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PLC电缆设计与铺设-电气控制与PLC应用技术

一般来说，工业现场的环境都比较恶劣。例如，现场的各种动力线会通过电磁耦合产生干扰;电焊机、火焰切割机和中动机会产生高频火花电流造成干扰;高速电子开关的接通和关断将产生高次谐波，从而形成高频干扰;大功率机械设备的启停、负载的变化将引起电网电压的波动，产生低频干扰，这些干扰都会通过与现场设备相连的电缆引入可编程控制器组成的系统中，影响系统的工作。所以合理地设计、选择和铺设电缆在可编程控制器系统中十重要，

对可编程控制器组成的系统而言，电缆包括供电系统的动力电缆及各种开关量、模拟量高速脉冲、远程通信等信号电缆。一般情况下，对系统供电系统的动力电缆和距离比较近的开关量信号使用的电缆无特殊要求;对模拟量信号、高速脉冲信号以及开关量比较远时，为防止干扰信号，保证系统的控制精度，通常选用双层屏蔽电缆;对通信用的电缆一般采用厂家提供的**电缆，也可采用带屏蔽的双绞线电缆。必须保证电缆屏蔽层的可靠接地。

传输线之间的相互干扰是数字控制系统中较难解决的问题，这些干扰主要来自传输导线间分布电容、电感引起的电磁耦合。防止这种干扰的有效方法，使信号线远离动力线或电网:将动力线、控制线和信号线严格分开，分别布线。无论是在可编程控制器控制柜中的接线，还是在控制柜与现场设备之间的接线，都必须注意防止动力线、控制线和信号线之间的干扰。

PLC输出端的保护

当可编程控制器的输出负载为电感性负载时，为了防止负载关断产生的高电压对可编程控制器输出点的损害，应对输出点加以保护电路，保护电路的主要作用是抑制高电压的产生:

当负载为交流感性负载时，可在负载两端并联压敏电阻，或者并联阻容吸收电路。如图9-23(a)所示，阻容吸收电路可选0.5W、100~120Ω的电阻和0.1pF的电容;当负载为直流感性负载时，可在负载两端并联续流二管或齐纳二管(可满足快的关断速度要求)加以抑制，如图9-23(b)所示，续流二管可选额宗电流为1A左右的二管。

随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组成。可编程控制器先出现在美国，1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下**条件：

（1）编程简单，可在现场修改程序；

（2）维护方便，好是插件式；

（3）可靠性**继电器控制柜；

（4）体积小于继电器控制柜；

（5）可将数据直接送入管理计算机；
  （6）在成本上可与继电器控制柜竞争；

（7）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）；

（8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；

（9）在扩展时，原有系统只需要很小的变；

（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。

条件提出后，立即引起了开发热潮。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧接着，美国MODICON公司也开发出同名的控制器，1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本一台可编程控制器。1973年，西欧国家也研制出他们的一台可编程控制器。

随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，特别是进入80年代以来，PLC已广泛地使用16位甚至32位微处理器作为*处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至大规模的集成电路，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用方面都有了新的突破。这时的PLC已不仅仅是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能，称之为可编程序控制器（Programmable Controller）为合适，简称为PC，但为了与个人计算机（Persona1  Computer）的简称PC相区别，一般仍将它简称为PLC（Programmable Logic Controller）。

PLC是微机技术与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物，其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。继电器控制系统已有上**历史，它是用弱电信号控制强电系统的控制方法，在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除困难，花费时间长，严重地影响工业生产。在工艺要求发生变化的情况下，控制柜内的元件和接线需要作相应的变动，改造工期长、费用高，以至于用户宁愿另外制作一台新的控制柜。而PLC克服了继电器-接触器控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点，并将控制器和被控对象方便的连接起来。由于PLC是由微处理器、存储器和外围器件组成，所以应属于工业控制计算机中的一类。

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