PLC控制系统中通信网络论文

摘要：自改革开放以来，我国的经济得到了迅猛发展。在经济的带动下，我国的工业、农业以及科技也进入高速发展的时期，在这个时期中，计算机技术以及计算机技术的衍生技术一直走在各个行业发展的前列，其中PLC控制系统作为信息化时代中重要的可编程子系统在各个领域中得到了广泛的使用。下面是小编为大家整理的《PLC控制系统中通信网络论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

PLC控制系统中通信网络论文 篇1：

通信网络系统中PLC控制系统的应用

摘要：从校园无线局域网目前所反映出的问题得知，校园无线局域网未来发展的方向为“根据无线网络自身的技术特性和人们在管理和意识上的疏忽，来提高其安全性”。在未来的发展中，校园无线局域网必将更加普及，而有线网络将逐渐退居二线，作为辅助方式，这是大势所趋。网络化、分布式、高速、高效以及高科可靠性是PLC通信网络未来发展的一个方向，现场设备级朝着现场总线标准方向发展，工控管理级朝着051发向发展，控制级网络自身不断完善并取得进步，同时在这个过程中着力靠近现场总线，从而形成开放化、标准化的通信网络。

关键词：PLC；控制系统；通信网络

PLC 网络常用的通信方法。现阶段，PLC 在各个领域中获得了非常广泛的应用，其相关研究也更加深入和具体，这在极大程度上推动了 PLC 的应用和发展。PLC 网络通信方式大体可以分为并行通信和串行通信两类，前者具体是指多处理器间的相互通信，多发生在 PLC 的内部，而本文重点分析后者即 PLC 网络的串行通信方式。根据PLC 网络的实际功能，可将其分为控制网和通信网两种类型，其中控制网一般只负责开关量的传送，即 on/off。该网络形式的特点是传输的数据量相对较少。通信网又被称为数据高速公路，其与一般的局域网较为类似，既可以传输开关量，也可以传输数字量，传输的数据量相对较大。PLC，即可编程控制器的英文缩写，它是一种将微机技术、通信技术以及自动化技术进行综合运用的常用的工业上的控制装置。一般比较常见的包括日本生产的三菱、欧姆龙等，我们本国生产的主要有永宏、汇川和台达等，其中很多是以日系三菱为参照生产的，而且编程几乎都属于按顺序编程，欧系中则主要有施耐德和西门子等。随着我国工业自动化的不断快速发展，PLC在工业控制领域中应用范围越来越广，涉及到的应用面也越来越多。针对目前主要使用的S7-300、OMRON等通信网络，参照其特点、性能， 本文将结合目前我国工业领域当中PLC应用的现实情况对PLC进行探究分析。

一、PLC控制系统

（一）控制好PLC的基本要点

PLC实现控制的基本点主要有两个，一个是可靠物理实现，另一个是输入以及输出信息的信息交换。输入输出信息的交换的前提是运行程序运行，这个程序是存储在内存中的。这个程序也分两种，一种是PLC的生产厂家自行提供的原始系统，另一种则属于自助开发的应用程序。通常，系统程序有两个优点，首先，可以为用户提供一个可靠的运行平台；其次，可以很好的保障PLC用户自行编辑的程序顺利运行，并对程序运行是产生的信号与信息进行及时处理。

可靠物理实现对于输入（INPUT）与输出（OUTPUT）电路依赖性很强。在PLC进行输入电路的时候，首先是进行输入信号的滤波处理，将高频率的干扰过滤掉；第二步是依靠继电器或者光耦元件连接起来，在PLC内部和计算机的电路执行光隔离。关于输出电路，一定需要注意的是输出电路必须扩大多倍的输出功率，其主要目的是把接触器、继电器或者其他的工业控制元器件很好的带动起来。

（二）PLC运行过程中的控制过程

在PLC的实际应用过程中其主要的控制步骤一般有6个，包括输入刷新、运行用户程序、输出刷新、再输入刷新、再运行用户程序以及再输出刷新。在这个过程中，系统会不断反复进行循环运行，并且在这个运行的过程中系统会对程序作公共处理，公共处理包括了对循环的时间进行监控，通信处理和外设服务等。

（三）PLC运行过程中的控制方式

PLC的不同决定着其控制方式上也千差万别，当前PLC的控制方式根据PLC的不同主要分为4种，首先是开关量的逻辑控制，其次是运动控制，再有是模拟量控制，还有是过程控制，这4种就是当前主要的PLC控制方式。

二、PLC通信网络

（一）全局 I/O 通信

该通信方式归属于串行通信的范畴，常被用于带有连接存储区的 PLC 之间的通信，该方式的基本通信原理如图 1 所示。

在图 1 中，编号相同的发送与接收区域的容量大小完全相等，所占用的地址段也相同，其中只有一个区域为发送区，而其他区域全部都是接收区。全局 I/O 采用广播通信方式，即由PLC1 将位于 1#发送区内的数据信息经由 PLC 网络广播出去，然后由 PLC2 和 PLC3 将该数据信息接收下来，并存储在各自 的接收区域当中。同理，由 PLC2 广播出来的数据信息，则由PLC1 和 PLC3 负责接收和存储。由于在全局网络中各个 PLC链接区的大小都相同，加之所占用的地址段也一致，所以，当其中某一台 PLC 对自己所在的链接区进行访问时，便相当于访问了其他 PLC 的链接区，该过程实质上是 PLC 之间交换数据的过程。在全局网络中，链接区的划分是以 PLC 的 I/O 区为基础，通过等值化通信转换成为网络内所有 PLC 的共享区域。该通信方式可用读写指令对链接区内的数据信息进行读写，其特点是简单、快速和方便。

（二）控制级网络

控制级网络不同于工控管理级网络的不同点在两个地方，控制级网络有着两个特别鲜明的特点，一是控制级网络的运用范围是生产设备的控制，主要对生产过程的状态监测、监视和控制。二是对于安全性、实时性以及可靠性的要求非常高，数据量的传输一般不大。具体以欧系的SINECL1为例子，虽然SINECL1的拓扑结构为总线型，可是他的主要功能却是PLC之间的互连。连接设备有PLC，并以双绞线为连接介质，节点只要仅仅的31，速率为9.6kbPs。控制的距离只有50km左右。控制级网络一般所具有的特点是，通信的速率相对更高，网络传播范围更加广泛，结构比较灵活，介质简单、扩展性更好。

（三）工控管理级网络

为了是企业的管理需求的到充分满足，工控管理级网络一般提供高速、大容量并且实时准确的数据交换，与企业各个管理部门之间相互连接，同时为企业的MIS提供最基础的数据，按照上层决策实施控制系统的优化工作。还是以欧系西门子的SINECL1作为例子进行分析，SINECL1的最主要的功能是PLC及其和上位机见的相互连接。连接的设备主要是PLC与PC，并以光纤、同轴电缆作为连接介质，节点为1024，速率为10Mbps。控制的距离一般有两种情况，光纤和同轴电缆，光纤的控制距离是4600m，同轴电缆的控制距离是1500m，与控制级网络结构一样，同为总线型拓扑型结构。工控管理级网络在发展上的特点主要有标准化、开放性、高速性、光纤介质、拓扑结构的灵活以及WEB技术支持。

（四）现场设备级网络

在现场设备级网络当中，一定要应用到现场总线。简单来讲，现场总线是通信网络，它是一种囊括了通信技术、计算机技术、控制技术以及仪表技术高度集成起来的串行、双向、多站并且全数字化的通信网络。现场总线是当今控制系统中的一个发展趋势，其功能是PLC和现场设备相互之间的连接，目前工业领域中运用非常广泛的现场总线当属欧系西门子的PROFIBUS以及A-B厂家的DEVICENET ，这两种现场总线运用率要高于其他现场总线（图2）。

三、結语

综上所述，网络化、分布式、高速、高效以及高科可靠性是PLC未来发展的一个方向，与此同时，PLC通信网络也走在标准化、开放化的道路上。现场设备级朝着现场总线标准方向发展，工控管理级朝着051发向发展，控制级网络自身不断完善并取得进步，同时在这个过程中着力靠近现场总线，从而形成开放化、标准化的通信网络。

现阶段，我国的PLC技术虽然有一定的成就，但是发展水平仍然落后于西方发达国家，这种局面要得到改善就必须坚持树立开放系统的设计理念，严格按照国际标准，把通信网络技术结合实际融入到PLC技术当中。另外，牢牢把握PLC通信网络技术目前发展的潮流，不断加强现场总线技术以及企业级的开发投入。计算机网络技术的飞速发展带动了PLC控制系统通信网络的飞速发展，所以，未来性能更高的网络技术和总线一定会不断出现，当前现有的网络技术也将不断提高、改进。

【参考文献】

[1]陈艳.PLC控制系统中通信网络的研究[J].电子技术与软件工程，2015（05）：63.

[2]曾繁明.高职电气自动化专业项目教学法研究与实践[J].职业教育研究，2013（02）

[3]余贞金.基于CC-LINK现场总线的PLC控制系统的研究与设计[D].武汉理工大学，2010.

[4]陶权.谢彤.基于PLC的过程控制实验装置温度模糊PID控制[J].自动化技术与应用，2010（10）.

作者：张治峰

PLC控制系统中通信网络论文 篇2：

PLC控制系统干扰及抗干扰措施的分析

摘 要：自改革开放以来，我国的经济得到了迅猛发展。在经济的带动下，我国的工业、农业以及科技也进入高速发展的时期，在这个时期中，计算机技术以及计算机技术的衍生技术一直走在各个行业发展的前列，其中PLC控制系统作为信息化时代中重要的可编程子系统在各个领域中得到了广泛的使用。该文主要通过简单的介绍PLC控制系统的概念，揭示当前影响PLC控制系统的干扰因素，同时给出抗干扰措施，并强调PLC控制系统抗干扰的社会意义。

关键词：PLC控制系统 干扰与抗干扰措施 分析研究

PLC作为随着计算机技术而发展起来的一项可编程控制系统，由于其具有的特性使PLC控制系统在当今社会的各个领域都得到了广泛的应用。不可否认的是，PLC控制系统对社会生产中的工业、科技等各个领域都有一定的促进作用。但是由于PLC控制系统对周围的环境十分敏感，特别是磁场、电场等混合场的干扰，导致PLC控制系统出现错误，致使系统无法正常运行。由于PLC控制系统在当今社会发展中的不可缺少性，因此首先要保证环境的可靠性，其次必须采取一定的措施抗干扰。

1 PLC控制系统的综述

1.1 PLC控制系统的概念

近些年来，随着计算机技术以及网络技术的发展，带动了微电子技术以及智能化系统的发展，也因此，信息化时代正在逐渐接近人们的生活，而PLC控制系统正是在这样的一个发展背景下逐渐成为社会发展不可缺少的重要一部分。所谓的PLC控制系统就是一种可编程逻辑控制器，全称为Programmmable Logic Controller。PLC控制系统可以实现多种控制，是工业控制的重要组成部分，这是由于PLC控制系统最早提出于20世纪60年代的美国，主要是为了发展工业，而随着工业发展逐渐成为了世界发展的主旋律，PLC控制系统以飞快的速度在短短60年期间成为了各个领域发展的中心。

1.2 PLC控制系统的特点及应用领域

PLC控制系统实质上就是专用于工业控制的计算机，其硬件结构与微型计算机十分相仿，而随着计算及技术与智能化技术的融合性越来越高，使得目前的PLC控制系统具有一定的智能化特点，PLC控制系统通过I/O接口使用户的命令能得到准确的实行进而控制工业的生产，这也在一定程度上显示了PLC控制系统的专业性以及准确性，因此使PLC控制系统在钢铁、石油等多个领域得到了广泛的应用，其应用领域主要包括取代继电器控制的开关量的逻辑控制、模拟量控制、数据处理等，而随着网络时代的到来，目前的PLC控制系统多具有通信功能。

2 干扰PLC控制系统的因素

虽然PLC控制系统的应用领域十分广泛，而且控制效果也较好，但是PLC控制系统十分易受外界因素的干扰，而影响PLC控制系统的因素大体上可以分为内部干扰因素以及外部干扰因素两大类，而外部干扰因素又可以分为仪器的干扰以及空间辐射的干扰两大类。

2.1 PLC控制系统内部引起的因素的干扰

PLC控制系统的内部干扰因素其实就是由于内部零件之间的不匹配或者由于技术性的问题，从而导致PLC控制系统内部控制失衡，而另一部分是在进行控制过程中由于各种原因所导致的内部电磁辐射超出本身设定的阈值，进而严重影响PLC控制系统的工作状态，甚至会导致事故发生。

2.2 电源以及外接线的干扰

除却由于内部电磁辐射以及零件的不匹配问题所导致的PLC控制系统受到干扰外，PLC控制系统还会受到外部因素的干扰进而影响PLC控制系统的性能，其中电源以及外接线的干扰是干扰PLC控制系统的主要因素之一。在我国绝大多数的电器工作均是由国家电网直接供电，PLC控制系统同样也不例外，但是由于国家电网的构成体系具有一定的问题，供电效率较低，但是供电范围激增，这也就导致了电网的电磁干扰效力十分强，对PLC控制系统具有很强的干扰性，除此之外，外接引线连接着用户的命令，而随着PLC控制系统的信息化越来越强，这也导致了PLC控制系统极易受到仪器间的电磁辐射，造成PLC控制系统故障；再有就是接地系统接地不恰当所导致系统内的电磁辐射剧增，进而致使PLC控制系统故障。

2.3 空間辐射的干扰

空间辐射干扰归根到底也是电磁辐射的干扰，只是相对于电源以及外接线的干扰更易避免。PLC控制系统在实际工作过程中对周围的环境具有很高的要求，否则极易受到外界因素的影响，进而导致系统故障，若系统处于不适合的环境中，则空间辐射会增强。所谓的空间辐射电磁场主要是由以上两种因素加上雷电、通信以及高频加热设备所引起的辐射干扰。

3 PLC控制系统的抗干扰措施

由于PLC控制系统的广泛适用性以及实用性，因此需采取合理的抗干扰措施以保证PLC控制系统的工作，避免故障的出现。

3.1 硬件抗干扰措施

硬件抗干扰措施是基本设施的抗干扰措施，硬件抗干扰措施所解决的主要是由于外部环境以及外部影响系统所导致的PLC控制系统出现故障的干扰因素，对于空间电磁辐射干扰，可以在干扰信号上根据干扰情况采取共模扼流圈或差模抑制器，从而降低干扰的影响；而对于外接电源，应该争取供电电源的独立性，避免电网对PLC控制系统的影响，或者增强供电设备的抗干扰性；而对于外接引线，最好采取双绞线，从而降低电磁辐射的强度，而对于接地导线，PLC应该采取合适的绝缘体进行屏蔽，从而使得电磁辐射降低。

3.2 软件抗干扰措施

PLC控制系统其实就是微型计算机，唯一与微型计算机的区别就是其针对性较强，而这种针对性之所以能够实现，从某种角度来说就是通过对软件的设计已达到PLC控制系统的功能，因此可以从软件的角度采取抗干扰措施以便PLC控制系统能更好地工作。而这就需要对程序的设计进行更新，增强对信号的处理，即优化数学处理，进而降低输入输出信号的电磁辐射干扰，除此之外，也要优化设备内部零件之间的关系，降低零件工作过程中可能出现的崩坏现象，从而最大限度地降低PLC故障出现的次数。

4 研究PLC控制系统干扰与抗干扰措施的社会意义

PLC控制系统自20世纪60年代被提出以来，由于其针对性较强以及当前社会对工业发展的要求，使得短短不到100年的时间，PLC控制系统逐渐成为了社会各个领域发展的领军者，但是由于PLC控制系统极其精细并且对周围环境特别敏感，这就在一定程度上使得PLC控制系统的抗干扰措施的研究一直是相关领域专家所重点研究的课题，而通过PLC控制系统的抗干扰措施，不仅可以大幅度地提升PLC控制系统的稳定性和使用寿命，而且在一定程度上还能够促进计算机以及微电子行业的发展。

5 结语

综上所述，这些年来，随着工业化建设以及科技的发展，PLC控制系统逐渐成为了各个行业发展不可或缺的重要控制系统。而事实证明，PLC在工业发展中的专业性使得PLC控制系统逐渐成为了工业发展的核心，但是由于PLC控制系统内部因素以及外界环境的影响，导致PLC控制系统极易出现故障，但是随着科学家们的不懈研发，不少抗干扰措施都正在投入使用，并取得了喜人的结果。

参考文献

[1] 鲁炳文，赵亮.PLC控制系统的干扰因素分析与抗干扰措施[J].工业仪表与自动化装置，2011（3）：97-99.

[2] 熊幸明，张文希.PLC控制系统可靠性设计的研究[J].煤矿机电，2004（3）：13-16.

作者：谷瑞光

PLC控制系统中通信网络论文 篇3：

工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计方法

摘 要： PLC控制系统是一种工业控制系统产品，随着机械和生产技术的发展，PLC控制系统得到了全面的应用，因此通过本文对工业自动化生产过程中PLC控制系统设计方法的分析，可以让PLC控制系统得到进一步的发展。首先简单了解了PLC控制系统的基本原则，然后从选型方法、输出回路、输入回路、外部驱动、网络扩展、其他注意等方面进行全面的分析设计，因此明确PLC控制系统的设计内容，为相关人员提供的参考。

关键词： 选型方法；输出回路；输入回路

引言：随着工业自动化的全面发展以及生产技术的进步，PLC控制系统得到了广泛的应用，在微电子技术和计算机技术的支持下，PLC控制系统功能得到了全面的提高。但是从现阶段，PLC控制系统的应用情况来看，实用功能方面还可以得到进一步的强化，以此促进PLC控制系统在工业自动化中得到全面的发展，继而提高PLC控制系统的应用效果，让其成为适应现代工业化发展的全新型控制器，推动工业自动化水平的提升。

一、PLC控制系统的基本原则

PLC控制系统的核心为PLC控制技术，系统可以分为三个部分，分别为PLC、输入设备、输出设备，系统设计主要围绕着PLC控制系统程序展开，考虑到PLC控制系统应用的环境不同，工艺流程也各不相同，因此首先要简单了解PLC控制系统的基本原则。第一，PLC控制系统要考虑到I/O点数，根据控制系统中输入设备、输出设备等个数，确定点数。第二，根据点数的不同，确定内存容量，在选择内存容量时，留出一定的余量。第三，提高编程技巧，以此缩短程序，节省空间，并且考虑控制系统和PLC功能结构之间的合理性。第四，企业内应该为同一类型的PLC控制系统，以此保证不同的管理内容都可以进行应用。只有满足以上四点基础原则，才能够展开具体的探索。

二、PLC控制系统的设计内容

（一）PLC选型方法

在简单了解了PLC控制系统的基本原則后，就可以确定具体的选型方法，以此为后期的设计提供思路，首先要确定系统规模，常见的PLC控制系统规模有两种，一种为PLC单机控制，一种为PLC形成网络。其次要确定计算得到PLC控制系统的输入输出点数，并且在实际点数的基础上，留出一定的余量。最后，要确定负载类型，根据PLC输出端负载类型以及输出电的动作频率，确定输出方式。此外还要选择合适的编程器，确定系统的存储容量和存储速度，以此保证选择的PLC控制系统产品合理，符合工业自动化需求。

（二）输出回路设计

输出回路设计可以从继电器、晶闸管、晶体管这三个方面进行，通过继电器输出，对不同公共点之间的交直流负载，且电压也可以有多种不同，最大可以达到2A/点，但是因为继电器寿命限制，完全不适用于高频动作。晶闸管和晶体管输出，可以响应不同的动作，其中晶闸管的最大负载能力为0.2A/点，最大输出负载电流为0.5A/点，二者都适应高频动作，其中晶闸管的响应时间为1ms。需要注意的是，当系统输出频率为6次/min以下时，应该由继电器进行输出，频率为10次/min以下时，除了继电器输出之外，还可以采用PLC输出驱动达林顿三极管，以此保证负载驱动。

（三）输入回路设计

输入回路设计应该包括四个部分，分别为：电源回路、内外部直流电源、输入灵敏度。PLC控制系统中供电电源为85-240VAC，而且为防止干扰，还会额外安装电源的净化元件，比如电源滤波器等设备。此外，PLC上24V直流电源和外部24V直流电源，容量较小，因此要注意容量，并且加强防短路措施设备，而输入回路中外部24V直流电源主要用接近开关、光电开关，以此避免对PLC控制系统造成影响。此外，还需要注意的是两个电源的负端都不要和COM端相连接，否则会对PLC控制系统运行造成影响。而输入灵敏度中，考虑到不同厂家对输入端电压电流的要求各不相同，因此在实际应用过程中，如果串有二极管或者电阻，就会引发误动作，继而导致弱电流输入器件下降，以此选用共漏型输入的PLC控制系统，输入的元件公共点电位为负。

（四）网络扩展设计

除了以上四个方面以外，在设计PLC控制系统时，还需要考虑到PLC的网络设计和扩展模块。当PLC控制系统规模较大时，就需要选用扩展模块，对不同公司产品而言，系统总点数和扩展模块都有着较为严格的要求，如果在扩展模块的基础上，还需要进一步扩展系统，就可以采用网络结构，以此为用户产品开发提供便捷性。而在PLC控制系统进行网络设计时，整体难度较大，需要考虑的内容较多，针对不同的指令以及指令执行技术速度也会相对加快，包括通信接口、通信数据、数据传输速度等内容。

（五）其他注意事项

上文中，从选型方法入手，针对PLC控制系统中输出输入回路等系统内部组成部分，进行了全面的分析，但是在PLC控制系统的设计工作中，还有几点内容需要引起重视。第一，PLC控制系统中的电源应该选用线径大于2mm2的双绞线，如果选用了扩展单元，就要和扩展单元共用一个开关；第二，PLC控制系统接地端不需要接地，如果必须要接地，要采用标准线径2mm2，螺钉4mm2，输入信号长度不要超过30m，其中输入、输出之间的走线并且和200mm以上的线路保持距离，此外，外部驱动电路也需要引起注意。

总结：综上所述，PLC控制系统是工业自动化中的核心内容，这种基于计算机技术而形成的计算机控制技术，能够有效推动工业生产效率，保证工业生产质量，但是新时期的PLC控制系统还需要得到更进一步的完善，以此让工业生产技术得到全面的发展。对于控制设备和控制技术而言，提高生产效率，保证产品质量，因此要让PLC控制系统发挥出其本身的优势，可以应用到不同的环境中，并保证系统的性价比和操作性。

参考文献

[1]张嘎.工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计方法[J].数字技术与应用，2018，36（03）：12-13.

[2]宋文豪.PLC控制系统干扰及抗干扰措施研究[J].中国战略新兴产业，2018（08）：109.

作者：高轶兴