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東莞西門子PLC代理商
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西門子可編程控制器即PLC,，憑借其*的控制性能,，在現(xiàn)代工業(yè)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。但工業(yè)控制系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，它們大都處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。為保證PLC能穩(wěn)定可靠地工作,，對(duì)PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須有很高的要求，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮如何提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力,。我們?cè)赑LC應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過程中總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn),，供大家借鑒。
一,、PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循的原則
任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求,，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí),，我們應(yīng)遵循以下基本原則。
1.限度地滿足被控對(duì)象的控制要求,。
設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料,。同時(shí)也要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員,、工程人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合,，擬定控制方案,，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。
變頻器產(chǎn)生諧波是因?yàn)樽冾l器的主電路一般為交-直-交組成,，在整流回路中,，輸入電流的波形為不規(guī)則矩形波,，波形按傅立葉級(jí)數(shù)分解為基波和各次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng),，在逆變輸出回路中,，輸出電流信號(hào)是受PWM載波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形。
反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),，使PLC系統(tǒng)無(wú)法正常工作,，PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地，屏蔽地,，交流地和保護(hù)地等,，接地系統(tǒng)混亂將引起PLC系統(tǒng)各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差,，引起地環(huán)路電流,。
也是干擾的受害者，因此在應(yīng)用變頻器時(shí)既要考慮干擾又要考慮如何抗干擾,，干擾的方法與其它控制系統(tǒng)一致,，2.2.2信號(hào)線引入的干擾在選煤廠的自動(dòng)集中控制系統(tǒng)中，由于有來自配電盤接觸器,，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的輔助觸點(diǎn),。
對(duì)于GTR大功率逆變?cè)銹WM的載波頻率為2-3kHz,，而IGBT大功率逆變?cè)腜WM載頻可達(dá)15kHz,，另外，高次諧波電流還通過電纜向空間輻射,，干擾鄰近電氣設(shè)備,，值得注意的是，變頻器既是諧波干擾的重要來源,。
定時(shí)時(shí)間應(yīng)根據(jù)觸點(diǎn)抖動(dòng)情況和系統(tǒng)要求的響應(yīng)速度而定,，這樣可保證觸點(diǎn)確實(shí)穩(wěn)定閉合或斷開，對(duì)于模擬信號(hào),，可采用多種軟件濾波方法來提高數(shù)據(jù)的可靠性,，可連續(xù)采樣多次，采樣間隔根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)問和信號(hào)的頻率而定,。
每次采集數(shù)據(jù)時(shí)先去掉隊(duì)首的PLC邏輯控制部分的程序一般可用類似繼電―接觸器(有觸點(diǎn))控制系統(tǒng)的梯形圖表示,，在采用經(jīng)驗(yàn)法編程時(shí)，應(yīng)根據(jù)編程人員的經(jīng)驗(yàn)編制[梯形圖程序"當(dāng)設(shè)計(jì)的程序達(dá)不到要求時(shí)常常采用增加指令的方法來解決,。
輸出信號(hào)由OFF變?yōu)镺N或從ON變?yōu)镺FF時(shí)都會(huì)有某些電量的突變而可能產(chǎn)生干擾,，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以保PLC的輸出觸點(diǎn),，3.軟件抗干擾措施,，控制器的外部開關(guān)量和模擬量輸入信號(hào),，由于噪聲，干擾,。
列出對(duì)應(yīng)輸出元件的邏輯函數(shù)表達(dá)式,對(duì)表達(dá)式進(jìn)行邏輯化簡(jiǎn),用PLC的編程語(yǔ)言寫出對(duì)應(yīng)的程序,，三，PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試PLC系統(tǒng)的調(diào)試可分為基本調(diào)試,，程序調(diào)試和系統(tǒng)整體調(diào)試三部分,，基本調(diào)試主要是對(duì)硬件進(jìn)行的。
西門子PLC控制系統(tǒng)能夠*,、可靠,、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則,。設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì),、元器件選擇、軟件編程上要考慮,，以確?？刂葡到y(tǒng)可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行,，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電,、按鈕按錯(cuò)等）也能正常工作。
3.力求簡(jiǎn)單,、經(jīng)濟(jì),、使用及維修方便。
一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,，帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,，但新工程的投入、的培訓(xùn),、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加,。因此，在滿足控制要求的前提下,，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益,，另一方面要注意不斷地降低工程的成本。設(shè)計(jì)者不僅要使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單,、經(jīng)濟(jì),，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低,，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo),。
4.適應(yīng)發(fā)展的需要,。
由于的不斷發(fā)展,，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高,，在設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。設(shè)計(jì)者在選擇PLC,、輸入/輸出模塊,、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量,，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn),。
信號(hào)線引入的干擾，與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入,，侵入途徑為:一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾。
現(xiàn)場(chǎng)各類限位觸點(diǎn)必然需要大量的傳輸線,，這些傳輸線在承擔(dān)檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)的傳輸任務(wù)過程中,，難免會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入，如煤塵,，介質(zhì)等引起的接觸不良,，感應(yīng)負(fù)載開斷過程中出現(xiàn)的波動(dòng)干擾以及電網(wǎng)通過變送器，儀表電源串入的干擾等,。
串聯(lián)接地引線較少,，容易實(shí)現(xiàn)，然而每個(gè)串聯(lián)接地方式中各個(gè)電路的電流要經(jīng)過一個(gè)公共阻抗,，所產(chǎn)生的壓降會(huì)對(duì)各自電路上的接地點(diǎn)電位造成不同程度的干擾,，因此在布線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)各電路接地線應(yīng)盡可能短，(2)在設(shè)置地線時(shí),。
開關(guān)的溟動(dòng)作及模擬信號(hào)誤差等因素的影響,，不可避免會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，引起程序判斷失誤,，造成事故,，當(dāng)按鈕，開關(guān)作為輸入信號(hào)時(shí),，則不可避免產(chǎn)生抖動(dòng),，輸入信號(hào)是繼電器觸點(diǎn)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng),，引起系統(tǒng)誤動(dòng)作,，因此，可采用定時(shí)器延時(shí)來去掉抖動(dòng),。
這類信號(hào)線引入的干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度的降低,，嚴(yán)重時(shí)還將損傷元器件，2.3接地系統(tǒng)的干擾如果屏蔽電纜的屏蔽層不是單端接地,，而是兩端接地,，可能會(huì)造成各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,，不同接地點(diǎn)間存在地電位差。
采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式,，PLC基本單元必須接地,，如果選用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)與基本單元接地點(diǎn)接在一起,，為了附加在電源及輸入,，輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接以地線,，接地線與動(dòng)力設(shè)備(如電動(dòng)機(jī))的接地點(diǎn)應(yīng)分開,。
用來濾去交流電源中的高頻分量或脈沖電流，對(duì)于直流供電,，可用電容濾波,，消除干擾對(duì)PLC系統(tǒng)的影響，變壓器的初級(jí)和次級(jí)連接線均要使用雙絞線,，以減弱干擾信號(hào),，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，(3)正確選擇接地點(diǎn),，PLC控制系統(tǒng)應(yīng)采用直接接地方式,。
完善接地系統(tǒng)，還必須利用軟件手段,，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性,，1.從硬件著手加強(qiáng)抗干擾，(1)選擇抗干擾性能好的設(shè)備,，要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品,，包括電磁兼容性(EMC)，尤其是選擇抗外部干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品,。
同時(shí)找出其中的值和值,，從累加和中減去值和值，再求N-2個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為有效的采樣值,，(5)算術(shù)平均值濾波是求連續(xù)輸入的N個(gè)采樣數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為有效的信號(hào),，它不能消除明顯的脈沖干擾，只是削弱其影響,。
選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接地,，2.輸入輸出信號(hào)的抗干擾設(shè)計(jì)，為了防止輸入,，輸出信號(hào)受到干擾,，應(yīng)選用絕緣型I/0模塊，(1)輸入信號(hào)的抗干擾設(shè)計(jì)，輸入信號(hào)的輸入線之間的差模干擾可以利用輸入模塊濾波來減小干擾,。
若達(dá)不到此要求,，則可與其他設(shè)備公共接地，嚴(yán)禁與其他設(shè)備串聯(lián)接地,，(4)科學(xué)選擇和敷設(shè)電纜，交流輸入,，輸出信號(hào)與直流輸入,，輸出信號(hào)應(yīng)分別使用各自的電纜，集成電路或晶體管設(shè)備的輸入,，輸出信號(hào)線,，要使用屏蔽電纜。
使接地線,，屏蔽層和大地構(gòu)成閉合環(huán)路,，電纜屏蔽層會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合,，干擾信號(hào)回路,，如果在全廠一點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，錯(cuò)誤地進(jìn)行了多點(diǎn)接地,，則可能引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),，3.選煤廠在電氣系統(tǒng)中常用的抗干擾措施3.1抗電源干擾影響頻繁而又嚴(yán)重的干擾是來自電源的干擾
1．SIMOTION工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)
西門子工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通常使用的物理傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線（FC TP）、工業(yè)屏蔽雙絞線（ITP）和光纖,。
1.1 屏蔽雙絞線（Fast Connection Twist Pair）
FC TP快速連接雙絞線用于將DTE快速連接到工業(yè)以太網(wǎng)上,，配合西門子FC TP RJ45接頭使用，連接方式如圖1所示：
圖1： FC TP電纜與TP RJ45接頭
將雙絞線按照TP RJ45接頭標(biāo)示的顏色插入連接孔中,，快捷,、方便地將DTE設(shè)備連接到工業(yè)以太網(wǎng)上。使用FC雙絞線從DTE到交換機(jī)長(zhǎng)通信距離為100米（DTE到DTE）,。也可以使用普通RJ45接頭,，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕跓o(wú)干擾情況下長(zhǎng)通信距離為5米,。
RJ－45連接有兩種連接方式,，交叉連接（如圖2所示）和直通連接（如圖3所示）。交叉連接用于網(wǎng)卡之間的連接或集線器之間的連接,；直通線用于網(wǎng)卡與集線器之間或網(wǎng)卡與交換機(jī)之間的連接,。Siemens交換機(jī)由于采用了自適應(yīng)技術(shù)，可以自動(dòng)檢測(cè)線序,，故通過交換機(jī)可以選擇任意一種電纜進(jìn)行連接,。
圖2 交叉線連接
圖3 直通線連接
SIMOTION 帶有RJ45接頭，建議使用西門子FC TP和FC TP RJ45接頭。
1.2 工業(yè)屏蔽雙絞線 （Industrial Twisted Pair）
屏蔽雙絞線如圖4所示,，它有白/藍(lán)和白/橙兩對(duì)雙絞屏蔽線,。外部包有屏蔽層和絕緣層，用于連接有ITP端口的以太網(wǎng)設(shè)備,。通過ITP電纜連接的兩個(gè)設(shè)備的遠(yuǎn)距離為100米,。
圖4 ITP電纜結(jié)構(gòu)圖
連接ITP電纜的連接頭有兩種，即 9 針或 15 針的Sub－D 接頭,，如圖所示5,、6：
圖5 Sub－D 9針接頭 圖6 Sub－D 15針接頭
使用Sub－D 接頭進(jìn)行連接的網(wǎng)絡(luò)連接牢固，不易松動(dòng),。其連線方法及9/15 接頭的轉(zhuǎn)換可以查閱西門子手冊(cè) ,。同樣ITP 電纜也會(huì)有交叉連接的情況，可以直接定購(gòu) ITP XP 標(biāo)準(zhǔn)電纜 ,。
SIMOTION只有RJ45以太網(wǎng)接口,，通常不使用工業(yè)雙絞線ITP。
1.3光纖
按光在光纖中的傳輸模式不同,，光纖可分為單模光纖和多模光纖,。
多模光纖：中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光,。但其模間色散較大,，這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重,。例如：600MB/KM的光纖在2KM時(shí)則只有300MB的帶寬了,。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近,，一般只有幾公里,。 