西门子6ES7223-1HF22-0XA8参数方式

西门子6ES7223-1HF22-0XA8参数方式

技术创新是发展智能建筑的必由之路，其中由于超高层智能建筑具有系统集成要求严，信息系统大，监控点数多，安全设防级别高等特点，这方面的设计技术应予重视。
     **以来，我国的综合国力迅速增强。值此新世纪之初，我国面临着诸多挑战，也有着迎头赶上发达国家的发展机遇。机遇之一，就是在后工业社会的社会信息化技术浪潮中，我国的起点高，与发达国家的差距相对较小。
     在传统信息技术基础上进行技术创新应是今天我们赶上以至在某些方面超过发达国家的战略方针。特别是在社会信息化方面我们有着许多良好的条件。
     首先，我们的制度，使得我们可以在党和**重视、引导下，集中智力、财力及自然资源，进行全社会的攻关、突击。事实上，20多年来，信息化技术深入我国社会各个方面，信息化程度不断提高。例如：电话、手机、个人电脑的拥有量；互联网用户、广播、电视网用户，其数量均在世界上，发展速度也是**、世所**的。
     其次，我们有一支规模可观的信息化技术人才队伍，包括业界和学界的，人数有百万之众。其中大部分年龄轻、学历高，许多人是留学归来者。
 第三，就是我国举国上下对社会信息化的热衷与重视，把它视为社会发展的重要标志。
     在几年前美国人提出“数字地球”概念后，随即，我国相继有众多大、中、小城市提出了“数字城市”的发展规划，开始了一系列信息化工程实施。众所周知，智能大厦、智能化住宅小区是数字城市的组成“细胞”，而数字城市是信息化社会的核心枢纽、信息高速路上的重要节点。显然，发展智能建筑并从中抓紧技术创新是实现社会信息化的一项具有战略意义的基础工作，也是提高综合国力，实现四个现代化的必由之路。
 　  本着循序渐进的战略思想，为了逐步实现中国的社会信息化，在现阶段，我们要扎实工作，一幢一幢地建好智能建筑（包括大厦和小区），进而一步一步地提高信息化集成层次和先进程度，较终达到全国的数字化、信息化。近年来，我国的现代化进程明显加快，随着城市化浪潮的兴起，目前城市信息化正在深度和广度两方面同时发展。在此期间，智能作为信息化的基础已成大势所趋，新建的加上改造的智能如雨后春笋般涌现。超高层智能建筑常常作为**，并以它的巨大的体量、醒目的高度、昂贵的造价受到各方重视。显然，智能大厦在信息化进程中扮演着重要的角色。
 目前，智能大厦技术创新的热点包括系统集成、无线技术、超高层智能建筑等方面。
     本文拟就超高层智能建筑技术，探讨其设计特点,如系统集成要求严，信息系统大，监控点数多，竖向管线多，安全设防级别高等。
 　  按超高层建筑的定义，凡建筑高度超过100米的建筑为超高层建筑，属于特级保护对象。一般超高层建筑系统集成宜做到BMS，并为IBMS做好准备。智能化子系统包括：综合布线与计算机网络系统、楼宇自动控制系统、火灾自动报警与消防联动控制系统、保安防范系统、背景音乐和公共广播系统、卫星及有线电视系统、电话通讯系统、地下停车场自动管理系统、地下通讯系统、因特网宽带接入系统、物业管理信息系统、视频会议系统、智能化系统集成等。
     新建的超高层智能建筑一般系统集成功能较齐全，囊括了上述大部分弱电子系统，形成一个相互关联的信息体系。结构为三层，即管理层、中间控制层、现场层。按金字塔型描述，上为IBMS智能建筑管理系统，中为INS、BMS楼宇管理系统及CNS通讯与网络系统，下为文本数据处理系统、有线/无线通讯系统、、有线电话、共用电视天线、出入口监控等子系统。
 　 “设计是工程的灵魂”。在统筹规划超高层智能建筑时，作为一种策略，同时也是现实的选择，智能化系统设计宜考虑一次整体设计，分步实施。以综合布线为例，由于有些楼层的使用性质、较终用户不明确，甚至大空间的分隔都不能确定。如将所有语音数据信息点一次做到位可能造成大量浪费，如果一点不做，日后施工难度大。一个变通的方式是TP方案，即按虚拟间每间大梁侧设集合点配线箱，每层的楼层配线架（包括网络设备交换机等）放线只到集合点配线箱。待装修时可将线沿墙、沿地毯敷设到各个信息插座，这时平面布置已确定，线路安装不会返工。
     由于超高层智能的信息系统大，监控点数多，可能设置光纤到桌面，竖向的大对数语音电缆、光纤、视频电缆、广播回路、火灾回路等管线很多，务必仔细计算竖向金属线槽的占槽率，安排相互空间位置。另外，超高层智能建筑的弱电竖井由于高而长，上下部大气压差值增加，风自下向上抽，火灾时的烟囱效应强，应当考虑在中上部做竖井换位，这虽然增加了施工麻烦，但可有效遏制烟囱效应，使大楼更加安全。
     超高层智能建筑网络化程度高，信息点密度大，标准级别高，基本实现了数字化，这就使大厦内点对点通信迅捷，易于实施自动化、无纸化，同时为在运营中实现“一卡通”管理创造了基本条件，从而将门禁、考勤、车库、就餐、仓库以及消费等纳入一卡管理，使信息化的便捷性充分体现。
     为了使超高层成为信息高速路的一个节点，采用宽带接入可有效缓解上网难的通信瓶颈问题。楼内的计算机网络采用全数字化通信方式，它是日后实现电话、电脑、电视三网合一的物理基础。
     由于超高层多系办公楼、综合楼，内部的水、电、暖通、空调设备多，为了协调系统运行动作，提高节能水平和应急防范能力，超高层智能建筑应当设有楼控、消防、安防等系统之间的联动。
     超高层建筑多有地下汽车库，由于车辆多（一般数百车位），车辆进出时间集中于上、下班，因此，车库系统除有车位显示、临时车辆收费、进出车辆图象比对等功能外，宜有不停车高速、准确识别固定车辆功能。采用的不停车远距离无源识别技术，允许车速高达100KM/小时通过，可有效避免高峰期堵车现象。
 　　BMS系统集成可实现子系统间包括楼控、消防、安保、巡更、车库等子系统的联动。鉴于BAS是建筑智能化系统较重要的支柱，一般工程集成的模式就是以BAS为　中心，采用LONWORKS等技术。BAS的上层局域网采用以太网技术，下层采用较低速的RS485、LONWORKS工控总线方式网络结构采用自由拓扑结构，适合大区域和点数分散的控制系统，以实现集中管理、分散控制目的。
     系统集成是智能建筑建成后评价定级的关键。集成的技术路线一般是采用大型数据库，使采自下层的数据达到上层，以网络为物理基础实现子系统之间的数据交换、动作协调、信息资源共享，从而实现节能的目的。
 由于超高层智能建筑安全设防级别高，但缺乏相应的技术规范，说明其设计难度大。例如：广播在一般建筑中分为业务、背景音乐、紧急广播三部分，而在此大多采用平急两用的系统。本着设防从严的精神，在每条报警回路设置总线隔离器，宜注意区域报警控制器、楼层区域显示器不重复设置。火灾探测器布置标时保护半径从严掌握，边角处探测器的保护半径也要达到要求。。面积为5平方米以上的房间以及楼梯间、电气竖井均要设火灾探测器。在变配电室、发电机房等，除了设气体灭火装置外，还应考虑设置缆式烟感器。
     设计讲究具体问题具体对待，不注意区别，设计便会不合理。火灾报警系统如果采用模拟式器件，造价较低，过去使用较多；但对超高层建筑而言，火灾报警探测回路宜用数字式。数字式回路容量大，信号数字化，技术上较模拟式先进。另外，超高层建筑监控点数可达上万，宜采用多回路总线制，这样，即有效减少了回路线，又可以保证故障面较小，至于造价，可采用不同灵敏度的探测器来达到降低的目的。电脑室、书库、档案室等可选一级灵敏度，一般场所可选二级，经常有少量烟雾的场所，如商场会议室可选三级。
 火灾报警系统智能化的提高是趋势。对火灾报警系统内部而言，超高层建筑一般采用智能型地址编码探测器。鉴于超高层建筑体量大，面积多，其使用面积的分割具有较大的不确定性，因此，为了适应房间形状、面积、使用性质的变化，每条报警回路应留出30%左右的探测器数量裕量；对火灾报警系统外部而言，智能化的含义主要指系统联动。采用系统联动方式，就成为争取火灾前期时间和主动权的有效手段。
 　　超高层建筑的高度是带来消防设计特点的根本原因，要立足内部自防而不能依赖外部灭火。在楼内，火灾报警系统有效起作用有赖于喷淋系统的可靠工作。另外，消防系统是一个由建筑、设备及电气等专业构成的整体，专业间的密切配合及统筹安排十分重要。
     超高层智能建筑中的电子设备多，价值高，而其耐受雷电波、电磁脉冲、高次谐波能力差，常见的信息系统雷害事故引发方式有电阻耦合（雷电使地电位升高）、磁耦合（雷电的交变磁场产生感应电压）、电耦合（对无线有影响）、电磁耦合（雷电区信息网络感应过电压）等，因此为了保信息系统安全，一要保证电源质量，二要保证供电连续，三要防雷接地措施完善到位。除了这3条常规措施，还应在UPS电源侧设隔离变压器，以防止谐波袭击和雷击伤害。高次谐波往往是电子设备受害的元凶。
     目前，超高层智能建筑技术还需要各方继续努力改进，特别要在技术创新方面多下功夫，以推动我国的数字化、信息化事业健康发展

可编程控制器（以下称PLC）是一种用于工业生产自动化控制的设备。尽管其制造厂采取了一些措施，使得它的可靠性较高，但还有许多外部因素也会使它产生干扰，造成程序误变或运算错误，从而产生误输入井引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。随着PLC应用的日渐广泛，其抗干扰问题也显得日益重要。本文就此问题提出一些抗干扰的措施。

一、控制系统中干扰及其来源

1、干扰源及一般分类

影响PLC控制系统的干扰源与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；按噪声干扰模式不同，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）电压迭加所形成。

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模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，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，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

2、PLC系统中干扰的主要来源及途径

（1）来自空间的辐射干干扰

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。

a来自电源的干扰

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，它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、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。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。

b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息之外，总会有外部干扰信号侵入。

此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；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。

c 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，当发生异常状态如雷击时，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，所产生的地环流就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贮，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。

（3）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，如逻辑电路相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，可不多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

二、主要抗干扰措施

1、采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰

在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源（如 CPU 电源、I/O电源等）、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少PLC系统的干扰。

此外，位保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能，是一种PLC控制系统的理想电源。

2、 电缆选择的敖设

为了减少动力电缆辐射电磁干扰，尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中，采用了铜带铠装屏蔽电力电缆，从而降低了动力线生产的电磁干扰，该工程投产后取得了满意的效果。

不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敖设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠行敖设，以减少电磁干扰。

3、 硬件滤波及软件抗如果措施

由于电磁干扰的复杂性，要根本迎接干扰影响是不可能的，因此在PLC控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施：数字滤波和工频整形采样，可有效周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。

信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。

对干较低信噪比的模拟量信号．常因现场瞬时干扰而产生较大波动，若仅用瞬时采样植进行控制计算会产生较大误差，为此可采用数字滤波方法。

现场模拟量信号经A／D转换后变成离散的数字信号，然后将形成的数据按时间序列存入PLC内存。再利用数字滤波程序对其进行处理，滤去噪声部分获得单纯信号，可对输入信号用m次采样值的平均值来代替当前值，但井不是通常的每采样。次求一次平均值，而是每采样一次就与较近的m－l次历史采样值相加，此方法反应速度快，具有很好的实时性，输入信号经过处理后用干信号显示或回路调节，有效地抑制了噪声干扰。

由干工业环境恶劣，干扰信号较多， I／ O信号传送距离较长，常常会使传送的信号有误。为提高系统运行的可靠性，使PLC在信号出错倩况下能及时发现错误，并能排除错误的影响继续工作，在程序编制中可采用软件容错技术。

4、正确选择接地点，完善接地系统

接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22 mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，接地极较好埋在距建筑物10 ～ 15m远处（或与控制器间不大于50m），而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。

信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。

三、结束语

以上的措施，经若干PLC控制系统现场实际运行表明，能够基本现场干扰信号的影响，保系统的可靠运行。 PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，采取对症的方法，才能够使PLC控制系统正常工作。

目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌以外，国外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德国的西门子，韩国的LG等，如何选购PLC产品呢？　　 

        　　1.系统首先应确定系统用PLC单机控制还是用PLC形成网络，由此计算输入、输出（I/O）点数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上预留10的余量。　 

        　　2.确定负载类型根据PLC输出端所带负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出还是晶体管输出，或是晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式对系统的稳定运行是很重要的。　　 

        　　3.存储容量与指令的执行速度是PLC选型的重要指标，一般存储量越大、速度越快的PLC价格就越高，尽管国外各厂家产品大体相同，但也有一定区别。　　 

        　　4.“COM”点的选择，　　不同的PLC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带1个或2个输出点。当负载的种类多且电流大时，采用一个“COM”点带1-2个输出点的产品，当负载种类少数量多时，采用一个“COM”点带4-8个输出点产品。　　 

        　　5.因为各生产厂家的开发软件不同，系统地兼容性也是选购时的重点，目前还没有发现完全兼容的产品，应根据系统合理选用PLC产品。　　 

        　　6.编程器的选购：　　 

        　　PLC编程可采取三种方式：一是用一般的手持式编程器，它只能用厂家规定的语句表中的语句编程。正中方式易于现场调试并且体积低，但它的效率低适应机种类型少，比较适用于系统容量小、用量少的系统中。二是图形编程器编程，这种方式采用图形方式编程，方便直观，一般电气人员短期就可以应用自如，但编程器价格较高。三是用IBM及其兼容个人计算机 PLC软件包编程，这种方式是效率较高的一种方式，也是较常用的一种方式，但大部分软件包价格昂贵。　　 

        　　7.尽量选用大公司的产品，因为其产品质量有**，且技术支持好，一般售后服务也较好，有利于以后产品的扩展与软、硬件升级。