自动化控制模块也叫可编程逻辑，简称PLC。这些PLC已针对安装它们的恶劣环境进行了强化。大部分保护是机械的，以防止极端温度和湿度等因素。然而，电磁干扰 (EMI)、电快速瞬变 (EFT) 突发和静电放电 (ESD) 等看不见的元素会产生较大的电压瞬变，从而破坏未受保护的设备。

　　上海雷卯EMC小哥说：使用细致的布局和适当的保护电路以及适当设计的隔离可以确保工业控制系统多年的不间断使用寿命。

　　自1801年发明提花织机以来，PLC就已经存在，使用穿孔卡来控制将图案编织到织物中的钩子。很久以后，微处理器进入劳动力市场，电子设备取代了机械控制。小型工业计算机使用旨在简化过程和机器控制的编程语言，彻底改变了制造业。

　　人们也很快认识到，产生半导体的物理学可能导致PLC在工业应用中的消亡。这些危险来自工业环境中发现的各种电磁事件引起的瞬态电流浪涌。浪涌会在其他电缆上感应电压，导致从未设计用于处理它们的电路上出现大电压。如果超过绝对最大值，半导体器件的损坏通常是不可避免的。

　　（1）最常见的ESD是由人或设备上的电荷积聚引起的。放电时，会产生极大的电压，损坏或破坏半导体元件。

　　（2）损坏可能是由这种自然现象造成的，比如闪电，或者是简单地穿着绝缘鞋，四处走动，然后触摸设备，尤其是连接器。

　　（3）当电机或电磁阀等感应负载被继电器或开关断开时，就会发生EFT爆发。电感器储存能量，当电路打开时，随着电感器释放能量，电流将继续流动.

　　V = L(di/dt)，其中 V 以伏特为单位，L 以亨利为单位，i 以安培为单位，t 以秒为单位。

　　在电路打开的那一刻，di/dt可以变得非常大(理论上是无限的)。这导致继电器触点(或半导体开关)的气隙上产生极高的电压。在继电器或开关触点的情况下，电压可以增长到足以电离空气并形成电弧。

　　电弧具有负电阻，因此随着电流的流动，它将降低电阻，再次暂时闭合电路，直到电弧熄灭。这可能会持续许多周期，每个周期都会导致非常大的电压尖峰(图1)。驱动电路受到反向电动势脉冲的保护。但是，电缆通常在一起，这些尖峰将以共模出现在所有电线电快速瞬变 (EFT) 突发(顶部)重复，直到感性负载中的能量消散。这可能需要许多周期并持续数毫秒。

　　因此，即使侵略者信号(浪涌的发起者)受到保护并且位于完全不同的电路上，EFT 突发也会在其他(受害)电线上感应电压，这些电线能够破坏它们所连接的电子设备。将承载电缆与信号布线一起运行是很常见的，信号布线可能会暴露在这些大尖峰下。

　　与ESD暴露不同，这些瞬变在正常工作期间连续发生。每当开关、继电器或其他控制打开感性负载的电路时，就会出现这些类型的尖峰。

　　（1）闪电、用户引起的 ESD、EFT 突发和其他 EMI 源会对 I/O 模块构成威胁。然而，其他来源，如瞬态和其他静态源引起的接地差分，可能会损坏接口和敏感的测量电子元件。什么被认为是“地面”与测量完全相关。电源的“接地”是返回连接的本地。但通常，由于接地路径中的电阻，设备之间的接地可能相距数伏，严重时可达数百伏或更高。接地中的电阻会导致这种接地差分，该差分可以是静态的，也可以是动态的。

　　图2. 通过RG从V1流向地的电流可以在两点(VG1和VG2)之间移动地电位，从而在地之间产生差分电压。在瞬态条件下，这可以达到数百伏或更高

　　（2）雷电感应电流是瞬态的，可以在极端电压下改变接地差分。尽管这些浪涌是瞬态的，但由于它们的高电流，它们可能会造成重大损害。在使用屏蔽线或中性线(非浮动)的布线中尤其如此。

　　（1）IEC61000-4-4 等标准规定了设备在电缆进入机箱时必须承受的级别。这些标准可以测试瞬态为4000 V的连接(图1)。由于ESD和EFT脉冲群的整体能量都很低，因此最好使用瞬态电压抑制器(TVS)二极管将这些脉冲箝位到地。

　　这些二极管具有非常低的电容，应尽可能靠近入口点，靠近电线端接的连接器或针座。对于差分信号，TVS二极管应置于共模(差分对两端)。应与接地层建立足够的连接，以防止浪涌在印刷电路板(PCB)内出现额外的环路电流，从而导致额外的大电压尖峰。

　　（2）为了防止接地偏移，隔离是唯一的答案。可以通过多种方式实现隔离。隔离电源中的变压器耦合工作得很好，允许系统接地相对于地球接地“浮动”。变压器只适用于低频隔离，需要交流信号才能跨越隔离栅。对于直流控制或高频应用(如通信)，光隔离器非常有用。

　　但在许多应用中，由于工作温度升高，LED会随着年龄的增长而退化，这是高可靠性工业控制系统中应避免的。隔离器的光电二极管接收器部分的频率响应通常受到限制，从而限制了通过器件的最大工作数据速率。

　　（3)或者，半导体隔离器(如ISO7131CC)通过器件内的电容耦合提供电流隔离。它们可以提供许多标准所需的超过 2500VRMS 的隔离，数据速率超过 40 至 50 Mbits/s。

　　固态器件的优点是没有用于光隔离的 LED，随着时间的推移，光隔离会降低并失去性能。这些器件还允许两侧通过独立的接地和 VCC 连接完全隔离。

　　EMC小哥总结如下：工业级PLC系统的设计人员除了电磁环境外，还需要担心安装系统的机械环境。闪电、接地环路、ESD 和 EFT 突发等多种事件会产生潜在的破坏性浪涌。

　　设计人员必须考虑他们正在构建的标准以及可能损坏暴露在这些环境中的系统的真实事件。使用精心的布局和适当的保护电路以及正确设计的隔离可以确保工业控制系统的多年不间断使用寿命。

　　关键字：PLC引用地址：自动化控制模块PLC免受瞬态浪涌的方案上一篇：PLC的8种常见错误类型，PLC修理人员需要了解

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　　设计方案 /

　　一、案例任务控制要求描述 电热水壶在日常生活中随处可见，但生活中的热水壶只能烧开一次，如果长时间不饮用就会变凉。为了解决这个问题，在本次案例中引用了PLC做加热控制。 控制要求：第一次按下启动按钮，进行加热，当水温达到100℃时，停止加热。在往后的过程中，如果水杯中的水温低于30℃时，就启动加热棒进行加热。按下停止按钮，无论处于什么状态都停止加热。 所需硬件：热电阻（Pt100），温度变送器，PLC（FX5U-32MT/ES），固态继电器，加热棒。如图1-1所示。 图 1-1 热水壶加热系统 二、相关基础知识 任务中的案例基于三菱FX5U系列PLC的应用案例，在学习本案例前请先自评下是否具备以下基础，若对相关的基础知识

　　对电热水壶做加热控制 /

　　1 引言     随着 PLC 应用范围的不断扩大，PLC与PC之间通讯技术的应用需求越来越广泛。通过PLC的编程口进行通讯不仅可以减少系统的本钱及复杂性，同时可以减少PLC方面软件的复杂程度和编程量。本文根据实际工程中的经验进行总结，介绍了利用VC++中MFC实现PC与松下FP0系列PLC编程口进行串行通讯的程序设计基本方法。 2 PC与FP0 PLC之间的通讯协议和接口     在一个规模较大的纺织产业 控制系统 中，经常有几十个、几百个甚至更多的测温顺控制对象。即使速度很高的系统，也很难满足要求。为了降低危险，进步可靠性，必须将任务分散，而分散的设备需要通过一定的手段连接起来，其中数据通讯和系统互连是该系统的关键技术之一。松

　　1 引 言 近几年来，可编程序（以下简称plc）因其可靠性高、编程简单、抗干扰能力强等优点，在工业控制领域得到了广泛应用。但plc在人机交互性能方面较弱，然而工控组态软件（如组态王）具有良好的人机界面及控制决策能力。因此，将二者结合起来可有效实现整个生产过程的综合监控。东方日立（成都）电控设备有限公司生产的高压大功率变频器有机地将二者结合起来，实现变频器在昆钢自备发电厂高炉煤气发电机组送、引风机系统上的应用及节能计算。该系统采用上、下位机主从式结构，plc作为下位机通过modbus通信方式，完成工业现场数据的实时采集；上位机采用工业控制计算机，与plc之间通过工业以态网通讯方式，实现高压变频器在运行过程中的实时数

　　与组态王在高压变频器节能项目上的应用 /

　　导读: 继电器是一种电子件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点等组成的。 1．引言 PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型，两者的工作参数差别较大，使用前需加以区别，以免误用而导致产品损坏。本文简要介绍了继电器和晶体管输出的特点及使用中的注意事项。   2． 继电器和晶体管输出工作原理 继电器是一种电子件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开

　　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。