西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0参数选型

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工业现场使用的智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的,现在世界仪表市场基本被智能仪表所。究其原因就是企业信息化的需要,企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信功能。（485通讯、以太网通讯、光仟通讯等等）

RS485网络：RS485/MODBUS是现在流行的一种布网方式,其特点是实施简单方便 ,而且现在支持RS485的仪表又特多,特别是在油品行业RS485/MODBUS简直是一统,现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS,原因很简单,象原来的 HART仪表想买一个转换口非常困难 而且价格昂贵,RS485的转换接口就的多而且种类繁多。至少在低端市场RS485/MODBUS还将是主要的组网方式,近两三年内不会改变。

初是数据模拟信号输出简单过程量,后来仪表接口是RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题RS485采用差分信号负逻辑,＋2V～＋6V表示“0”,- 6V～- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上多可以挂接32个结点。

在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,

这有二个原因：

(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。当网络线路模电压出此范围时就会影响通信的稳定,甚至损坏接口。

 (2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道（信号地）,就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个的天线向外辐射电磁波

现有的网络拓扑结构一般采用终端匹配120欧姆电阻的手牵手总线型结构,不支持环形或星形网络。在构建网络时,请注意如下几点： 

（1）采用一条双绞线电缆作总线,将各个节点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响。有些网络连接尽管不正确,在短距离、低速率仍可能正常工作,但随着通信距离的延长或通信速率的提高,其不良影响会越来越严重,主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加,会造成信号质量下降。 

（2）应注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点就会发生信号的反射。如下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不同区段采用了不同电缆,或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装,再者是过长的分支线引出到总线。 

在工业现场数据采集系统项目中，随着自动化程度的提高和系统组网的需求，项目管理部门要求有主从两个监控可以查看，控制整个数据采集终端设备。并且要求在每个监控可以通过主机控制采集终端设备对整个工业现场设备进行监控，还要求可以通过服务器将工业现场采集终端设备的数据保存下来。所以就要求要多个数据采集设备可以并存于一个控制系统中。

工程商在施工过程中发现，如果将所有的采集终端设备简单地并联接在一个485总线上，由于各个主控设备存在电位差及485总线产生信号反射等原因，导致整个数据采集系统瘫痪从而不能使用，工程商采用深圳市天地华杰科技有限公司的485总线分割器，将多个主控的设备的485线连接到485共享器的输入端口，通过其共享到一个485输出端口上，由于485共享器输入端口之间有光电隔离，并且采用立驱动的方式，从而可以有效的解决电位差及信号反射问题。从而使得多个数据采集终端设备主机共存于一个控制系统中。

的、的供电系统作保证。 
    1. 高层民用建筑配电室的选择 
参考GB5003－94《10kv及以下变电所设计规范》的规定，高层民用建筑的总配电室或总配电箱间宜选在地下层或一层，这样进，出线方便，且便于运行维护。 
低压配电室内布置的配电屏，其屏前屏后的通道小宽度应按GB50053－94规定设计，并考虑相关的问题，如配电室的高度、耐火等级，以及门向外开设，房间长度过7m的应设两个出口等问题。 
    2.高层建筑配电系统接地装置的设定 
由于高层建筑的钢筋混凝土基础较深、较牢固，为节约投资，要充分利用这一自然接地体。设计时 
    （1）根据公式 
RE=0.2ρV1/3 
ρ_土壤电阻率（Ω.m） 
V_钢筋混凝土基础的体积（m3） 
算出自然接地体的电阻 
    （2）根据设计规范要求确定允许的接地电阻值 
1kv 以下系统： 
与总容量在100KV.A以上的发电机或变压器相联 RE≤4Ω； 
与总容量在100KVA及以下的发电机或变压器相联的接地装置 RE≤10Ω。 
    （3）比较自然接地电阻与规范要求允许的接地电阻  
    a、若RE（nat）≤RE 
且满足热稳定度，即钢接地线的小允许截面（m2）满足：Amin=Ik①tk1/2 /70 
Ik①_单相接地短路电流（A） 
tk_短路电流持续时间（S） 
则不用再装设人工接地电阻 
    b、若RE（nat）自然接地电阻不满足 
则按下面的公式人工接地电阻 
RE（man）=REnat　·RE/REnat　－RE　 
在设计高层建筑配电系统接地装置时，应注意与其防雷击的接地装置有一定的距离，应按GB50057－94规定实施。 
    3.配电系统的选定 
    （1）高层建筑的负荷分级 
    一级负荷：消防用电设备，应急照明，消防电梯 
    二级负荷：客用电梯，供水系统，公用照明 
    三级负荷：居民用电等其它 
    （2）配电系统 
因为高层建筑存在着一级或二级负荷，因此高层建筑配电系统的供电电源应有两个立的回路供电或采用一条回路电源和备用电源（发电机）供电。 
配电电压采用220/380V。配电系统根据负荷大小用单相（共三线：L线，N线，PE线）220V配电或三相（五线：即L1 L2 L3线，N线，PE线）配电。 
高层住宅的垂直干线宜采用电力电缆，分支电缆或母线槽配电、干线应在电气竖井内敷设，而电缆截面应按发热条件选（即：使其允许载流量不小于通过相线的计算电流），再校验电压损和机械度。 
高层住宅中只有一级和二级负荷才用双电源供电，设计系统时应注意。 
每个住宅单元应设宅配电总箱、楼层电表箱和住户配电箱，楼层电表箱与住户配电箱应分开设置。公用走廊、楼梯间照明负荷应单设公用电表计量。住宅电能计量系统应采用总线式集中抄表或自动抄表系统，以便物业管理。 
住户配电箱应设照明回路和一般电源插座回路、厨房插座回路、卫生间插座回路、空调插座回路。除照明回路导线截面选择外，其余回路导线截面选择参照所述的电缆截面选择。 
照明回路对电压要求较高。按GB50034－92规定，灯的端电压一般不应其额定电压的105％，也不宜其额定电压的95％。因此照明回路导线截面选择应按下式： 
A=∑M＋∑αM′　/CΔUal％ 
∑M——为计算线段及其后面各段（指具有与计算线段相同导线根数的线段）的功率矩（M=PL）之和 
∑αM′——为由计算线段供电而导线根数与计算线段不同的所有分支线的功率矩（M′=PL）之和，这些功率矩应分别乘以对应的功率矩换算系数后再相加 
α——为功率矩换算系数（如下表） 
ΔUal％′——为从计算线段的端起至整个线路末端上的允许电压降对线路额定电压的百分值 
C——为计算系数。 
计算时，应从靠近电源的段干线开始，依次往后计算各线段的导线截面。计算出截面后，应选取相近而偏大的标准截面。而每段导线截面均应按机械强度和发热条件进行校验。  
住宅配电线路应设短路保护、过负荷保护、接地保护以及漏电保护。为了防止电源电压波动对家用电器的影响，宜在住户配电箱内装设浪涌抑制保护装置，住宅室内配线宜用PVC管暗敷。 
    4.高层建筑的保护接地系统、等电位联结、接地保护的设定 
    （1）高层建筑若是城市公用变压器供电，低压配电系统保护接地形式应采用TT接地系统，且设保护线。若是住宅小区或单位内变压器供电，低压配电系统保护接地形式应采用TN－S形式。 
    （2）等电位联结是使电气装置各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的一种电气联结。等电位联结的作用，在于降低接触电压，以人员。  
按GB50054－95《低压配电设计规范》规定，采用接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结。而当电气装置或其某一部分的接地故障保护不能满足规定要求时，尚应在局部范围内做局部等电位联结。因此高层建筑住宅中的浴室、卫生间、厨房等应做局部等电位联结。 
    （3）接地保护 
    a.TN－S系统中接地保护：对己有总等电位联结的措施； 
若配电线路只供给固定式用电设备的末端线路，接地故障保护动作时间不宜大于5s，即top（E）≤5s 
    若供电给手握式和移动式电气设备的末端线路，则 
top（E）≤0.4s 
    而系统配电线路接地故障保护的动作电流Iop（E）应满足： 
Iop（E）≤Uφ|Z∑φ| 
Uφ_系统相电压 
|Z∑φ|_接地故障回路总阻抗模 
    接地保护可由过流保护或零序电流保护来实现，如达不到保护要求时，则应采用漏电电流保护。 
    b.TT系统中的接地保护 
    己采用总等电位联结措施的，其接地保护满足下式： 
Iop（E）RE≤50v 
    其中：Iop（E）_接地故障保护动作电流 
RE_电气设备外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻 
    当采用过流保护时，反时限特性过流保护电器Iop（E）应保证5s内切断接地故障回路；而当采用瞬时动作特性过流保护时，Iop（E）应保证瞬时切断接地故障回路。 
    若过流保护达不到上述要求时，则采取漏电电流保护。

三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。中性点接地方式涉及电网的性、经济性；同时直接影响系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。一般来说，电网中性点接地方式也就是变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。因此，在变电所的规划设计时选择变压器中性点接地方式中应进行具体分析、考虑。 
    我国110kV及以上电网一般采用大电流接地方式，即中性点有效接地方式（在实际运行中，为降低单相接地电流，可使部分变压器采用不接地方式），这样中性点电位固定为地电位，发生单相接地故障时，非故障相电压升高不会过1.4倍运行相电压；暂态过电压水平也较低；故障电流很大，继电保护能动作于跳闸，切除故障，系统设备承受过电压时间较短。因此，大电流接地系统可使整个系统设备绝缘水平降低，从而大幅降低造价。 
    6~35kV配电网一般采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式。近几年来两网改造，使中、小城市6~35kV配电网电容电流有很大的增加，如不采取有效措施，将危及配电网的运行。 
    中性点非有效接地方式主要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。 
    1 中性点不接地方式 
    适用于单相接地故障电容电流IC < 10A，以架空线路为主，尤其是农村10kV配电网。此类型电网瞬间单相接地故障率占60%~70%，希望瞬间接地故障不动作于跳闸。 
    其特点为： 
    ·单相接地故障电容电流IC < 10A，故障点电弧可以自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复； 
    ·单相接地不破坏系统对称性，可带故障运行一段时间，保证供电连续性； 
    ·通讯干扰小； 
    ·单相接地故障时，非故障相对地工频电压升高 31/2UC，此系统中电气设备绝缘要求按线电压的设计； 
    ·当IC > 10A时，接地点电弧难以自熄，可能产生过电压等级相当高的间歇性弧光接地过电压，且持续时间较长，危及网内绝缘薄弱设备，继而引发两相接地故障，引起停电事故； 
    ·系统内谐振过电压引起电压互感器熔断器熔断，烧毁TV，甚至烧坏主设备的事故时有发生。 
    2 中性点经消弧线圈接地 
    适用于单相接地故障电容电流IC > 10A，瞬间性单相接地故障较多的架空线路为 主的配电网。 
    其特点为： 
    ·利用消弧线圈的感性电流补偿接地点流过的电网容性电流，使故障电流<10A，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复； 
    ·减少系统弧光接地过电压的概率； 
    ·系统可带故障运行一段时间； 
    ·降低了接地工频电流(即残流)和地电位升高，减少了跨步电压和接地电位差，减少了对低压设备的反击以及对信息系统的干扰。 
    目前国内运行的消弧线圈分手动调节和自动跟踪补偿两类：种手动调节时，消弧线圈需退出运行，且人为估算电容电流值，误差较大，现已较少使用；后一种能自动进行电容电流测量并自动调整消弧线圈，使补偿电流适应系统的变化，现一般都选择该种消弧线圈。 
    自动跟踪补偿消弧线圈分调匝式、调气隙式、直流助磁式和调容式等。根据我局变电所运行情况显示，调匝式价格较底，但调整级数较少，不能适应系统变化。调气隙式补偿线性度较好，但震动噪音大，运行人员反映强烈，有待改进。调容式反应，运行安静平稳，运行人员反映较好。 
    3 中性点经电阻接地 
    中性点经电阻接地适于瞬间性单相接地故障较少的电力电缆线路。 
    中性点经电阻接地运行方式的特点： 
    ·降低操作过电压。中性点经电阻接地的配网发生单相接地故障时，零序保护动作，可准确判断并快速切断故障线路； 
    ·可有效降低工频过电压，单相接地故障时非故障相电压为31/2UC，且持续时间短； 
    ·中性点电阻为耗能元件，也是阻尼元件(消弧线圈是谐振元件)； 
    ·有效地限制弧光接地过电压，当电弧熄灭后，系统对地电容中的残余电荷将通过接地电阻泄放掉，下次电弧重燃时，不会叠加形成过电压； 
    ·可有效系统内谐振过电压，中性点电阻接地相当于在谐振回路中并接阻尼电阻，试验表明，只要中性点电阻<1500Ω，就可以各种谐振过电压，电阻越小，谐振的效果越好； 
    ·对电容电流变化的适用范围较大，简单、、经济。 
    中性点接地电阻的选择： 
    ·从减少短路电流对设备的冲击角度和从角度考虑，减少故障点入地电流，降低跨步电压和接触电压，I值越小越好，即中性点接地电阻应越大越好； 
    ·为将弧光接地过电压限制在2倍以内，一般按 IR = (1~4) IC 要求选择接地电阻； 
    ·中性点经电阻接地系统是通过各线路的零序保护判断和切除故障线路的，在选择Rn时，要保证每条线路零序保护灵敏度要求。 
    选择中性点接地电阻根据电网的具体条件，考虑限制弧光接地过电压、继电保护灵敏度、对通讯干扰、等因素。 目前，深圳各区变电所中性点均采用15W，北京、广州等地的变电所则采用9.9W的小电阻接地方式。 
    4 6~35kV配电网的接地方式选择 
    以架空线路为主的城乡配网，架空线路发生接地故障70%为瞬间故障;只需按照规程要求，以系统电容电流是否大于10A来确定，选用中性点不接地或自动跟踪消弧线圈接地方式。 
    以电缆线路为主的城乡配网， 变电所覆盖面较大， 出线较多且一般为电缆线路，系统电容电流也较大，据有关文献和运行实践， 电缆线路发生接地故障大约50%为瞬间故障。但由于电缆线路的特殊性，一般可选用小电阻接地方式，牺牲一些供电性，来防止扩大事故。 
    以架空和电缆混合线路为主的城乡配网，兼顾架空和电缆线路的特点，使配网的接地方式选择在自动跟踪消弧线圈和小电阻两种方式上左右为难。 
    单相接地故障时，非故障相对地工频电压升高31/2 UC、持续时间长，可能引起多点绝缘击穿，事故扩大。 
    消弧线圈无法补偿谐波电流，而有些城市或工厂中谐波电流所占比例为5%~15%，仅谐波电流就足以支持电弧稳定燃烧。 
    寻找单相接地故障线路困难，目前许多小电流接地选线的动作率还不理想，往往仍采用试拉法。 
    电缆沟或电缆排管内的电缆发生单相接地时，寻找故障线路时间长，在带接地故障运行期间，容易引起人身触电。另一方面采用小电阻接地方式，可能错误切除瞬间故障线路，造成对用户的供电中断，降低了供电性，减少了供电量。 
    5 意见 
    对此类混合系统，电缆应用额定电压为8.7/10或12/15kV等级，以加强绝缘，在此基础上选用自动跟踪消弧线圈接地方式，并加装小电流选线装置，在发生单相接地故障时，应尽快找出并切除接地线路。 
    值得注意的是一种自动跟踪消弧线圈并联小电阻，利用微处理器控制并联小电阻投切的接地设备即将问世，其原理为瞬间接地故障时，自动跟踪消弧线圈工作，经过一定的延时，接地故障未消失，微处理器可自动判断为接地故障，投入并联小电阻，使保护动作，切除接地线路，较好地解决了混合线路的接地问题。 
    综上所述，几种中性点接地方式各有优缺点，选择应从本网实际出发，权衡利弊，因地制宜地选用，而不应按电压等级“一切”。