PLC控制與繼電器控制的區(qū)別

對于星三角起動(dòng)電路，凡是從事于電氣和工控的人，肯定不陌生。一般來說，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構(gòu)建的。

下圖是用plc構(gòu)建的電動(dòng)機(jī)星三角起動(dòng)控制電路：

我們再看它的主程序：

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)是開關(guān)量輸入，左下是延遲時(shí)間，圖中均是10毫秒;右上是對應(yīng)的寄存器，右下是時(shí)間延遲終止。

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

下圖是控制程序：

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;反過來，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)間繼電器來實(shí)現(xiàn)，但對如此眾多的開關(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的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，增加了許多特殊功能。

2、相對繼電器電路，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)生問題，檢修困難。

3、相對繼電器電路，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：

上圖是開關(guān)量變位和故障的時(shí)間標(biāo)簽SOE程序。SOE程序的測量精度是1毫秒。SOE功能用繼電器很難實(shí)現(xiàn)。

再看下圖：

類似上圖的功能，繼電器是不可能做到的。

4、相對繼電器電路，PLC當(dāng)然比較貴。然而它的可靠性高和穩(wěn)定性好，也是繼電器電路無法比擬的。

主要就是這些。另外再說一點(diǎn)，有的人認(rèn)為某些領(lǐng)域單片機(jī)會逐步替代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。我們在工控現(xiàn)場看到的是各類PLC，而不是專門開發(fā)的單片機(jī)，為何?其原因就是PLC具有極強(qiáng)的抗干擾能力，即EMC抗電磁騷擾能力。

所謂EMC電磁騷擾，它有兩個(gè)方面，第一是電氣產(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。在電磁騷擾測試中，最難過的是靜電騷擾和EFT電快速脈沖群電磁騷擾。

下面是百度中標(biāo)題為《EFT電快速脈沖群測試》的文章，介紹電快速脈沖群電磁騷擾測試的情況：

《EFT電快速脈沖群測試》文章的部分原文：

大部分電子產(chǎn)品需要通過電快速瞬變脈沖群(EFT)和靜電放電(ESD)等項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)測試。EFT和ESD是兩種典型的突發(fā)干擾，EFT信號單脈沖的峰值電壓可高達(dá)4kV，上升沿5ns。接觸放電測試時(shí)的ESD信號的峰值電壓可高達(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、高壓開關(guān)切換產(chǎn)生的輻射干擾等)在斷開時(shí)，由于開關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，在斷開處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾。當(dāng)電感性負(fù)載多次重復(fù)開關(guān)，則脈沖群又會以相應(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，一般不會引起設(shè)備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會對電子、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)備在遭受這類暫態(tài)騷擾影響時(shí)的性能。重復(fù)快速瞬變試驗(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)載斷開的實(shí)際波形(感性負(fù)載斷開時(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4KV測試等級)或5KHz(對其他等級)。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 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I/O信號、數(shù)據(jù)和控制端口選擇專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，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)場就拉弧炸毀。

至于電快速脈沖群測試，工業(yè)產(chǎn)品必須過三級群脈沖的測試。若是普通的單片機(jī)系統(tǒng)當(dāng)場就燒毀，而PLC若無其事。

為了提高PLC的抗干擾能力，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，不會原地等待。這樣一來，PLC基本程序很難出現(xiàn)死循環(huán)，繼而提高了PLC的抗干擾能力。

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

以上這些是PLC必須滿足的基本性能，與程序員沒有任何關(guān)系!至于把單片機(jī)來代替PLC，純屬外行的幼稚想法和認(rèn)識罷了。

PLC控制與繼電器控制有什么區(qū)別

PLC控制的出現(xiàn)是為了克服繼電器控制在編程、維護(hù)等方面存在的缺點(diǎn)，它們的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.邏輯控制方式

(1)繼電器控制：利用各電氣元件機(jī)械觸點(diǎn)的串、并聯(lián)組合成邏輯控制;采用硬線連接，連線多而復(fù)雜，使以后的邏輯修改、增加功能很困難。

(2) PLC控制：以程序的方式存儲在內(nèi)存中，改變程序，便可改變邏輯;連線少、體積小、方便可靠。

2.順序控制方式

(1)繼電器控制：利用時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作來完成時(shí)問上的順序控制：時(shí)間繼電器內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)易受環(huán)境溫度和濕度變化的影響，造成定時(shí)的精度不高。

(2) PLC控制：由半導(dǎo)體電路組成的定時(shí)器以及由晶體振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖計(jì)時(shí)，定時(shí)精度高;使用者根據(jù)需要，定時(shí)值在程序中可設(shè)置，靈活性大，定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境影響。

3.控制速度

(1)繼電器控制：依靠機(jī)械觸點(diǎn)的吸合動(dòng)作來完成控制任務(wù)，工作頻率低，工作速度慢。

(2) PLC控制：采用程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，穩(wěn)定、可靠，運(yùn)行速度大大提高。

4.靈活性和擴(kuò)展性

(1)繼電器控制：系統(tǒng)安裝后，受電氣設(shè)備觸點(diǎn)數(shù)目的有限性和連線復(fù)雜等原因的影響，系統(tǒng)今后的靈活性、擴(kuò)展性很差。

(2) PLC控制：具有專用的輸入與輸出模塊;連線少，靈活性和擴(kuò)展性好。

5.計(jì)數(shù)功能

(1)繼電器控制：不具備計(jì)數(shù)的功能。

(2) PLC控制：PLC內(nèi)部有特定的計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的步進(jìn)控制。

6.可靠性和可維護(hù)性

(1)繼電器控制：使用大量機(jī)械觸點(diǎn)，觸點(diǎn)在開閉時(shí)會產(chǎn)生電弧，造成損傷并伴有機(jī)械磨損，使用壽命短，運(yùn)行可靠性差，不易維護(hù)。

(2) PLC控制：采用微電子技術(shù)，內(nèi)部的開關(guān)動(dòng)作均由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成;體積小，壽命長，可靠性高，并且能夠隨時(shí)顯示給操作人員，及時(shí)監(jiān)視控制程序的執(zhí)行狀況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供便利。

plc梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)圖的區(qū)別

通過plc梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)圖的對比，可以看到梯形圖中的圖形符號與繼電器電路圖中的符號十分相近，兩圖的結(jié)構(gòu)也十分相似，所表達(dá)的邏輯關(guān)系一致，這是因?yàn)樘菪螆D是從繼電器控制圖演變而來的，但是在使用中又有一定區(qū)別，因此梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)圖既有相同也有不同之處，兩者的區(qū)別如下：

①繼電器控制圖中使用的繼電器都是實(shí)際物理繼電器;在PLC梯形圖中，仍然沿用了繼電器這一名稱，如：輸入繼電器、輸出繼電器、中間繼電器等，但這些不是真實(shí)的物理繼電器，而是PLC的內(nèi)部寄存器，稱為“軟繼電器”。

②繼電器控制圖中電器元件間的連接必須通過硬接線連接，要改變控制功能，必須改變控制電路的實(shí)際接線;而PLC的接線是通過程序?qū)崿F(xiàn)的“軟連接”，只需改變用戶程序，不需改變外部接線，就可以改變控制功能。

③繼電器控制圖中觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)是有限的，使用壽命也有限;而PLC每一個(gè)編程元件對應(yīng)一個(gè)內(nèi)部寄存器，其狀態(tài)可以在程序中反復(fù)讀取，可以認(rèn)為PLC的繼電器觸點(diǎn)個(gè)數(shù)無限，沒有使用壽命的限制。

梯形圖主要由母線、觸點(diǎn)和線圈組成。

①母線：梯形圖的左側(cè)豎直線稱為起始母線，右側(cè)豎直線稱為終止母線(終止母線可以省略)。母線相當(dāng)于電路中的電源線，梯形圖從左母線開始，經(jīng)過觸點(diǎn)和線圈，終止于右母線。

②觸點(diǎn)：梯形圖中的觸點(diǎn)有常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)兩種。這些觸點(diǎn)可以是外部觸點(diǎn)，也可以是內(nèi)部繼電器的狀態(tài)，每一個(gè)觸點(diǎn)都有一個(gè)標(biāo)號，同一標(biāo)號的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用。觸點(diǎn)放置在梯形圖的左側(cè)。

③線圈：梯形圖中的線圈類似于接觸器與繼電器的線圈，代表邏輯輸出的結(jié)果，在使用中同一標(biāo)號的線圈一般只能出現(xiàn)一次。線圈放置在梯形圖的右側(cè)。

審核編輯：湯梓紅