随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。
2.电磁干扰源及对系统的干扰是什么？
影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
3.PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢？
(1)来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
(2)来自系统外引线的干扰
主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
(3)来自电源的干扰
实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC电源，问题才得到解决。
我们知道要访问西门子的300/400 系列PLC中的I/O点，M和DB区内的数据有若干种方法可供选择。常用的是使用组态软件Wincc来读取。另外，西门子还提供了SAPI-S7接口和Send/Receive接口。SAPI-S7位于网络七层协议的5-7层，是专门为S7连接优化的，可以方便访问PLC内任意存储区。就我使用过的其他组态软件如intouch（I/O server ）和iFix的连接驱动，都是在SAPI-S7接口上开发的（从组态驱动时的配置过程可以看出）。Send/Receive属于较低的层次，一方面可以使用西门子的接口函数编写，另一方面还可以直接用Socket接口编程。这时，在PLC方面要用专用的功能块编写发送接收程序来配合。常适用于报文的传送（报文结构通常存储于DB块）。关于Socket编程我曾专门发帖讨论过其中若干细节。
还有一种就是新兴的OPC接口，但个人认为这种接口不适于较快数据的传输，即采样时间间隔不能太短。
所以综合考虑还是觉得SAPI-S7有研究的价值。这方面的学习有些前辈可能已经讨论过了，在下不揣冒昧，把自己的一些体会写下来供大家参考。
SAPI-S7和Send/Receive接口都是随Simatic Net一起安装到系统上的。就现在我手上有的两个版本的Net说明一下。其一，是2000/05版，对应于5.0，其中含有COML S7等工具；其二，是2005版，对应6.3，在6.0以后就废弃了COML S7，而采用统一的PC Station 了。这两个版本在建立连接组态方面有很大的差异，后面我尽可能的说明之。
相应的参考手册有以下几本;
Volume 1_Introducing SOFTNET for Industrial Ethernet.pdf
Volume 2_Send-Receive Programming Interface.pdf
Volume 3_S7 Programming Interface.pdf
Volume 4_Configuring the S7 Mode with COML S7.pdf
6.0以后还要参考：
Commissioning PC Stations.pdf
这些资料都可以下载到，或从Net的另一张文档光盘上找到。
说一下两个版本的光盘。2000/05的光盘安装后会提供一些C语言编写的SAPi-S7的例子，而且光盘上还有关于用VB编程的资料和例子。2005的就没有了。我学习的起点就是2000/5的C和VB的例子。先建立应用环境，再对程序功能一边测试，一边观摩源程序。
由于编程是半路出家，VC++就放弃了，熟悉Delphi编程（网上能找到Software option 公司的The SIMATIC NET SAPI-S7 Interface for Borland Delphi，但我只有试用版），所以选择C++ Builder做为编程工具。
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，隔离是不可能的。
(4)来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。
（5）来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
（6）来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路
互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。为了允许PC机和工作站上的应用程序与西门子S7系列产品进行S7通讯西门子公司提供了一个SAPI-S7应用程序接口通过它可以灵活而方便地跟西门子S7系列产品进行通信。安装SIMATIC Ner软件后会在系统system32目录下生成一个s732.dll文件该动态链接库提供了大量基于bbbbbbsNT、bbbbbb95/98、bbbbbbs3.11和MS-DOS的函数这样就使得用户解决PLC和PC机的数据交换和数据处理问题变为可能。通信编程包括两个部分：（1）CP连接组态（2）PLC与上位机通信编程。 4．1 CP连接组态 可采用step7软件或step7软件中用于工业以太网的NCMS7软件对CP进行网络组态。通讯处理器CP可连接PCPC/PG上一般装网卡CP1613。在bbbbbbs控制面板下的“set PC/PG”下安装所用网卡驱动程序并设协议、站号、波特率、是否为主站完成对VFDs（Virtual Field Device）和S7 connections的配置[4]。 4．2 PLC和上位机的通讯编程 S7-300/400PLC有以下各类资源：①输入点I：接收外部开关量信号 ②输出点Q：输出给外部的开关量信号 ③内部辅助点M：存放所需中间结果 ④时间继电器T ⑤计数器 ⑥数据块DB：存放程序数据的存储区域 ⑦外设输入PI：主要接收模拟量输入信号经A/D转换⑧外设输出PQ：给出模拟两输出值[5]。要读/写这些资源首先要建立PLC和PC机的连接。 4．2．1 初始化与PLC的连接 SAPI-S7应用程序接口提供的管理服务模块（Administrative Services）提供了一些可供读出配置信息和登录/退出通讯系统的函数下面作一些简要介绍[6]： Ø s7_get_device() ：通过此函数用户程序可以查询所有已安装的CP的CP名。 Ø s7_get_vfd（） ：通过此函数用户程序可以查询任一指定CP的所有已配置的VFD。 Ø s7_init（）：通过此函数用户程序可登录通讯系统。 Ø s7_get_cref() ：此函数提供了一个指向所选S7 connection名的指针。 Ø s7_get_conn()：此函数返回已登录VFD的所有S7 connection名和指向他们的指针。 Ø s7_shut()：通过此函数用户程序可退出通讯系统。 一个应用程序可以登录一个或多个CP的若干个VFD只有当应用程序登录CP及其所选的VFD在配置期间指定给该VFD的所有连接才是有效的。
4．2．2读/写PLC内部资源 初始化与PLC的连接成功后就可以对PLC进行读写操作。对PLC存储区即数据块DB的读写是实现监控的基本操作。SAPI-S7应用程序接口提供的变量服务模块（Variable Services）提供了一些读写函数由于篇幅有限现选一些经常用到的函数作一些简单介绍。 Ø s7_cycl_read()：此函数通知服务方准备对单存储单元循环读一个变量。 Ø s7_get_cycl_read_ind()：此函数接收来自服务方发送的数据。 Ø s7_multiple_read_req()：此函数通知服务方准备对多存储单元读一个或多个变量。 Ø s7_get_multiple_read_cnf()：此函数接收来自服务方的一个或多个变量的值。 Ø s7_multiple_write_req()：此函数通知服务方准备对多存储单元写一个或多个变量。 Ø s7_get_multiple_write_cnf()：此函数接收来来自服务方的执行上述写请求的结果。 需要特别注意的是：S7 300/400PLC遵循“高地址、低字节”的规律这与某些习惯用法不同。例如在C++Builder6中变量类型为word的变量它的数据存放顺序是“低地址低字节”的规律。因此在对所读取的数据进行操作或给PLC数据块中写数据字时要进行相应的处理。 为解决上位机不能因前台的信息处理而中断后台的监听等问题可采用多线程编程技术将对PLC内部资源的读/写功能模块交给一个后台线程来完成。多线程编程技术能提高CPU利用率加快信息处理提高系统的实时性在由多台计算机组成的分布式实时控制系统中应用多线程技术是完全必要的。 4．2．3 后台读/写线程模块部分代码 ····· do { ret = s7_receive(cp_descr&cref&orderid); switch(ret) { case S7_NO_MSG: break; case S7_INITIATE_CNF: Synchronize(my_get_initiate_cnf); Synchronize(my_multiple_read_req); break; case S7_MULTIPLE_READ_CNF: Synchronize(my_get_multiple_read_cnf); Synchronize(my_multiple_read_req); break; · · case S7_ABORT_IND: Synchronize(my_get_abort_ind); break; case S7_VFD_STATE_CNF: Synchronize(my_get_vfd_state_cnf); Synchronize(my_abort); break; case S7_VFD_USTATE_IND: Synchronize(my_get_vfd_ustate_ind); break; default : ····· } }while(ret != last_event_expected) 5 总结 运用C++Builder6.0编写的PLC控制调试程序具有用户界面友好人机交互方便数据库功能强大灵活的特点具有较强的通用性和实用性。通过调用S7通讯提供的SAPI-S7应用程序接口实现PC机与S7300/400PLC基于工业以太网的数据通讯不仅数据传输率快而且数据传输正确率高。在对PLC控制系统的调试过程中大大缩短了调试周期提高了工作效率。此通讯技术的实现对西门子工控产品的应用以及工业以太网的推广应用有着广泛普遍的重要意义。