同样一个程序的设计，如果编程工程师对指令不熟悉，编程技巧也差的话，需要1000条语句；但一个编程技巧高超的工程师，可能只需要200条语句就可以实现同样的功能。程序的简洁不仅可以节约内存，出错的概率也会小很多，程序的执行速度也快很多，而且，今后对程序进行修改和升级也容易很多。
调试分时采集功能时需要注意分时采集的时间，过大会影响整体数据采集的时间，过小会造成采集数据混乱，另外需要在两次采集数据之间加一段间隔时间，避免两组数据的重叠。对采集的模拟量根据量程进行计算得出显示值。微调值计算，显示值微调，并做负值消除；注意微调时可能会出现负值情况，所以要考虑负值的消除。电源模块通讯注意电源通讯时的通讯协议一定要在通讯卡中设置好，包括站号设定，另外注意地址对应。故障和报警；因为报警点共有79个，很繁琐，需要思路清晰。电源监控是铁路信号的重要的监控系统。在此之前信号的电源监控系统基本上是采用单片机作为信号采集系统的核心。单片机监控系统一方面存在采集速度慢、界面不友好、操作不方便等技术局限，另一方面由于其中的电源模块部分的监控相对独立，对电源系统带来了诸多不便，比如维护困难、界面显示繁琐等。基于以上原因本项目配套开发了基于台达plc作为信号采集核心、台达hmi触摸屏作为操作和监视界面的电源监控系统。监控子系统与电源模块通过工业总线网络互连实现整合的经济实用、技术的铁路信号的电源监控系统。 日本横河的fa-m3系列plc是横河公司基于dcs技术基础，经过多年专业研发推出的高性能plc产品，作为日本大的工业控制集团，横河fa-m3系列plc自诞生起便始终引领着日本plc业界的发展潮流，短短几年便跃居日本大中型plc市场占有率第二位。
片剂是口服药剂和保健制剂的基本剂型，因此片剂生产机械是制药工程领域的基础性专用设备。片剂是由压片机将颗粒状原料压制成片。压片机的生产制造能力标志着一个国家制药工程技术能力。压片机在整个药机行业应用非常广泛。基本上任何制药厂都会对该设备有很大需求。
与进口高档压片机相比，很多国产压片机低转速、低产量，（产量10-15万片/小时），压片机功能不够全面，不能够对药片质量实时采样，并剔除质量不合格的药片
rtu-2600可编程远程测控终端将采集、控制、通讯三种功能合为一体，实现对数据的采集和传输，它是整个系统的前端核心。利用自身所具有的开关量和模拟量数据采集接口采集数据，并通过自身所配备的gprs无线通讯模块将数据发送至远端监控中心。由于此智能终端提供了方便的二次开发c语言平台，可以开发各种复杂的算法并且可与组态软件的无缝连接。我们通过智能终端内部的编程可以将传感器传输上来的数据进行一些处理再发送至远端管理中心，并且实现间歇性数据传输，降低数据传输的流量资费。 根据项目需求情况整个系统被分成两大部分，一部分是采集门吊装置的现场作业数据并在一定情况下自动进行超重报警，防止生产事故的发生。需要采集的作业数据有：门机号、司机工号、累计抓斗次数、每次抓货重量、累计重量、超重报警次数、现场工作环境的实时风速、门机工作状态信息；另一部分是上位机，它实现对数据的接收、存储、显示以及曲线显示、报表打印输出等信息管理工作和进行特殊情况预警。 原有系统装在20多台门机（门吊）上，目前已经安装了称重数据采集系统（单片机开发），采用ic卡式数据传输方式，由于软件构件缺乏科学性和合理性而且数据采集错误的情况比较严重，导致管理软件并未起到应有的作用。原有系统数据传输的时滞性和准确性都需要改进，上位机管理软件也需要进行相应的更新，以达到真正的门机作业自动化管理。为了实现科学的、方便的管理，现在需要将门机称重系统、风速仪以及门机工作状态信息数据一同实时传到门机队监控中心，解决ic卡式数据传输方式的时滞，加强对门机工作的管理力度和工作过程中的事故防范能力，系统采用gprs的无线数据传输方式，确保现场和管理中心所得到的数据的一致性，在工作现场配备rtu-2600智能终端，以便于实时采集、传输数据；配备hmi-3800人机界面供门机司机进行操作；在管理中心重新配备上位机数据管理软件，接收现场工作数据，并实现用户管理、曲线显示、报表打印、历史数据记录等功能。 plc控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使plc控制系统正常工作。随着plc应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用plc也成为其发展的重要因素。21世纪，plc会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，plc作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。良好的接地是保证plc可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是plc控制系统抗电磁干扰的重要措施。
plc控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对plc系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端a、b都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。
与plc控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起i/o信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。 影响plc控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统i/o模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 plc是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证plc的正常运行，要提高plc控制系统可靠性，一方面要求plc生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题
plc用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。plc是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。 plc发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，plc大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使plc渗透到了位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中。加上plc通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用plc组成各种控制系统变得非常容易。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用plc构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分，故障也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。
多年来，可编程控制器（以下简称plc）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的plc在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。 电梯主要由轿厢系统、电力拖动系统、电气控制系统等组成。电力拖动系统通过曳引电机实现电梯轿厢的上下移动。电气控制系统实现电梯的自动运行。
电梯控制要求如下：开始时电梯处于任意一层。当有外呼梯信号时，轿厢应该响应呼梯信号，到达该楼层时轿厢停止运行，轿厢门打开，无人操作时延时一定时间后自动关门。当有内呼梯信号时，轿厢响应该呼梯信号，到达该层时轿厢停止运行，轿厢门打开，无人操作时延时一定时间后自动关门。电梯轿厢运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方无其他内、外呼梯信号外呼梯响应功能。电梯未平层即运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯轿厢响应停止后，按开门按钮轿厢门打开，按关门按钮轿厢门关闭。
利用pc-link网络实现多层电梯的plc控制。通过实际测试，电梯运行稳定可靠。利用通信网络实现电梯的plc控制，对于其他系统同样具有借鉴作用。
由于plc具有体积小、价格低、功能强、运行稳定可靠等特点，且集电控、电仪、电传于一体，所以在工业控制的各个领域得到了广泛的应用。对于要求i/o点数较多，且控制点比较分散的控制系统，可以通过plc网络实现控制要求。本文介绍利用松下fpσ构成pc-link网络实现六层电梯的plc控制。
在石油加工工业中，大型旋转机组是装置设备的重要组成部分，重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统从满足工艺生产需求出发，考虑到安全性、可靠性、经济性、可扩展性等因素，采用了omron公司生产的cpm2ah型plc进行系统构建，cpm2ah自带i/o接口，可以接36点输入，24点输出，输出形式是继电器，并且通过rs232c串口与pc机通讯，使生产过程表现稳定，动作可靠，在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护，杜绝了恶性事故的扩大和蔓延，取得了显著的效果。 在系统的实现过程中，plc的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择plc产品的软件功能及编程器有所了解。通常情况下，小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器，如果系统较大或多台plc共用，可以选用功能强、编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏ram中的用户程序，可以选用eep-rom模块作为外部设备。 plc系统所用的存储器基本上由prom、eprom及ram三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的大存储能力低于6kb，中型机的大存储能力可达64kb，大型机的大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
plc的存储器容量选择和计算的种方法是：根据编程使用的节点数计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，获取存储容量的佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法。
应该注意的是，同一企业应尽量做到机型统一。这样，同一机型的plc模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台plc联成一个dcs系统，这样便于相互通信，集中管理。 plc机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择可靠、维护使用方便以及性能价格比优的机型。通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的plc；其他情况则好选用模块式结构的plc；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带a/d转换、d/a转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现pid运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机（其中高档机主要用于大规模过程控制、全plc的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等）。根据不同的应用对象，表1列出了plc的几种功能选择。 合理选择plc，对于提高plc在控制系统中的应用有着重要作用。本文就plc的机型、i/o、存储器类型及容量和编程器、外部设备几个方面来说明选择plc应该考虑的因素，并给出了两个plc应用的实例。文章中尽管归纳了一些选用plc的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。
随着plc在工业控制中的推广普及，plc产品的种类越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统、编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择plc，对于提高plc在控制系统中的应用有着重要作用。
隧道窑是一种连续式窑炉，主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等烧制，就其结构而言主要由预热区、高温区、急冷区和缓冷区组成，隧道窑的控制涉及风机的控制、温度的检测、压力的检测，温度的控制、压力的控制以及其它控制。将can总线技术应用在隧道窑控制系统，可以很好地满足温度和压力实时控制的要求，系统通信速率高、稳定性强，而工业级人机界面的参与，使得控制系统更加直观化，易于用户使用和操作。下面以河北唐山某陶瓷厂的一条隧道窑为案例，介绍其控制系统的实现过程。在完成循泵控制系统统plc改造后，增强了循环水系统的抗干扰能力，优化了逻辑组态，在运行中减少了人力操作，增强了报警功能和故障记录分析，减少了缺陷故障率，大大提高了循泵的运行可靠性使之不再成为燃机安全运行的薄弱环节，完成了设备改造的目的。
基于plc的循泵控制系统，充分利用了plc组网方便，抗干扰能力强，适用于逻辑顺序控制方面的特点，有效的完成了循环水系统的自动控制。并且为循泵无人化值班提供了条件，在镇海燃机运行的实际应用中得到了良好的效果，其经验可以用于今后其他循泵控制系统参考。
在完成循泵控制系统统plc改造后，增强了循环水系统的抗干扰能力，优化了逻辑组态，在运行中减少了人力操作，增强了报警功能和故障记录分析，减少了缺陷故障率，大大提高了循泵的运行可靠性使之不再成为燃机安全运行的薄弱环节，完成了设备改造的目的。
基于plc的循泵控制系统，充分利用了plc组网方便，抗干扰能力强，适用于逻辑顺序控制方面的特点，有效的完成了循环水系统的自动控制。并且为循泵无人化值班提供了条件，在镇海燃机运行的实际应用中得到了良好的效果，其经验可以用于今后其他循泵控制系统参考。
gefanuc系列90－30系列的plc实现双机热冗余由gefanuc系列90-30plcmax_on构成的，90-30max-on系统的冗余硬件部分是由两套90-30plccpu控制器组成，主控制器通过genius网络总线与其备用控制器和i/o系统的通讯实现其热备冗余功能，一旦主plc控制器或通讯出现故障；所有控制功能将平稳地切换至备用控制器以确保工艺装置正常运行。系统同时具有参数同步化，i/o总线冗余和系统诊断等功能。软件上90-30max-on提供方便灵活的组态方式。组态软件基于windows平台，采用对话框方式对系统进行组态，例如：网络结构，同步参数以及模拟量输入转换等。完成双机配置后,可在系统的程控组态软件versapro中引入其配置文件件,使两个plc都置于运行模式,这样其冗余特性就挥发生作用，其主从切换的标志位在plc的存储器中可以看到。 两台循环水泵分别抽取通过栏污栅的海水，并入一根循环水母管，经过二次滤网再次过滤，送入汽机凝汽器循环水系统。由于循泵出口无法安装逆止阀，每台循泵后都有出口液压蝶阀作为循环水管和循泵的隔离，防止倒水。循泵的冷却水用于循泵电机冷却，采用闭式循环，经过冷却水箱，通过3台2运1备的冷却水泵分两路分别对循泵电机进行冷却。
可编程控制器（programmablelogiccontrollerr），简称为plc，由于其高可靠性，便捷的通讯接口，简易方便的安装设计等特点，广泛的应用于各种工业逻辑控制领域。燃机循泵控制系统也采用了以微处理为基础的可编程控制器和工控机构成监控系统。控制方式采用crt操作员站进行监视控制，通过crt画面和键盘对整个工艺系统进行监视和控制，实现对循环水系统的数据采集，处理，图象显示，报警，制表和自动顺序控制，完成相关辅助系统的调节功能及局部系统的逻辑控制和联锁保护。根据目前的运行管理情况及考虑今后的管理发展方象，程序控制系统及被控设备均按有人和无人化值班方式设计和配置，并预留远程通讯接口以备今后与其他控制系统实现数据通讯和远方监控。
镇海9ee燃气蒸汽联合循环机组由两台ge公司生产的ms9001e燃气轮机，两台余热锅炉和汽机组成的联合循环机组。其汽机凝汽器采用海水冷却，循环水泵房共设有两台1000kwyzck－11型循环水泵控制系统，该系统主要以microplc控制器为核心，按工艺对循环水泵，循泵出口蝶阀，旋转滤网和冲洗水泵的中间逻辑进行处理，实现较为简单的自动控制，故障检测及声光报警。控制方式为为plc程控硬手操，无工控机。切刀转速问题：实际上只需要找到传送带高转速时对应的切刀转速，它们之间保持等比例关系即可实现面条的无堆积。通过现场实测，在传送带转速达到高时，切刀伺服接收的脉冲频率为90khz效果佳。
切割刀数可调：该问题可以看作是挂面总长的一种改变，因此只需正常切割规定的次数，剩余部分高速转动即可。需要注意的是高速转动时每一圈要消耗一个固定时间，因而在下一杆面的接近信号到来前的转动将可能使系统错过该接近信号。
主电机转速调节：该工艺如果直接按照原要求实现，程序修改较大，难点就是如何判断“连续”。如果采用时间间隔的概念来判断连续，在固定转速的情况下是可以的。但是在几次“连续”之后，对方要求增加转速，相应的时间间隔也将改变，这就要求用于判断“连续”的时间标尺也要连续变化，而时间间隔的变化与变频器频率的变化并不是完全的线性关系，问题更复杂了。
本次采用的是一种近似的实现方法：每次面杆到来即增加频率，而一定的时间内无面杆接近信号则降低频率。该方法的实验效果大致与用户要求的相同。
plc用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。plc作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用plc的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 plc发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代plc大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来plc的功能单元大量涌现，使plc渗透到了位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中。加上plc通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用plc组成各种控制系统变得非常容易。 随着科学技术的发展，plc在工业控制中的应用越来越广泛。plc控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型plc，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高plc控制系统可靠性，一方面要求plc生产厂家用提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。
影响plc控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130v以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统i/o模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。空间的辐射电磁场（emi）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若plc系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：一是直接对plc内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对plc通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和plc局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
来自电源的干扰
实践证明，因电源引入的干扰造成plc控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的plc电源，问题才得到解决。
plc系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。plc电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，隔离是不可能的。
来自信号线引入的干扰
与plc控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起i/o信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。plc控制系统因信
地是提高电子设备电磁兼容性（emc）的有效手段。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使plc系统将无法正常工作。
plc控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对plc系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端a、b都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响plc内逻辑电路和模拟电路的正常工作。plc工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响plc的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于plc制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
三、plc控制系统工程应用的抗干扰设计
为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
plc控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具有情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。进行具体工程的抗干扰设计时，应主要以下两个方面。 在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性（emc），尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的plc系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比，耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。在选择国外进口产品要注意：我国是采用220v高内阻电网制式，而欧美地区是110v低内阻电网。由于我国电网内阻大，零点电位漂移大，地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上，对系统抗干扰性能要求更高，在国外能正常工作的plc产品在国内工业就不一定能可靠运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准（gb/t13926）合理选择。
在plc控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰串入plc控制系统主要通过plc系统的供电电源（如cpu电源、i/o电源等）、变送器供电电源和与plc系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于plc系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器供电的电源和plc系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少plc系统的干扰。
此外，位保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源（ups）供电，提高供电的安全可靠性。并且ups还具有较强的干扰隔离性能，是一种plc控制系统的理想电源。
为了减少动力电缆辐射电磁干扰，尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中，采用了铜带铠装屏蔽电力电缆，从而降低了动力线生产的电磁干扰，该工程投产后取得了满意的效果。
不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敖设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敖设，以减少电磁干扰。
3、硬件滤波及软件抗干扰措施
信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。
由于电磁干扰的复杂性，要根本消除迎接干扰影响是不可能的，因此在plc控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施：数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。
接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是plc控制系统抗电磁干扰的重要措施。
系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对plc控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1mhz，所以plc控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的plc系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2ω，接地极好埋在距建筑物10~15m远处，而且plc系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。
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；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。 plc控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，采取对症下药的方法，才能够使plc控制系统正常工作。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的f系列plc平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则更长。从plc的机外电路来说，使用plc构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分，故障也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
配电箱、柜的所有技术指标必须符合规范及设计要求。投标人应明确生产的产品执行的标准（国家标准gb7251、行业标准、企业标准），并根据所依据的标准提供相应的国标、行标或企标（企业标准应高于国标或行标）。
所有的电气元件及技术参数必须符合设计要求，如需更改必须按正规工程资料（洽商）表格的要求填写并经设计院、建设单位、监理、施工单位及厂方代表共同签字认可。否则由此产生的损失由供货单位负责。
根据本工程图纸选有代表性的暗装箱、明装箱、配电柜生产样品，完后通知建设单位、监理、施工单位有关人员验收通过后，方可全面生产。
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