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電氣控制與PLC的四個(gè)實(shí)質(zhì)區(qū)別

2023年01月21日 11:33:13      來(lái)源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺(tái)      閱讀量：23

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電動(dòng)機(jī)的星三角起動(dòng)電路，凡是從事于電氣和工控的人，肯定不陌生。一般來(lái)說(shuō)，這種電路都是用時(shí)間繼電器、中間繼電器和交流接觸器來(lái)構(gòu)建的。

下圖是用構(gòu)建的電動(dòng)機(jī)星三角起動(dòng)控制電路：
PLC構(gòu)建的電動(dòng)機(jī)星三角起動(dòng)控制電路
我們?cè)倏此闹鞒绦颍?/span>
PLC構(gòu)建的電動(dòng)機(jī)星三角起動(dòng)控制的主程序
上圖中，TON是PLC內(nèi)部的通電延時(shí)時(shí)間模塊。每個(gè)模塊的左上側(cè)是開(kāi)關(guān)量輸入，左下是延遲時(shí)間，圖中均是10毫秒；右上是對(duì)應(yīng)的寄存器，右下是時(shí)間延遲終止。

上圖中有許多開(kāi)關(guān)量輸入端，例如斷路器狀態(tài)開(kāi)關(guān)量、控制按鈕開(kāi)關(guān)量、狀態(tài)開(kāi)關(guān)量等等。之所以要延時(shí)，目的是消除開(kāi)關(guān)量輸入時(shí)的抖動(dòng)。

下圖是控制程序：
PLC控制程序程序
圖中的程序工作原理在本文就不解釋了。

由以上幾張圖我們看到，PLC的控制與繼電器構(gòu)建的電路有很大的不同。
1、繼電器控制線路能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC都能做到；反過(guò)來(lái)，PLC能做到的功能，繼電器控制線路不一定能做到。
例如圖2的觸點(diǎn)防抖程序，雖然我們也可以用時(shí)間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但對(duì)如此眾多的開(kāi)關(guān)量做防抖操作，需要大量的時(shí)間繼電器，成本很高，可靠性卻不高。這就是PLC的個(gè)優(yōu)點(diǎn)，增加了許多特殊功能。

2、相對(duì)繼電器電路，PLC的控制功能更加嚴(yán)密，性能更好。但是，PLC程序能看懂的人不多，于是PLC一旦發(fā)生問(wèn)題，檢修困難。

3、相對(duì)繼電器電路，PLC能夠方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的瞬時(shí)采集，以及數(shù)據(jù)交換。我們看下圖：
開(kāi)關(guān)量變位和故障的時(shí)間標(biāo)簽SOE程序
上圖是開(kāi)關(guān)量變位和故障的時(shí)間標(biāo)簽SOE程序。SOE程序的測(cè)量精度是1毫秒。SOE功能用繼電器很難實(shí)現(xiàn)。再看下圖：
PLC實(shí)現(xiàn)SOE功能
類(lèi)似上圖的功能，繼電器是不可能做到的。

4、相對(duì)繼電器電路，PLC當(dāng)然比較貴。然而它的可靠性高和穩(wěn)定性好，也是繼電器電路的。

主要就是這些。另外再說(shuō)一點(diǎn)，有的人認(rèn)為某些領(lǐng)域單片機(jī)會(huì)逐步替代PLC，這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。PLC其實(shí)就是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，但PLC的技術(shù)參數(shù)比單片機(jī)不知高出多少倍。我們?cè)诠た噩F(xiàn)場(chǎng)看到的是各類(lèi)PLC，而不是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的單片機(jī)，為何？其原因就是PLC具有的抗力，即EMC抗電磁騷擾能力。

所謂EMC電磁騷擾，它有兩個(gè)方面，是電氣產(chǎn)品具有較高的抵御電磁騷擾的能力，第二是電氣產(chǎn)品本身不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電磁騷擾去影響周邊的電磁環(huán)境。在電磁騷擾測(cè)試中，最難過(guò)的是靜電騷擾和EFT電快速脈沖群電磁騷擾。

下面是中標(biāo)題為《EFT電快速脈沖群測(cè)試》的文章，介紹電快速脈沖群電磁騷擾測(cè)試的情況：
《EFT電快速脈沖群測(cè)試》文章的部分原文：
大部分電子產(chǎn)品需要通過(guò)電快速瞬變脈沖群(EFT)和靜電放電(ESD)等項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。EFT和ESD是兩種典型的突發(fā)干擾，EFT信號(hào)單脈沖的峰值電壓可高達(dá)4kV，上升沿5ns。接觸放電測(cè)試時(shí)的ESD信號(hào)的峰值電壓可高達(dá)8kV，上升時(shí)間小于1ns。這兩種突發(fā)干擾，都具有突發(fā)、高壓、寬頻等特征。

電快速瞬變脈沖群是由電感性負(fù)載(如繼電器、接觸器產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾、高壓開(kāi)關(guān)切換產(chǎn)生的輻射干擾等)在斷開(kāi)時(shí)，由于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開(kāi)處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾。當(dāng)電感性負(fù)載多次重復(fù)開(kāi)關(guān)，則脈沖群又會(huì)以相應(yīng)的時(shí)間間隙多次重復(fù)出現(xiàn)。這種暫態(tài)騷擾能量較小，一般不會(huì)引起設(shè)備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會(huì)對(duì)電子、電氣設(shè)備的可靠工作產(chǎn)生影響。

電快速速變脈沖群試驗(yàn)的目的就是為了檢驗(yàn)電子、電氣設(shè)備在遭受這類(lèi)暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。重復(fù)快速瞬變?cè)囼?yàn)是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設(shè)備的電源端口、信號(hào)和控制端口的試驗(yàn)。試驗(yàn)的要點(diǎn)是瞬變的短上升時(shí)間、重復(fù)率和低能量。

這種試驗(yàn)是一種耦合到電源線路、控制線路、信號(hào)線路上的由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群試驗(yàn)。此波形不是感性負(fù)載斷開(kāi)的實(shí)際波形(感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾幅度是遞增的)，而實(shí)驗(yàn)所采用的波形使實(shí)驗(yàn)等級(jí)更為嚴(yán)酷。 電快速脈沖群是由間隔為300ms的連續(xù)脈沖串構(gòu)成，每一個(gè)脈沖串持續(xù)15ms，由數(shù)個(gè)無(wú)極性的單個(gè)脈沖波形組成，單個(gè)脈沖的上升沿5ns，持續(xù)時(shí)間50ns，重復(fù)頻率2.5KHz(對(duì)4KV測(cè)試等級(jí))或5KHz(對(duì)其他等級(jí))。根據(jù)傅立葉變換，它的頻譜是從5K-100M的離散譜線，每根譜線的距離是脈沖的重復(fù)頻率。對(duì) 電源端 子選擇耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)施加干擾，耦合電容為33nF。對(duì)I/O信號(hào)、數(shù)據(jù)和控制端口選擇專(zhuān)用容性耦合夾施加干擾，等效藕合電容約為50-200pF。

前者是把電子產(chǎn)品的參考地與儀器的地連接起來(lái)，然后再把高電壓加載在電子產(chǎn)品的外殼上，看看電子產(chǎn)品的抵御能力如何。許多時(shí)候，甚至電源濾波電容略微高了一點(diǎn)，電子產(chǎn)品當(dāng)場(chǎng)就拉弧炸毀。

至于電快速脈沖群測(cè)試，工業(yè)產(chǎn)品必須過(guò)三級(jí)群脈沖的測(cè)試。若是普通的單片機(jī)系統(tǒng)當(dāng)場(chǎng)就燒毀，而PLC若無(wú)其事。

為了提高PLC的抗力，PLC操作系統(tǒng)的基本程序采取讀一條就執(zhí)行一條的原則，不會(huì)原地等待。這樣一來(lái)，PLC基本程序很難出現(xiàn)死循環(huán)，繼而提高了PLC的抗力。

至于梯形圖和模塊化的編程語(yǔ)言，它們都是IEC61131下的標(biāo)準(zhǔn)編程高級(jí)語(yǔ)言，與PLC操作系統(tǒng)的基本語(yǔ)言無(wú)關(guān)。

以上這些是PLC必須滿(mǎn)足的基本性能，與程序員沒(méi)有任何關(guān)系！至于把單片機(jī)來(lái)代替PLC，純屬外行的幼稚想法和認(rèn)識(shí)罷了。
作者：張白帆
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