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一、简述

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。

二、PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化等各个行业，使用情况主要分为如下几类：

1．开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2．工业过程控制

在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

3．运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4．数据处理

PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

5．通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

三、PLC的应用特点

1．可靠性高，抗干扰能力强

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，内部电路采取了先进的抗干扰技术，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之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我功能，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。

2．配套齐全，功能完善，适用性强

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。

3．易学易用，深受工程技术人员欢迎

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。

4．系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造

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。

四、PLC应用中需要注意的问题

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：

1．工作环境

(1) 温度 PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。

(2) 湿度 为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。

(3) 震动 应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。

(4) 空气 避免有腐蚀和易燃的气体，例如、等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。

(5) 电源 PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。

2．控制系统中干扰及其来源

现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。

(1) 干扰源及一般分类

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。

(2) PLC系统中干扰的主要来源及途径

a. 强电干扰

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。尤其是电网内部的变化，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。

b. 柜内干扰

控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

c. 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。

d. 来自接地系统混乱时的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。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。

e. 来自PLC系统内部的干扰

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。

f. 变频器干扰

一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

当美国胜家（Singer）公司于1889年发明了全世界第一台电动机驱动缝纫机后，开创了纺织缝纫工业的新纪元。二战后，纺织工业的霸主地位已逐渐被日本所占据。进入21世纪后，中国已成为工业缝纫纺织机制造业的新盟主。

如今，市场的发展期待纺织控制器达到高智能化、、简易维修的标准，由于受芯片技术、工控主板功能等方面的制约，众多厂商在为选择能完全实现相关功能的、价格低廉的且性能稳定的控制板而烦恼。

蓝宇科技在多年的系统开发和与客户进行深入探讨的过程中，深入了解了纺织控制各方面的性能及对工控板的要求，基于蓝宇科技PCM-3499主板成功的为数量不少的纺织控制厂商开发出了多款产品，据了解，相关产品市场反应良好，在实际应用过程中表现出了高性能和高稳定性的特征，获得了各厂商的认可。

为了方便更多的客户进行项目选择，蓝宇科技特别把基于PCM-3499主板的纺织控制器方面的相关经验总结出来，以供各位厂商参考。

一、PCM-3499主板简介

PCM-3499 是一款极高性价比、尺寸及其紧凑的嵌入式控制模块。在PC104规格的板子上实现了几乎所有的工业计算机所需要功能。

PCM-3499 板载嵌入式高性能16位处理器，该处理器内部为32位RISC架构并且与80C186 处理器兼容，具有极高的性能，主频高达100MHz，内置了100M的以太网，并且支持1MB的SDRAM。其指令与其他X86微处理器兼容。

板上功能包括10/100M高速以太网接口，PC104接口，TFT接口和LVDS接口，VGA 接口,支持标准IDE接口（DOM,普通硬盘）、并口、四个串口（RS-232 和RS-485 ，四个串口都可配置为TTL电平接口）、USB接口、DOC接口、PS/2键盘口、RTC实时时钟、铁电,电池后备SRAM非易失性存储器、看门狗、蜂鸣器接口、通用GPIO、和8/16位兼容的ISA总线等。

在一单片闪存芯片上集成了系统BIOS、1.44M 闪存盘（Flash Flopy Disk —— FFD ，根据用户需要可扩大成8M闪存）和16点阵二级汉字库，以最少数量的芯片实现最小尺寸的模块的最多的功能。

完全自主开发的显示控制器，可以实现最高1024 768 真彩色高性能显示效果。

如果需要更多的其他功能可以通过PC/104总线去扩展相关的功能模块。

二、PCM-3499纺织控制器解决方案系统架构

在蓝宇科技客户成功开发的纺织控制器案例中，我们简单介绍其中一个客户的基于蓝宇科技PCM-3499的纺织控制器系统方案，系统架构图示于图:

根据上图所示的整个系统方案的控制实现原理，我们把此方案的主控制单元分为上、下位机结构，并由PCM-3499来完成与上位机的协同和终端设备的控制工作。

上位机主要负责人机交互、文件读取与解析、部分传感器信号的处理;

下位机主要负责输出控制信号、协同工作以及部分传感器信号的处理。

三、基于PCM-3499的纺织控制器的技术实现

（一）、通讯信道

PCM-3499板载10/100高速以太网接口，4个串口，16C550兼容UART ，COM1 为9线RS-232，COM2为9线，COM3 RS-232 或者RS-485 可选，COM4是3线的RS-232 口（TTL和RS232可选） ，提供13路（5V电平）单向数字I/O通道和4路3.3V电平（5V兼容），双向可编程数字I/O ，8位,16位动态IO总线。

PCM-3499在通讯中可以以RS485或者10/100M以太网接口与上位机实现通讯互联，在与终端设备（电机、监视器等）可以通过串口、ISA总线等进行通讯。

（二）数据处理分析

PCM-3499的CPU应用了RISC的技术，64bit指令队列，5级流水线，相对于传统的CISC 技术，指令。不分频的系统时钟（386是2分频），外部时钟100MHz，内部时钟100MHz 。高速内存总线（200Mbyte/S），在数据通讯应用方面可以充分发挥大数据量吞吐的优势。8KB的高速缓存。性能高，速度快，经过测试，实际性能相当于486SX-100MHz。

PCM-3499的DOS操作平台在486的CPU基础上可以支持复杂的应用程序，实现对终端设备如步进电机的精密控制。

（三）存储

DOS操作系统和在此基础上开发出来的复杂应用程序本身要占用一定的存储空间，此外，相关终端设备的监控信息、上位机下达的指令和传送的相关资料如纺织图案等也必须占用一定的存储空间，这都要求控制器具有一定容量的存储功能。

PCM-3499 提供了非常完善的数据存储解决方案，BIOS中集成了完全自主知识产权的高性能1.44M 或更高容量的Flash 电子盘，用于存贮应用程序及数据，对于小程序及数据的用户不需要另外购买DOC或硬盘，就能直接建立完整的应用系统，降低了系统成本。应用程序访问Flash电子软盘与PC上的访问普通软盘一样，但是访问速度和重复寿命要远远超过普通软盘。

由于BIOS提供了对IDE设备的直接支持，用户也可以使用CF卡等大容量存储设备，或与电子软盘交换文件。系统启动时首先查找IDE设备，并优先从IDE设备引导系统，如果没有IDE设备，则从电子软盘引导系统（同时提供配制工具可强制从电子软盘优先启动）。同时还提供了DOC电子盘接口，支持8～1G的M-system DOC 电子盘。通过USB接口，支持U盘，可以热插拔，快速方便数据交换方式。

（四）显示及输入

在特殊的情况下，用户可能需要通过人机交互界面对下位机进行直接的操作，PCM-3499自带PS/2键盘接口，显示共享系统SDRAM高速内存8MB（ 最高32MB） ，支持TFT LCD最高1024 x 768 真彩色，支持LVDS LCD最高1024 x 768 真彩色，支持CRT接口，支持触摸屏，为客户提供多种显示解决方案。

四、开发方式及编程要点

1、 开发方式

n 根据使用习惯，用户可以使用TC2.0（本地开发）、BC3.1（远程开发）、BC4.5（远程开发）开发程序。

n 根据使用习惯，用户还可以使用DEBUG调试硬件。

n 开发好的运行程序，可以拷贝到电子盘上（通过TDRF软件，或者虚拟显示的COPY命令）

n 用户可以使用虚拟显示来格式化电子盘、传送操作系统、拷贝文件、察看内存等操作。

n 编辑AUTOEXEC.BAT批处理文件，增加键盘驱动、显示驱动、用户程序命令，以便加电后自动运行应用程序。

2、编程要点

n 以太网：我公司提供全套TCP/UDP/FTP源代码例子，用户很容易上手，参见DEMO例子程序。

n 485：我公司提供全套中断方式或查询方式源代码。参见DEMO例子程序。

n FLASH：我公司提供接口程序，可以实现每小时更新一次24小时连续工作时，寿命长达10年以上，更长的寿命我们认为没有必要。

n I/O：开关量使用IO函数访问

n 模拟量：使用双向PIO扩充串行A/D、D/A转换器，参见PIO例子程序

n 896KB内存使用：直接使用即可，不需要特殊技巧，参见DEMO例子程序。

n 文件操作：参见DEMO例子程序。

n RTC：参见DEMO例子程序。

用户可以修改FTP的例子代码，把存储文件改为存储到FLASH中。

泵站作为水利建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝、引水供水的重要任务。从20世纪90年代以来，随着IT技术的进步以及水利事业的蓬勃发展，水利行业泵站自动化的水平不断提升，泵站技术和管理水平大大提高，向国外无人化泵站监控管理发展，减人增效成果显著。在这个过程中，泵站计算机监控系统起着至关重要的作用。现代的监控系统能够实现全泵站的数据集中监控、主辅设备自动控制、远方遥控和遥调、信息远传等功能，是泵站安全、可靠和经济运行的可靠保。

借助全新的信息技术，水利自动化系统无论在结构上还是在功能上，进入了一个全新发展阶段。水利自动化需要适应新的市场形势，发展成为一个集计算机、控制、通信、网络、电力电子为一体的综合系统，具备领先的硬件结构，开放的软件平台和强大的应用系统，保证泵站自动化实现全天候不间断运行，能够轻松应对未来业务发展需要。

基于南大傲拓公司NA系列PLC的泵站自动化解决方案，成为水利行业泵站计算机监控系统的首选产品之一。

如何以强大PLC打造计算机监控系统

目前，泵站计算机监控系统采用开放的分层分布式网络结构，由站控级和现地控制单元组成。系统级设备大多采用以太网Ethernet或光纤环网FDDI等通用网络设备，连接高性能的微机、工作站、服务器，在被控设备现场则较多地采用PLC或智能现地控制单元，再通过现场总线与基础层的智能I/O设备、智能仪表、远程I/O等相连接构成现地控制子系统，与厂级系统结合形成整个控制系统。

随着安全生产、计算机技术等功能及技术的扩展，计算机监控系统对现地控制子系统核心控制器的能力也提出了更高的要求。在现地控制级核心控制器的选择上，功能强大的PLC成为大多数系统的首选。目前通常使用的国外通用型PLC存在各种问题：如无专用SOE模件；开出回路简单，在强干扰下容易误动；通信扩展能力差；调试过程不方便，不直观等。因此新一代的PLC必须考虑到行业特点，并能够拥有比国外通用型PLC更强大的功能。

总体而言，泵站计算机监控系统需要PLC具有强大的可靠性、专业性、扩展性，这样才能保证水利行业在计算机监控系统方面的投资不仅能够满足现实和未来需要，而且投资能够得到全面保护。

基于NA400 PLC的解决方案让泵站自动化更加强大可靠。

NA400可编程控制器作为公司NA系列可编程控制器家族中的重要成员，在开发研制过程中采用了工业控制领域的一系列最新成果和最新思想，总结了国外PLC的成功之处，瞄准当今PLC的最新发展趋势，生产过程采用先进的生产加工工艺和精制的外观设计，相信会给您带来耳目一新的感觉。

实现无人值班，减员增效

现在，基于NA400系列PLC的计算机监控系统为泵站提供了灵活、强大、可靠的计算机监控系统，系统功能齐全，软件和硬件标准化程度高，满足了泵站“无人值班”(少人值守)的要求，实现减员增效，能够取得良好的成效，可广泛地应用于各类大中小型水利自动化工程。

典型配置

某泵站设计流量25立方米/秒。安装潜水轴流泵6台，电机为异步电机，单机功率315kW，采用直接启动方式，总装机容量1890kW，电压等级为10kV。

浔之漫智控技术（上海）有限公司经销/CO-TRUST科思创西门子PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 触摸屏，变频器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服数控备件：原装进口电机，电线，电缆，希望能跟您有更多的合作机会。我公司经营西门子全新原装PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 触摸屏，变频器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服数控备件：原装进口电机（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），国产电机（1LG0，1LE0）大型电机（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服电机（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西门子保内全新原装产品‘质保一年。一年内因产品质量问题免费更换新产品；不收取任何费。欢迎致电咨询。