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一、工控軟件的結構特點及干擾途徑

　　在不同的工業控制系統中，工控軟件雖然完成的功能不同，但就其結構來說，一般具有如下特點：

　　＊ 實時性：工業控制系統中有些事件的發生具有隨機性，要求工控軟件能夠及時地處理隨機事件。

　　＊ 周期性：工控軟件在完成系統的初始化工作后，隨之進入主程序循環。在執行主程序過程中，如有中斷申請，則在執行完相應的中斷服務程序后，繼續主程序循環。

　　＊ 相關性：工控軟件由多個任務模塊組成，各模塊配合工作，相互關聯，相互依存。

　　＊ 人為性：工控軟件允許操作人員干預系統的運行，調整系統的工作參數。在理想情況下，工控軟件可以正常執行。但在工業現場環境的干擾下，工控軟件的周期性、相關性及實時性受到破壞，程序無法正常執行，導致工業控制系統的失控，其表現是：

　　＊ 程序計數器PC值發生變化，破壞了程序的正常運行。PC值被干擾后的數據是隨機的，因此引起程序執行混亂，在PC值的錯誤引導下，程序執行一系列毫無意義的指令，最后常常進入一個毫無意義的“死循環"中，使系統失去控制。

　　＊ 輸入/輸出接口狀態受到干擾，破壞了工控軟件的相關性和周期性，造成系統資源被某個任務模塊獨占，使系統發生“死鎖"。

　　＊ 數據采集誤差加大。干擾侵入系統的前向通道，疊加在信號上，導致數據采集誤差加大。特別是當前向通道的傳感器接口是小電壓信號輸入時，此現象更加嚴重。

　　＊ RAM數據區受到干擾發生變化。根據干擾竄入渠道、受干擾數據性質的不同，系統受損壞的狀況不同，有的造成數值誤差，有的使控制失靈，有的改變程序狀態，有的改變某些部件（如定時器／計數器、串行口等）的工作狀態等。筆者在研制電力遠程抄表系統時就曾遇到因現場強電磁干擾而造成RAM數據經常性被破壞的情況。

　　＊ 控制狀態失靈。在工業控制系統中，控制狀態的輸出常常是依據某些條件狀態的輸入和條件狀態的邏輯處理結果而定。在這些環節中，由于干擾的侵入，會造成條件狀態錯誤，致使輸出控制誤差加大，甚至控制失常。

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 1.編程方法很容易學。

梯形圖是plc*泛使用的編程語言。其電路符號和表達式與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言直觀易學。熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只需幾天就能熟悉梯形圖語言，用于編制數字量控制系統的用戶程序。

2.功能強，性價比高

PLC中有成千上萬個可供用戶使用的編程元素，可以實現非常復雜的控制功能。與同功能的繼電器系統相比，具有較高的性價比。PLC可以通過通信組網實現分散控制和集中管理。

 3.硬件設施齊全，用戶方便，適應性強。

PLC產品已實現標準化、系列化、模塊化，并配備了多種硬件設備供用戶選擇。用戶可以靈活方便地配置系統，形成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝和接線也很方便。通常，端子用于連接外部接線。PLC負載能力強，可以直接驅動大部分電磁閥和中小型交流接觸器。

硬件配置確定后，通過修改用戶程序，可以輕松快速地適應工藝條件的變化。

4.可靠性高，抗干擾能力強

傳統的繼電器控制系統使用大量的中間繼電器和時間繼電器。由于接觸不良，很容易出故障。用PLC軟件代替中間繼電器和時間繼電器，只剩下少量與輸入輸出相關的硬件元件，接線可以減少到繼電器控制系統的十分之一以下，大大減少了接觸不良引起的故障。

PLC采用一系列軟硬件抗干擾措施，抗干擾能力強。平均故障間隔時間達到數萬小時以上，可直接用于干擾強的工業生產現場。PLC被用戶*為工業控制設備之一。（新手朋友可以結合plc視頻教程來學習）

5.系統設計、安裝、調試工作量較小。

PLC的軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等裝置，大大減少了控制柜的設計、安裝和接線的工作量。

可編程控制器梯形圖程序可采用順序控制設計方法進行設計。這種設計方法有規律，容易掌握。對于復雜的控制系統，用這種方法設計程序的時間比設計繼電器系統電路圖的時間少得多。

S7-300/400的中央處理器模塊的功能可以通過仿真軟件PLCSIM進行仿真，該軟件可用于調試用戶程序。在現場調試過程中，發現的問題一般可以通過修改程序來解決，系統的調試時間比繼電器系統少很多。

6.維護工作量小，維護方便。

PLC的故障率很低，具有完善的故障診斷功能。或者PLC的外部輸入裝置和執行機構出現故障，可以根據LED提供的信息或信號模塊上的編程軟件，方便快捷地找出故障原因，通過更換模塊可以快速排除故障。

7.體積小，能耗低

在復雜的控制系統中使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器。小型PLC的體積只相當于幾個繼電器的大小，所以開關柜的體積可以縮小到原來的1/2 ~ 1/10。

與繼電器控制系統相比，可編程控制器控制系統布線消耗少，安裝和布線時間短，開關柜體積小，可以節省大量費用。