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西门子模块6ES7231-7PC22-0XA0使用选型
西门子S7—200PLC是小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7—200PIE的强大功能使其无论单机运行或连成网络都能实现复杂的控制功能。
1工作原理
机械手在原点位检测到工件时按启动按钮.下降电磁阀通电.机械手下降。下降到底时。碰到下限位开关。下降电磁阀断电,下降停止:同时接通夹紧电磁阀。机械手夹紧。夹紧后。上升电磁阀通电。机械手上升。上升到时,碰到上限位开关。上升电磁阀断电。上升停止;同时接通右移电磁阀.机械手右移到位时,碰到右限位开关,右移电磁阀断电,右移停止。若此时右工作台上无工件。则光电开关接通。下降电磁阀通电,机械手下降。下降到底时。碰到下限位开关,下降电磁阀通电。下降停止.同时夹紧电磁阀断电,机械手放松。放松后,上升电磁阀通电,机械手上升。上升到时.碰到左限位开关,左移电磁阀断电。左移停止.此时机械手经过8步动作完成一个周期的动作。
2输入、输出端子的分配
本文的机械手控制系统所采用的可编程控制器是德国西门子公司生产的S7-200CPU214该机械手控制系统。一共使用了14个输入量。6个输出量。
3自动操作程序设计
下降电磁阀通电,机械手下降。下降到底时。碰到下限位开关,下降电磁阀通电。下降停止.同时夹紧电磁阀断电,机械手放松。放松后,上升电磁阀通电,机械手上升。上升到时.碰到左限位开关,左移电磁阀断电。左移停止.此时机械手经过8步动作完成一个周期的动作。
4结语
可编程控制器PLC以其丰富的I/O接口模块和高性。在机械手控制系统的设计中起到了十分重要的作用。但在PLC控制的过程中,还有许多问题需要解决.本文就设计过程中的几项关键问题提出了自己的一些看法.经实践证明。可以有效地提高系统的抗干扰能力。对PLC读、写,事件响应等通信时间可进行控制.了良好的效果
随着自动化需求的提升,PLC被广泛应用到生产中的各个领域,如何能够快速掌握PLC,是每个工控从业者都关心的问题,有的时候仅仅凭借自己的勤奋是不够的,从业多年的**们的经验和建议可以使你在学习PLC的过程中事半功倍。
如何成为一名的PLC现场工程师
一个的现场工程师,主要依靠的是工作经验的积累,与个人的天分关系不大,只要勤恳,并做过足够多的项目,那么绝大多数人都是可以成为一个的现场工程师的。
从事PLC的技术支持的人,如果是要到现场开始进行系统调试,无论是对OEM客户,还是对一个过程控制的系统集成,都要在事先做好一些准备工作。
要安排自己的行程计划和衣食住行。安顿好了衣食住行的后,要准备自己的工具。作为PLC的现场调试工程师,并不需要很多的调试工具。但是,一个螺丝、一台万用表,还是的。另外,如果要与现场的仪表传感器进行系统联调的时候,还要有一台信号发生器来模拟现场仪表的信号,以确定当发生问题时,现场的信号是完好的。还有,一台结实的手提电脑,是你编程和调试的必需的工具。虽然这些工具你可以要求用户准备好,但是,作为一个职业的PLC工程师,如果连这几样工具都没有,会被用户怀疑你的职业水平的。
有一些常被忽视的小东西,你准备了之后一定有用的。如,电气胶带、热缩套管、打火机(你吸烟的话自然会有,没有别人也会有),束线带、还有,如果现场接线已经完成了,要准备好一些与信号线相同的电缆,和一些固定基座的螺丝。
如果系统设计不是你自己做的,那么在出发前,就要与系统的设计人员进行充分的沟通,对于不清楚和不明白的地方,一定要弄清楚,确保自己清晰地理解了要完成的工作目标,和设计者的意图。不要轻易否定设计者的方案,也不要轻易地说别人那里设计得不行。
方案设计中,容易出问题的地方是通讯,现场调试麻烦的地方也是通讯,所以对于通讯的部分,你清晰了解系统的框架结构,并且对需要进行通讯的东西在出发前就要全部进行一遍调试,而且要确认其中的所有需要通讯的模块是可以通讯的。
到了现场后,进行系统安装前,需要考虑安装环境是否满足PLC的使用环境要求,这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么PLC,不都能装设在下列场所:含有腐蚀性气体之场所,阳光直接照射到的地方,温度上下值在短时间内变化急遽的地方,油、水、化学物质容易侵入的地方,有大量灰尘的地方,振动大且会造成安装件移位的地方。
PLC的内部固化了一套系统软件,使得你开始能够进行初始化工作和对硬件的组态。PLC的启动设置、、中断设置、通讯设置、I/O模块地址识别都是在PLC的系统软件中进行的。
但是,用一种编程语言编出十分优化的程序,则是工程师编程水平的体现。每一种PLC的编程语言都有自己的特色,指令的设计与编排思路都不一样。如果对一种PLC的指令十分熟悉,就可以编出十分简洁、优美、流畅的程序。例如,对于同样的一款PLC的同样一个程序的设计,如果编程工程师对指令不熟悉,编程技巧也差的话,需要1000条语句;但一个编程技巧高的工程师,可能只需要200条语句就可以实现同样的功能。程序的简洁不仅可以节约内存,出错的概率也会小很多,程序的执行速度也快很多,而且,今后对程序进行修改和升级也容易很多。
现场工程师的工作是十分重要的。要想成为一个的现场工程师,要对现场的工作有热情甚至,然后要有严谨和耐心的态度。现场的工作环境不像在自己的公司里那么舒适,常常是又脏又乱的,而且由于有工期和时间的限制,压力也很大。而且,要面对用户和其它(如电气、仪表、工艺、管线施工等)的现场人员的要求和指责,需要有协调和灵活变通的能力。另外,现场工程师与研发工程师在工作中有一个很大的不同点在于,在现场,你的重要的任务是保证系统能够按时正常运行
许多现场工程师常常在现场钻入牛角尖,一条路走到死,结果导致了现场调试工作的延误。这也是为什么一个的研发工程师往往并不是一个好的现场工程师的原因。现场的工程师有开放的头脑和灵活的心态,当然这是建立在严谨的工作态度的基础之上的。
过来人经验分享:新手学习PLC编程的建议
我原本是化工毕业的,后因工作需要,加之个人兴趣,才转行搞仪表、机械。十年前,我刚开始使用PLC时,也是一头雾水。仗着自己对硬件、工程知识的熟悉,和对组态软件的粗浅了解,硬着头皮接下了任务。当时已经来不及接受培训,相关资料其缺乏,仅有的参考资料是一本英文的S7-200手册,以及西门子网站上找到的一些全西文的示例,总算在三个月内完成了系统的构建、软件的编写工作。期间走弯路、出故障是家常便饭,经常搞得我茶饭不思,而且还由于操作不慎烧毁过一台PLC。
1、编程需要坚强的毅力和足够的耐心
人各有所长。有些人把编程看作一项冗长而枯燥的工作;有些人把编程看作一项趣味的智力游戏。如果你是前者,强烈建议你远离这份工作。毕竟编程工作是对人的毅力和耐心的挑战。我所在实验室中,很多学生看到我编程序就会惊讶于我面对这一堆堆符号所表现出的专注。其实,这是兴趣使然。兴趣使我具备了足够的毅力和耐心。
2、编程需要敢于实践的信心
我曾经教过一个学生学Auto,我对她的要求就是实践。我告诉她:你随便怎么操作,大不了一张图重画;坏的结果是系统崩溃,没关系,系统重做,再来;只要电脑没被砸了,怎么都行。两年后,我再看到她做的图纸,也自叹不如。
3、编程需要有缜密的逻辑思维
编程本身就是一种逻辑思维过程。在语言中,使用多的是ifthenelse、select这些条件判别语句,这就是逻辑中的因果关系。PLC程序就是由这些因果关系组成的:判别条件是否成立,进而决定执行相应的指令。初的PLC是用来替代继电器逻辑电路的,所以继承了继电器电路以触点作为触发条件的描述方式。
4、的相关知识
PLC的程序是直接作用于对象的具体工艺过程,那么对对象具体工艺过程的理解是非常重要的的。我在与用户的交流过程中,会用我所掌握的UnitOperation的知识分析用户的工艺过程,协助用户整理过程控制中的各个逻辑关系,甚至包括各种仪表、硬件的配置。这得益于我原本所学的。当然,不能要求所有搞PLC程序的工程师都有我这样的经历。但是有两门知识却是的:一是过程仪表的硬件知识,包括传感器、变送器(二次仪表)和PLC本身,这是构建控制系统的基础;二是过程控制理论,包括各种控制模型的原理和应用,其中重要的是二位调节和PID调节模型。
5、养成良好的编程习惯
每个人编程都会有不同的习惯和特点,不能强求一致。但是一些好的习惯还是应该为大多数人所遵循。一是理顺逻辑关系、时序关系,编制程序框图;二是合理分配主程序、子程序和中断程序;三是合理分配寄存器,编制寄存器符号表。
后,PLC提供了丰富的指令、模块,比单片机方便了很多。但是初学者编程时应尽量先使用简单的指令达到目的。尽管看上去有点土,却不失为一个入门的好途径,且对你理解那些较为复杂的指令会有帮助。具备了一定经验后,应该考虑掌握复杂指令的应用,以及程序的优化。
PLC的自动化控制系统优化设计
OFweek工控网讯:在现代化的工业生产设备中,有大量的数字量及模拟量的控制装置,例如电机的启停,电磁阀的开闭,产品的计数,温度、压力、流量的设定与控制等,而PLC技术是解决上述问题的有效、便捷的工具,因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。下面就PLC工业控制系统设计中的问题进行探讨。
1 PLC系统设备选型
PLC主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器,机群或一个生产过程。不同型号的PLC有不同的适用范围。根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,确定适当的留有余量而不浪费资源的机型(小、中、大形机器)。并且结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定价格性能比较好的PLC机型。
目前市场上的PLC产品众多,国外有德国的SIEMENS;日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美国的GE;韩国的LG等。国产有研华、研祥、合力时等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高。
根据PLC输出端所带的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,或品闸管输出。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。
电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备,PLC输出端采用继电器输出或者固态继电器输出;各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应采用晶体管输出
2 PLC控制系统的设计
硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节,这关系着PLC控制系统运行的性、性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。
PLC输入电路电源一般应采用DC24V,同时其带负载时要注意容量,并作好防短路措施,这对系统供电和PLC至关重要,因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行,一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍,PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝,防止短路。
在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图,这是PLC应用的关键的问题,程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中,良好的软件设计思想是关键,的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。
3 PLC控制系统程序的调试
PLC控制系统程序的调试一般包括I/O端子测试和系统调试两部分内容,良好的调试步骤有利于加速总装调试的过程。
PLC控制系统的设计是一个步骤有序的系统工程,要想做到熟练自如,需要反复设计和实践。本文是PLC控制系统的设计和实践经验的总结,在实际应用中具有良好的效果。
对刚走出校园从事工作时间不长的技术人员热衷于PLC解密,想学习别人程序的编程方法尚可理解,而对一些从事自动化工作多年的人还是痴迷于PLC解密,以偷去别人的程序作为自己技术水平资本的就感到非常的困惑。
我在自动化方面工作多年,已设计了大大小小的工程,编制了不少PLC程序,可至今没有看懂一个别人的程序。不是本人的智能低下,只是思路不同,实在太累,看不透。
何谓PLC程序,不过是你设计工程项目的工艺而已,有工艺要求才可能有程序,程序只是设备工艺的具体反应,了解了工艺要求也就等于了解了程序。编程不过是个规则,要你用这个规则把设备工艺写出来,因此你重要是了解设备的工艺和具体使用PLC的功能。当你充分了解了设备工艺,设计完电气图纸,你的设计任务可以说基本完成了,剩下的就是看看PLC编程规则,把程序写出来,把工艺写出来。
记住!贵在实践!在我学习PLC时,对梯形图、语句非常了解,也在书上看过很多程序,可我当次面对设计时,却不知道如何下手,当把我的程序(问题很多)输进去并执行时,也就短短的一两天,我的感觉是PLC不过如此,海阔天空的感觉,没有不会的,只有不做的。
我的一个朋友告诉我,他在工厂里,一些设备被一些早进厂的人把持着,PLC加了密,也不让看程序(程序也不是他们编的),以此压着他们,想让他们水平不过他们,我告诉他,他们不过是个永远长不大的丑陋(现在国有企业比比皆是),莫做他们的继承者,也不要学他们的德性,这种人是脆弱、是没水平的,好好了解一下工艺,了解一下设备的运行状况。自己编一编,不懂问问学学,这才是他们怕的。
从设备维护的角度,PLC是该加密的。但是我们不能为了解一个程序,而去。条条大路通工控,你自己的路可能是捷径的。
PLC过来人经验分享:如何成为一个PLC高手
很多人都想找到一步即可走向成功的康庄大道,其实成功没有捷径,如果有的话那就是正确的方法加上持之以恒的信念。做技术的是如此,要想成为一个PLC高手,应该注意以下几个方面:
1.不要看到别人的回复句话就说:给个代码吧!你应该想想为什么。当你自己想出来再参考别人的提示,你就知道自己和别人思路的差异。
2.别小家子气,买本书几十块都舍不得,你还学个P。为了省钱看电子书,浪费的时间过书的。当然如果查资料,只能看PDF。
3.学习新的开发软件时,一定要看帮助手册。买的书不够。刚接触一个软件,什么都不?懂,就盲目的问东问西,让人看起来很幼稚。
4.不要蜻蜓点水,得过且过,细微之处往往体现实力。
5.把时髦的技术挂在嘴边,还不如把过时的技术记在心里。
6.看得懂的书,请仔细看;看不懂的书,请硬着头皮看。
别指望看遍书就能记住和掌握什么——请看二遍、三遍。
7.多实践,调试,去写去调,只用软件模拟,是永远成不了高手的。
8.保存好你做过的所有的源程序、原理图等----那是你的积累之一。
9.对于网络,还是希望大家能多利用一下,很多问题不是非要到论坛来问的,你要学会自己找答案,比如google、百度都是很好的搜索引擎,你只要输入关键字就能找到很多相关资料,别老是等待别人给你希望,看的出你平时一定也很懒!
10到一个论坛,你学会去看以前的帖子,不要什么都不看就发帖子问,也许你的问题早就有人问过了,你再问,别人已经不想再重复了,做为初学者,谁也不希望自己的帖子没人回?的。
11,论坛论坛,就是大家讨论的地方,总期望有高手总无偿指点你,除非他是你亲戚!!讨论者,起码是水平相当的才有讨论的说法,如果水平真差距太远了,连基本操作都需要别人给解答,谁还跟你讨论呢。什么样的人是浮躁的人?浮躁的人容易问:谁有xxx程序吗?--(你给人家多少钱啊?自己的劳动白送你?)浮躁的人容易说:[男儿膝下有]xxx?---(就算网络也要点尊严吧?)浮躁的人容易说:紧急求救---(其实只是个简单的课程设计)
浮躁的人容易说:有没有xxx中文资料?---一个字:懒。别说别的。E文不行?谁不是从ABC学起的啊?浮躁的人容易说:求xxx,我的email是xxx@,然后消失----你以为你是啊,人家请你吃饭,还要喂到你口里不成?
浮躁的人容易问:做PLC有钱途吗----只是为了钱,搞不好技术的,你去抢银行好了。?浮躁的人容易说:哪里有xxx资料?(其实大部分资料网络上都有,但是偏偏来找人问,懒!)
浮躁的人分两种:只观望而不学的人;只学而不坚持的人;浮躁的人永远不是一个高手。
自从PAC面世以来PLC的工业地位就收到了挑战,PAC正逐渐自动化领域。本文中我们将在成本,功能,外形结构,控制器,I/O和软件这六个方面,详细介绍在未来自动化应用中PACPLC的20条原因。
在建立控制系统时,系统集成商毫无例外地总是希望能使用比较少的设备来实现多的功能。他们需要控制系统不仅能处理数字I/O和运动,而且还可以集成用于自动化监控和测试的视觉功能和模块化仪器。
此外,控制系统还能实时地处理控制算法和分析任务并把数据传送回企业。市场ARC咨询机构采用PAC这一术语,它定义了一种新类型的控制器,该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的优势,以及PLC固有的性、坚固性和分布特性。PAC采用COTS(现有的商业化)技术,非常适合于工业化环境,它具有可伸缩性,易于维护和较低的发生故障时间等特性。
PXI(用于仪器的扩展型PCI)已成为快速增长的PAC平台;如NI,Chroma,LeCroy和JTAG等供应商现在可提供1,000多种特的I/O模块,包括模拟I/O,数字I/O,视觉,运动和数据采集。PXI结合了PCI总线的电路特性和CompactPCI坚固的欧卡机械结构,这种结构已在工业环境中成功使用了许多年。
十年前当Internet还处于雏形时,机器视觉非常昂贵,而且基于PC的仪器还没有出现,那时PLC统治了整个自动化领域。即使是今天,那些使用数字I/O进行简单控制的工程师依然感到PLC是他们的选择。然而,如果考虑到要为您的PLC增加视觉,运动,仪器和分析功能,那么您就会明白为什么PAC正逐渐自动化领域。本文中我们将在成本,功能,外形结构,控制器,I/O和软件这六个方面,详细介绍在未来自动化应用中PACPLC的20条原因。
很显然,现如今的工程师除了PLC控制还可以有另外的选择。PAC能为您增加所需的PC功能以用于控制,实时分析或连接企业数据库,而且同时保持了PLC的性。如果您需要集成不只数字I/O和运动控制或者需要快的计算机处理能力的话,PAC可能是非常好的选择。



(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,后换隔离性能高的PLC 电源,问题才得到解决。
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,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,可不多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
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,有的是分散安装在生产现场的各单机设备上,虽然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,但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置,在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施,故具有较强的适应恶劣工业环境 的能力、运行稳定性和较高的可*性,因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用,但是由于它直接和现场的I/O设备相连,外来干扰很通 过电源线 或I/O传输线侵入,从而引起控制系统的误动作。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。在实际的生产环境下,外部干扰是随机的,与系统结构无关,且 干扰源是无法的,只能针对具体情况加以限制;内部干扰与系统结构有关,主要通过系统内交流主电路,模拟量输入信号等引起,可合理设计系统线路来削弱和 抑制内部干扰和防止外部干扰。要提高PLC控制系统的可*性,就要从多方面提高系统的抗干扰能力。
分析硬件电路,提出硬件抗干扰措施
1、PLC控制系统的安装和使用环境
PLC是专为工业控制设计的,一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。但是在PLC控制系统中,如果环境过于恶劣,或安装使用不当,会 降低系统的可*性。PLC使用环境温度通常在0℃ ~55℃范围内,应避免太阳光直接照射,安装位置应远离发热量大的器件,同时应保证有足够大的散热空间和通风条件。环境湿度一般应小于85%,以保证 PLC有良好的绝缘。在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合,需将PLC封闭安装。此外,如果PLC安装位置有强烈的振动源,系统的可*性也会降低,所以应 采取相应的减振措施。
2 、PLC的电源与接地
PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常,只能将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线,对于电源线来的干扰,一般都有足够强的抑制能力。但是, 如果遇上特殊情况,电源干扰特别严重,可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰,提高系统的可*性。如果一个系统中含有扩展单元,则其电 源与基本单元共用一个开关控制,也就是说,它们的上电与断电同时进行。良好的接地是保证PLC可*运行的重要条件。
接地的目的通常有两个,其一为了,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗干扰的重要措施之一。接地在干扰上起很大的作用。这 里的接地是指决定系统电位的地,而不是信号系统归路的接地。在PLC控制系统中有许多悬浮的金属架,它们是惧空中干扰的空中线,需要有决定电位的地线。交 流地是PLC控制系统供电所必需的,它通过变压器点构成供电两条回路之一。这条回路上的电流、各种谐波电流等是个严重的干扰源。因此交流地线、直流地 线、模拟地和数字地等分开。数字地和模拟地的共点地置悬浮方式。地线各点之间的电位差尽可能小,尽量加粗地线,有条件可采用环形地线。系统地端子 (LG)是抗干扰的中性端子,通常不需要接地,可是,当电磁干扰比较严重时,这个端子需与接大地的端子()连接。
3 、PLC的输入、输出设备
输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口,其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢*也是影响控制系统可*性的重要因素。以开关量输入为 例,按钮、行程开关的触点接触要保持在良好状态,接线要牢固可*。机械限位开关是容易产生故障的元件,设计时,应尽量选用可*性高的接近开关代替机械限位 开关。此外,按钮触点的选择也影响到系统的可*性。在设计电路时,应尽量选用可*性高的元器件,对于模拟量输入信号来说,常用的有4~20mA、 0~20mA直流电流信号;0~5V、0~10V直流电压信号,电源为直流24V。
对于开关量输出来说,PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式,具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定,选择不当会使系统 可*性降低,严重时导致系统不能正常工作。如晶闸管输出只能用于交流负载,晶体管输出只能用于直流负载。此外,PLC的输出端子带负载能力是有限的,如果 过了规定的大限值,外接继电器或接触器,才能正常工作。外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量,是影响系统可*性的重要因素。常见的故障有 线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良。这一方面可以通过选用高质量的元器件来提高可*性,另一方面,在对系统可*性及智能化要求较高的场合,可以根 据电路中电流异常的情况对输出单元的一些部位进行诊断,当检测到异常信号时,系统按程序自动转入故障处理,从而提高系统工作的可*性。若PLC输出端 子接有感性元件,则应采取相应的保护措施,以保护PLC的输出触点。
为了防止或减少外部配线的干扰,交流输入、输出信号与直流输入、输出应分别使用各自的电缆;对于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线、使用屏 蔽电缆,屏蔽电缆在输入、输出侧悬空,而在控制侧接地。
软件抗干扰措施
硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统,但由于干扰存在的随机性,尤其是在工业生产环境下,硬件抗干扰措施并不能将各种干扰拒之门 外,这时,可以发挥软件的灵活性与硬件措施相结合来提高系统的抗干扰能力。
1、利用""方法对系统的运动状态进行监控
PLC内部具有丰富的软元件,如定时器、计数器、辅助继电器等,利用它们来设计一些程序,可以屏蔽输入元件的误信号,防止输出元件的误动作。在设计应 用程序时,可以利用""方法实现对系统各组成部分运行状态的监控。如用PLC控制某一运动部件时,编程时可定义一个定时器作""用,对运动部 件的工作状态进行监视。定时器的设定值,为运动部件所需要的大可能时间。在发出该部件的动作指令时,同时启动""定时器。若运动部件在规定时间内 达到位置,发出一个动作完成信号,使定时器清零,说明监控对象工作正常;否则,说明监控对象工作不正常,发出报警或停止工作信号。
2 、消抖
在振动环境中,行程开关或按钮常常会因为抖动而发出误信号,一般的抖动时间都比较短,针对抖动时间短的特点,可用PLC内部计时器经过一定时间的延 时,得到抖动后的可*有效信号,从而达到抗干扰的目的。
3 、用软件数字滤波的方法提高输入信号的信噪比
为了提高输入信号的信噪比,常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统,采用程序限幅法,即连续采样五次,若某一次采样值 远远大于其它几次采样的幅值,那么就舍去之。对于流量、压力、液面、位移等参数,往往会在一定范围内频繁波动,则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来 代替当前值。一般认为:流量n= 12,压力n=4合适。对于缓慢变化信号如温度参数,可连续三次采样,选取居中的采样值作为有效信号。对于具有积分器A/D转换来说,采样时间应取工频 周期(20ms)的整数倍。实践证明其抑制工频干扰能力过单纯积分器的效果。