西門子S7-300CPU319-3PN/DP控制器

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軟件設計就是編寫滿足生產控制要求的PLC用戶程序，即繪制梯形圖或編寫語句表。

    PLC的軟件設計包括系統初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應急措施和輔助程序的設計。首先應根據總體要求和控制系統的具體情況，確定程序的基本結構，畫出控制流程圖或功能流程圖，簡單的可以用經驗法設計，復雜的系統一般用順序控制設計法設計。

    控制對象和對象之間關系的多樣性，體現在PLC程序的編寫上。這樣采用一般面向過程的方法進行plc編程會變得十分困難，且程序的調試和修改也同樣十分困難。因此，必須采用面向對象的編程方法。主體思路有兩條：

    (1)為程序組中每個獨立的被控對象或需要同時肩/停的一組被控對象建立功能/數據模塊FB/DB，被控對象在程序組中的聯鎖關系及自身控制要求都通過功能模塊FB的外部屬性和內部屬性予以體現。

    (2)為每個PLC控制系統的每個程序組分別定義和創建公用模塊FC，每個公用模塊FC的入口/出口條件作為公共對象的外部屬性；把按功能劃分的設備間的故障判定、功能輸出等作為公共對象的內部屬性。
    接地的目的通常有兩個，其一是為了安全，其二是為了抑制干擾。*的接地系統是PLC控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。

    系統接地方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對PLC控制系統而言，它屬于高速低電平控制裝置，應采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統接地線采用一點接地和串聯一點接地方式。

    集中布置的PLC系統適合并聯一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應采用串聯一點接地方式，用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極。

    接地線采用截面積大于22mm²的銅導線，總母線使用截面積大于60mm²的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω，接地極埋在距建筑物10～15m遠處，而且PLC系統接地點必須與強電設備接地點相距10m以上。

    信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地；不接地時，應在PLC側接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，并經絕緣處理。選擇適當的接地處單點接點。
    為了保證系統在工業電磁環境中免受或減少內外電磁干擾，必須從設計階段開始便采取三個方面抑制措施：抑制干擾源；切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑；提高裝置和系統的抗力。這三點就是抑制電磁干擾的基本原則。

    PLC控制系統的抗干擾是一個系統工程，要求制造單位設計生產出具有較強抗力的產品，且有賴于使用部門在工程設計、安裝施工和運行維護中予以全面考慮，并結合具體情況進行綜合設計，才能保證系統的電磁兼容性和運行可靠性。進行具體工程的抗干擾設計時，應注意以下兩個方面。

    1)設備選型

    在選擇設備時，首先要選擇有較高抗力的產品，其包括了電磁兼容性(EMC)，尤其是抗外部力，如采用浮地技術、隔離性能好的PLC系統；其次還應了解生產廠給出的抗干擾指標，如共模擬制比、差模擬制比、耐壓能力、允許在多火電場強度和多高頻率的磁場強度環境中工作。

    2)綜合抗干擾設計

    主要考慮來自系統外部的幾種抑制措施。主要內容包括：對PLC系統及外引線進行屏蔽，以防空間輻射電磁干擾；對外引線進行隔離、濾波，特別是原理動力電纜，分層布置，以防通過外引線引入傳導電磁干擾；正確設計接地點和接地裝置，*接地系統。另外，還必須利用軟件手段，進一步提高系統的安全可靠性。

    在PLC控制系統中，電源占有極其重要的地位。電網干擾串入PLC控制系統，豐要是通過PLC系統的供電電源（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的。

    現在，對于PLC系統供電的電源，一般都采用隔離性能較好的電源，而對于變送器供電的電源和與PLC系統有直接電氣連接的儀表的供電電源，并未受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數大，抑制力差，經電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電，應選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術）的配電器，以減少PLC系統的干擾。

    此外，為保證電網饋點不中斷，可采用在線式不間斷供電電源(UPS)供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統的理想電源。

    (1)PLC電源線、I/O電源線、輸入信號線、輸出信號線、交流線、直流線都應盡量分開布線。開關量信號線與模擬量信號線也應分開布線，且后者應采用屏蔽線，并且將屏蔽層接地。數字傳輸線也要用屏蔽線，并且要將屏蔽層接地。由于雙絞線中電流方向相反、大小相等，可將感應電流引起的噪聲相瓦抵消，故信號線多采用雙絞線或屏蔽線。

    (2)輸入/輸出信號的防錯：

    當輸入信號源為晶體管，或是光電開關輸出類型時，在關斷時仍有較大的漏電流。而PLC的輸入繼電器靈敏度較高，若漏電流干擾超過一定值，就形成了誤信號。同樣，當輸出元件為VTH（雙向晶體閘管）或是晶體管輸出，而外部負載又很小時，會因為這類輸出元件在關斷時有較大的漏電流，引起微小電流負載的誤動，導致輸入與輸出信號的錯誤，給設備和人身造成不良后果。

    解決上述問題的方法是在這類輸入、輸出端并聯旁路電阻，以減小PLC輸入電流和外部負載上的電流。

    還有一種方法是在PLC輸入端加RC濾波環節，利用RC的延遲作用來抑制竄入脈沖所引起的干擾；在晶閘管輸出的負載兩端并聯RC浪涌電流抑制器，減小漏電流的干擾。

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