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哈尔滨西门子授权代理商触摸屏供应商
1.起励
PLC上电后处于等待状态,当接收到开机令和转速令信号,则按事先选择的起励方式自动起励。缺省起励方式为将机端电压升到额定值。
在自并励方式下一般可残压起励。当发电机残压太低,一次起励不成功,5秒钟后自动投入外界起励电源助磁,如果再经5秒钟机端电压不能升到给定值则起励失败,并报警、停发触发脉冲。由运行人员检查起励电源,按“逆变”按钮起励标志,再次进行起励操作。
另外,装置设有手动起励按钮,供手动运行时起励用。
2.逆变灭磁
当发电机单空载运行时,如需灭磁,可按“逆变”按钮”。如果发电机已并网运行,则按“逆变”按钮无效。
3.自动跟踪
手动、自动通道相互跟踪,自动跟踪α角;可以手动或自动相互切换,切换平稳,无冲击;手动通道工作时,自动通道监视装置运行,当手动通道出现故障则不跟踪,并做相关故障处理;在手动通道工作状态下,可以在线修改PLC、触摸屏程序,完毕可切换至自动,整个过程装置工作平稳。
4.运行方式平稳转换
设有三种运行方式,PLC进入控制状态后,自动处于恒机端电压运行方式。如果运行中需要转换到其他一种运行方式,可在触摸屏上操作,手动切换,转换过程平稳、无冲击。
5.±10%阶跃功能
具有±10%阶跃功能,在机组空载运行时,在触摸屏上操作,可使机端电压给定值作±10%阶跃,供阶跃响应试验用。
6.励磁限制
励磁限制对机组及励磁系统的运行具有重要意义。设有下列五种励磁限制。
⑴瞬时/延时过励磁电流限制
设置这一限制的目的是防止励磁绕组较长时间过电流而过热。限制曲线按发热量大小作成反时限特性,并考虑当电力系统中发生短路,应保证机组强励到值而不受限制。
当励磁电流小于或等于额定励磁电流的1.1倍时,不进行限制;当励磁电流过1.1倍,经过相应的延时后将励磁电流限制到1.1倍额定值;无论在什么情况下调节器都将限制励磁电流不过2倍额定值。
⑵功率柜停风或部分功率柜退出时的励磁电流限制
当功率柜部分退出或停风,输入PLC的有关开关量变位,由PLC进行逻辑判断后限励磁,可按用户要求设定限制值。
⑶欠励限制
欠励限制由软件实现,整定值可在线修改。
⑷过无功限制
设置过无功限制的目的是防止运行人员手动增加无功过多,或计算机监控系统自动增加无功出错,增加过多。过无功限制只针对增磁操作出错时限制无功增加过多。当电力系统中发生短路,系统电压降低,这时机组送出的无功不受限制,以支援电力系统。
⑸伏/赫限制(V/Hz)
设置伏/赫限制的目的是防止机组在低速下运行时过多地增加励磁,铁芯磁通密度过大,同时可作为主变压器的过磁通保护。其基本原理是通过软件在低速区间(47Hz40Hz)使UF(标么值)/f(标么值)=常数(根据要求设置),本控制器取为1.15,即在低速区间铁芯中磁通密度限制到115%,以防过热。程序设定f在47Hz以上不限,f≤40Hz,自动逆变灭磁。机组并网后不限。
7.断线保护
在机组运行过程中,如出现励磁PT断线事故,可排除误强励,机组继续平稳运行,并报警和指示。
8.PSS电力系统稳定器,大小网判断运行
配置PSS模块,PSS模块输出控制量及信号量给PLC进行调节运算,稳定电力系统,抑制低频震荡;同时PLC根据采集的电量分析判断大小网运行状态,改变运行参数并发信号。
9.在线检测
对主要运行参数单元进行在线诊断,及早发现问题。
10.参数在线修改和显示
通过液晶操作屏操作,可在线修改和显示一些参数,主要有:
·三个反缋增益在线修改和显示
·欠励限制在线修改
·开关量输入、输出状态显示
·限制动作显示
11.事件记录
具有事件记录功能,可按事件发生的先后顺序,依次把事件记录到不掉电静态存储器中。可记录的事件有:开机、停机、断路器合转分、过励限制动作、欠励限制动作、功率柜故障、PT断线、继电保护动作、脉冲消失、灭磁开关位置等。
现场人员为了分析情况,可操作液晶操作屏,进行事件检索
1、系统原理设计
主回路采用可控硅三相全控桥式整流电路,励磁变压器的接线采用△/Y-1接法,以减少谐波干扰。灭磁开关双断口带辅助常闭触头的DM-型或DW10型灭磁开关,主回路的检测采用的霍尔传感器,提高检测精度和系统的性。
采用自动/手动双调节器热备用方式,两套系统相互立、互为备用、双相跟踪,以提高装置性。
工作电源采用厂用交流和厂用直流同时供电方式,任何一路掉电都不影响调节器的正常工作,保证了装置的运行。
详见《KPL-PLC励磁装置系统原理图》。
2、操作及信号回路设计
操作系统遵循强弱电隔离、多点输入/输出、多种信号指示的原则;各种开关量经隔离后引入PLC,通过中文触摸屏显示运行状态和人机操纵,经PLC控制操纵电气设备,隔离后通过中间继电器输出;同时保留简洁的常规继电器控制和按件操作,及主要信号显示,当PLC退出运行时可以进行操作和显示装置状态;各种输入/输出开关量均提供接点给中控室和微机监控系统。KPL-PLC励磁装置具有发电厂运行所要求报警信号和指示。
详见《KPL-PLC励磁装置电气操作原理图》。
3、硬件设计
KPL-PLC可编程序控制器励磁系统采用西门子S7-200 PLC,整个调节器由四部分组成:1)可编程序控制器系统;2)输入输出调理 3)手动部分;检测、切换部分 4)电源部分
分别说明如下:
⑴、输入输出调理
各调节量进入PLC前均要进行输入调理,以符合PLC技术要求;机端电压互感器PT(Y/Y-12接线)的副边电压接到同步变压器(△/Y-7接线),同步变压器副边三个相电压分别经滤波、整形,形成同步方波,由集成相控芯片据此产生移相脉冲;经隔离和脉冲放大后去触发可控硅工作;此外,利用同步方波,采用PLC数字测频,可获得机端电压频率的当前值,供控制及显示用。
详见《KPL-PLC励磁装置输入输出调理原理图》。
⑵、手动、脉冲检测、切换部分
手动单元工作于恒励磁电流状态,控制励磁电流为给定值;选用单片机作数字给定及对自动通道的跟踪;移相控制选用集成相控芯片,以提高系统的性。
脉冲检测的基本原理是,待检测的每路触发脉冲,经光电隔离进入单稳触发器,当任一路触发脉冲丢失历时过单稳触发器暂稳整定时间,通过切换电路自动进行手动/自动切换;切换电路由一片小型单片机和光耦实现,工作,电路简洁。
详见《KPL-PLC励磁装置手动/切换原理图》。
⑶.电源部分
调节器工作电源取自交、直流厂用电。交流厂用电经电源滤波器、隔离变压器、整流变换后,与厂用直流电源并联进入开关电源组成高工作电源。PLC用24V开关电源;输入/输出调理用±12V;手动调节器用±12V。
4、软件设计
⑴、软件组成及编程语言
KPL-PLC可编程序控制器励磁系统的软件包括:主程序、中断服务程序、控制量计算程序、各种功能程序、显示程序、通信程序、诊断程序、子程序库等。软件采用模块结构,易于调试、修改及扩充,编程语言使用STEP 7-Micro/WIN 32 图形化编辑程序。
⑵、软件工作流程
KPL-PLC励磁装置的控制、保护、限制等功能,分别由主程序和中断服务程序实现。实时性强的控制,在中断服务程序中完成,其余由主程序执行。
①、主程序工作流程
②、中断服务程序工作流程
③、中断服务程序包括:同步信号中断,关键事件中断
⑶、其他一些程序模块的工作流程
主要有:起励程序,给定值改变程序,故障处理程序,低励限制程序,限流过流程序,事件记录程序,微机监控通讯程序等。
在解答S7-200运动控制模块EM253寻找参考点的问题时,常常发现客户很容易混淆一些名词和概念,进而给大家的功能实现带来困扰。比如说:“RP”、“RPS”、“参考点”、“参考点寻找过程”、“RP偏移量”、“ZP”、“零脉冲”等名词。这些词看上去很相似,但有时它表示的含义是有差别的。
今天我们就聊聊这些名词的含义和区别,并用几个例子介绍一下运动控制中寻找参考点的过程。
一.名词概念解释
RPS——参考点信号,是从外接开关传感器(接近开关或者行程开关)传过来的信号。
RP(Reference point )——参考点,用于定义位置坐标。这个参考点是通过RPS确定的,本身并没有实质性的硬件设备。
RP偏移量(RP_OFFSET)——是指从RP到零点的距离。
ZP——零脉冲信号,是电机编码器每转一圈所产生的信号。
有时,大家会把ZP和RP搞混。大家在某些情况下能看到“零点”这个词,我们会误认为“零点”就是ZP。“零点”顾名思义,就是位置为0的点,当RP的坐标为0(即RP_OFFSET=0)时,RP与零点是同一个点;当RP的坐标不为0时,他们就是两个不同的点,参考点不一定坐标为0。而ZP是由编码器产生的一个信号,显然和“零点”是稍有差异的。
二.寻参步骤和过程
设置EM253寻找参考点功能是利用运动控制向导来实现的。基本分为两步:
步:设置参考点寻找速度(快速寻找速度和慢速寻找速度),初始寻找方向和终接近参考点方向。
(注:在参考点选项中可以设置RP偏移量)
二步:组态寻找参考点的顺序。也就是手册中提到寻参模式。
下面利用两个示例,帮助我们深入学习和理解以上的这些名词概念。同时,大家也可以利用《S7-200系统手册》九章中RP寻参模式的示意图进一步了解相关知识。
示例1:
向导中设置初始寻找方向为正向,终接近方向为正向。选择模式1。如果起点在如图(1)位置,执行POS_RSEEK指令后,按照高速正向寻找,当到RPS信号上升沿后,由高速降低到低速继续寻参,当RPS信号失效即检测到RPS下降沿时,则以当前点作为参考点,即终点。
如果向导中RP选项设置RP_OFFSET=0,当找到参考点后,则当前位置即为零点。如果RP_OFFSET非零,例如RP_OFFSET=150,则当找到参考点后,当前位置即为150。
这里抛砖引玉,按照以上的思路,大家可以进而学习了解RP寻找模式1和模式2的其他运动轨迹。
在以上的示例中,我们谈到了模式1和模式2。这两种模式中是没有“ZP”零脉冲的概念。那么什么时候需要考虑“ZP”零脉冲呢?为什么要在寻参模式中使用ZP信号作为终定位的依据呢?
接下来我们介绍一点背景知识:
一些数控机床会采用带增量型编码器的伺服电机。编码器采用光电原理将角位置进行编码,在编码器输出的位置编码信息中,会有一个零脉冲信号,编码器每转产生一个零脉冲。当伺服电机安装到机床床身时,伺服电机的位置确定,编码器零脉冲的角位置也就确定了。由于编码器每转产生一个零脉冲,在坐标轴的整个行程内有很多零脉冲,这些零脉冲之间的距离是相等的,而且每个零脉冲在机床坐标系统的位置是确定的。为了确定坐标轴的原点,可以利用某一个零脉冲的位置作为基准,这个基准就是坐标轴的参考点。
结合示例1,我们已经知道真正能够确定寻参后电机在轨道上位置的是RPS的右侧边沿,然而RPS是外部接入的开关信号,难免会出现偏移。这将使得寻参后的RP发生偏移。这样就不能保证每次寻参后电机都能停在轨道的相同位置。然而根据ZP的定义可以想见:电机及其随动设备一旦安装完毕,ZP信号在运行轨道上的位置也随之固定。如果采用穿过RPS后的ZP数来定位,即使RPS信号的下降沿有偏移,终的RP都将定位在确定的位置。所以说,综合使用RPS信号和ZP信号作为终定位的依据,会使得RP(参考点)的定位加。
基于以上的应用需求,位控向导为我们提供了模式3和模式4。
如果选择模式3定位RP,则在RPS输入变为无效后接收到ZP个脉冲后确定RP,所以参考点RP位于RPS输入的有效区外。如果选择模式4定位RP,则在RPS输入变为有效后接收到ZP个脉冲后确定RP,所以参考点RP通常位于RPS输入的有效区内。接下来我们仍然使用一个例子,好的理解一下应用ZP脉冲数定位的功能。
示例2:
向导中设置初始寻找方向为正向,终接近方向为正向。选择模式3。如果起点在如图(2)位置,执行POS_RSEEK指令后,按照高速正向寻找,当到RPS信号上升沿后,由高速降低到低速继续寻参,当RPS信号失效即检测到RPS下降沿后继续低速寻找参考点,直到接收到的ZP脉冲数,则以当前点作为参考点,即终点。
如果向导中RP选项设置RP_OFFSET=0,当找到参考点后,则当前位置即为零点。如果RP_OFFSET非零,例如RP_OFFSET=150,则当找到参考点后,当前位置即为150。
按照以上的思路,大家可以进而学习了解RP寻找模式3和4的其他运动轨迹。
在实际的应用中,为了确定参考点的位置,通常在数控机床的坐标轴上配置一个参考点行程开关。数控机床在开机后,要寻找参考点行程开关,在找到参考点行程开关之后,在寻找与参考点行程开关距离近的一个零脉冲作为该坐标的参考点,根据参考点就可以确定机床的原点了。
读到这里,相信您对EM253定位功能又有了一些新的认识吧。我们这里仅仅抛砖引玉,希望对您的学习和使用能有的帮助



PLC控制系统的性直接关系到整个生产效率和,不论是硬件、还是软件或者外围设备,只要其中某一环节出问题都将导致停产。因而它是讨论技术要求的要因素。
只有5%的故障发生在可编程控制器中,这说明可编程控制器本身的性远外部设备的性,的故障发生在I/O模板中,只有10%的故障发生在控制器中。说明发生在可编程控制器CPU、存储器、系统总线和电源中的故障只占系统总故障的0.5%,而发生在I/O模板中的故障也只占系统全部故障的4.5%。分析可见,通常,在实际应用中往往从以下几方面来考虑。
(1)要注意外部设备的选择,缩短大量的维修时间。
(2)数据和程序的保护。大部分PLC控制系统都采用锂电池支持的RAM来存储用户的应用程序,一般一支电池的寿命为5年左右,用完后应用程序将全部丢失。因此一些重要的地方常采用存储卡来存储用户的应用程序。将程序及技术资料作为存档保存起来。以防后备使用。
(3)安装与布线要采取一定的抗干扰措施。一般PLC电源都采用带屏蔽层1:1隔离变压器供电,在有较强干扰源的环境中使用时,应将屏蔽层和PLC浮地端子接地,接地线面积不能小于2mm2。接地线要采取立的方式,不能用与其它设备串联方式接地。PLC电源线,I/O电源线,输入、输出信号线,交、直流线都应尽量分开布线。开关量信号线与模拟量信号线也应该分开布线,后者应用屏蔽线,并且将屏蔽层接地等等。
接地有2个目的。
①通过将漏电、感应时由于故障等产生的电位保持在接地电位水平以防止人体触电,即以保证为目的的保护接地。
②包括为防止外部侵入的噪声,及为防止设备及装置自身产生的噪声给其他的设备及装置带来危害的防干扰用接地,是为发挥该设备或系统的功能所必需的接地(功能接地)。
关于这些接地,有时需要凭经验通过实验来解决。因此,事行充分研究及考虑,再进行接地。
(1)一点接地的原则
希望事先考虑到接地线是「决定电位的设施」。正常状态下,接地线中没有电流流动(不可将电流回流的返回电路与接地共用)。
(2)接地时,尽量使用接地(其接地与其他的接地相距10m以上)。
①接地工程用D类接地,是与其他设备的接地分开的接地。
②无法使用接地时,如图12(b)所示,其接地与其他设备的接地相连接相连构成共用接地。
③特别是避免与电机/变频器等大功率设备共用接地,为了防止互相影响,应分别进行接地。
④避免向单纯以防触电为目的的多个设备连接的接地(有时仅为钢筋)进行接地。
⑤接地应尽量靠近PLC,以便缩短接地线。
(3)接地上的注意事项
①信号线接地与外壳接地为同一接地时,有必要利用绝缘体与通道基板(接地的控制柜等内的金属板)绝缘。(参见图13)
②装有PLC的柜在电气上需要和其他设备绝缘设置。这是为了防止受到其他电气设备漏电流的影响。
③有高频设备时,在将高频设备接地的同时,装有PLC的柜本身也要切实接地。
④应用屏蔽电缆进行输入输出布线时的屏蔽导体的接地,要如图14所示将靠近PLC侧的屏蔽导体连接到外壳接地端子上。另外,至于通信电缆,则要遵守该通信单元的手册中的屏蔽处理原则。
(4)PLC的接地端子
PLC中设有下面的2个接地端子。
:与PLC的底板连接,通常用于防止触电,保护接地端子接地。
:与噪声滤波器的中性点连接,在因电源干扰导致误动作时接地的功能接地端子。
:热如将端子正确地接地,虽有使电源的共模干扰减弱的效果,但因为接地反倒拾取了噪声的情况也很多,因此使用时要注意。
(5) AC电源单元的布线中,设备电源单相接地时,一定将接地相侧连接到L2/N(或L1/N)端子侧。
一、故障现象
近期,陕西安康的客户反馈A5系列PLC会自动重启。故障现象为PLC会不定时自动跳到STOP状态,随即又自动跳回RUN状态。
二、故障原因
经实际,为PLC输出24V电源部分接的负载过载,造成PLC进入电源保护状态,从而使PLC自动重启。
三、故障排除和原因分析过程
在客户现场的排除过程:
1、客户现场的PLC为A5系列继电器输出的PLC。将客户现场的PLC内部的交流电源板换成直流电源板,PLC的供电电源部分加上开关电源,故障现象依旧。
2、分析会不会是通讯部分引入的干扰,将PLC与文本的通讯线断开,故障依旧。
3、观察发现PLC输出24V有接负载,用示波器测量输出的24V电源,发现输出的24V电源在大型接触器或者电动机动作时,输出24V波动较大。当输出电源有较大波动时,PLC会工作在STOP状态。当输出电源平稳后,PLC会自动回到RUN状态。
4、将PLC输出24V不接,改用开关电源后故障排除。、
PLC自带的24V电源容量为400mA,感性负载在开启和关闭的瞬间会有较大的反向电动势,对PLC的输出24V带来冲击。
四、分析结论
分析原因可能是PLC自动24V输出电源接的感性负载在产生的方向电动势冲击PLC,使PLC输出电源过载。PLC本身具有输出电路短路、过载保护,当输出过载时,PLC会自动进入STOP状态,当输出电源稳定后,PLC又自动回到RUN状态。
五、建议
将感性负载的电源改为开关电源即可。
TC4测温问题分析
一、故障现象
近,苏州客户反馈使用我们CN系列的TC4模块,在测温时TC4会随着PLC所在的环境温度的变化而变化。
二、故障原因
经实际检测,为客户自己的热电偶本身存在问题,导致TC4测出来的温度随着PLC随着环境温度的变化而变化。
三、故障排除和原因分析过程
在客户现场的排除过程:
1、来到客户厂房,由于客户设备尚未组装测试完成,先在实验室对客户反馈的问题进行模拟测试。
2、用我们的TC4模块进行测试,将热电偶的测量端放置在冰水里(模拟0度环境),通过热风给PLC这端加热,发现热电偶的测量值会随着PLC这端的环境温度的升高而升高,初步发现客户反馈的问题。
3、换西门子的TC4模块,同样的条件下进行测试,发现测量的结果的一样的。
4、不接补偿导线,直接将热电偶接到TC4测温模块的端子上,发现温度也是会有变化的。
5、下午客户的设备组装完成后,将我们的TC4放在客户的设备上测试,发现随着PLC随着电气柜的温度变化,热电偶测量的温度值会发生变化。
四、分析结论
将客户的热电偶带回公司测试发现,用我们的实验室的热电偶测试不会出现测量温度随着PLC所在的环境温度的变化而变化,用客户的热电偶会出现这一现象,可以判断引起这一故障的原因的客户热电偶存在问题。
五、建议
换热电偶,日前客户采用的方法是将测量模块换为RTD2热电阻模块。
| PLC 控制系统的抗干扰能力是关系到整个控制系统运行的关键因素之一,而接地系统是PLC安装和应用过程中的重要环节。针对PLC控制系统中存在的干扰问题,探讨了系统接地类型、方式及接地装置。实际结果表明,采取良好的接地措施,对提高PLC控制系统的抗干扰能力。 | |
引言 |
共模干扰的形成原因主要是由于PLC控制系统的检测设备和受控设备分散在现场的各个位置,检测信号和控制信号通过很长的导线经程序通道与PLC控制系统连通,这样,在现场侧设备信号端的地线与PLC控制系统主机的地线之间就存在一定的电位差。由于这种干扰同时作用在信号的两个输入端上,因此,称之为共模干扰,
1.2“场”的干扰
“场”的干扰主要是存在于空间的各种电磁场使得处于这些“场”内的导体因电磁感应而产生电势和电荷的移动,从而形成干扰。“场”的干扰主要有导线之间的电场、电感藕合,还有大功率的高频用电设备、雷达、电台等形成的电磁场的辐射等。
二、系统接地
干扰主要是干扰源通过干扰途径作用于被干扰对象形成的。因此,为了抑制或干扰,就要从或抑制干扰源、切断干扰作用的途径、削弱干扰接受对象对干扰信号的敏感性等方面着手,并采取适当的措施。由于干扰的产生是很复杂的,根据实际情况加以综合分析和考虑。良好的系统接地是提高PLC控制系统抗干扰能力的主要手段之一。
当接入PLC控制系统的信号、供电电源或PLC控制系统设备本身出现问题时,有效的接地系统能将过载电流导入大地,为PLC提供保护屏障,电子噪声干扰,并为整个控制系统提供公共信号参考点(即参考零电位)。
2.1 PLC控制系统接地的分类
在一般情况下,PLC控制系统需要提供保护和工作两种接地方式。工作接地又可分为逻辑接地和屏蔽接地等。对于有防爆要求的现场,如果装有本安防爆设备,则需要设置本安接地。
①保护接地
保护接地
是为了防止设备外壳的静电荷积累,避免造成人身伤害而采取的保护措施。PLC控制系统所有的操作员机柜、现场控制站机柜、打印机、端子柜等均应设置保护接地。保护接地应接至现场电气接地网,接地电阻应小于4Ω。
②逻辑接地逻辑接地也叫机器逻辑地、主机电源地,是PLC控制系统内部的逻辑电平负端公共地,也是+5V的电源输出地。
③屏蔽接地
屏蔽接地也叫模拟地,它可以把现场信号传输时所受到的干扰屏蔽掉,以提高信号精度。PLC控制系统中信号电缆的屏蔽层应做屏蔽接地;且电缆屏蔽层一端接地,防止形成闭合回路干扰。电缆屏蔽层通常是用铜丝网或镀铝屏蔽层制成并接入公共接地的。恺装电缆的金属恺不能作为屏蔽保护接地。
④本安接地
本安接地应立设置接地系统,接地电阻≤4Ω 。本安接地的接地系统与现场电气地网或其他仪表系统接地网的距离应大于5m。
2.2 PLC控制系统的接地方式
PLC控制系统的接地方式可分为以下几种。
①串联式单点接地
串联式单点接地是指将多个低压电气设备的接地端子与设备就近处的同一根接地排相连接,再用导线将接地排与现场的接地装置相连接。这种接地方式的优点在于节省人力、物力;而缺点在于当公用的接地线出现断路时,如果接地系统中有一台设备漏电,就会引起其他设备的外壳上均出现电压,对人员造成威胁。
②并联式单点接地
并联式单点接地是指从各台设备的接地端子处引出一根接地线,然后将这若干条线同时接到接地装置上。这种接地方式的优点在于当接地系统中的其中一台设备接地线出现断路时,不会造成其他设备外壳出现电压,可人身;而这种接地方式的缺点在于如果是电子设备或其他对高频干扰高度敏感的电气设备,来自其他设备的高频干扰(如变频器、中频炉等晶闸管变流器件)将会从共地点串入,造成设备工作不正常。
③多分支单点接地
多分支单点接地是指将每个设备的接地端子单与接地装置相连接。多分支单点接地与并联式单点接地的区别在于设备具有单的接地体且相邻设备在电气接地回路上的距离是比较远的(如过50m) ,这就有效地避免了设备之间的电磁互干扰。
目前,使用的PLC控制系统多采用二种接地方式。对于来自变频器等高频干扰,则通过在PLC控制系统的电源加装一个单相电源滤波器等方法解决干扰问题。
三、PLC控制系统设备的接地装置
PLC控制系统通常包括PLC设备的I/O机柜、UPS柜、继电器柜、操作台、打印台、服务器柜、仪表柜、手操盘台和栅柜等设备。在这些设备中,操作台、打印台、柜、继电器柜、UPS柜及配电柜均应设有保护接地螺钉,以提供所装设备的电源接地;PLC设备的I/O机柜、仪表柜和手操盘台应同时设置屏蔽接地汇流排和保护接地螺钉,分别作为信号接地和电源接地;对栅柜,除设置屏蔽接地汇流排和保护接地螺钉外,还应设置本安接地汇流排。
根据有关技术规定要求,PC计算机或PLC系统信号电缆的屏蔽层不能浮空,其接地方式应符合下列规定:当信号源浮空时,屏蔽层应在PC计算机侧接地;当信号源接地时,屏蔽层应在信号源侧接地;当放大器浮空时,屏蔽层的一端与屏蔽罩相连,另一端宜接共模地。当屏蔽电缆途经接线盒分断或合并时,应在接线盒内将其两端电缆的屏蔽层连接。
PLC控制系统信号电缆的选择与敷设应严格按照有关规定执行。屏蔽电缆的屏蔽层应按以上要求进行接地。为了提高PLC控制系统的抗干扰能力,PLC控制系统开关量输入/输出信号宜选用阻燃型对绞铜网屏蔽电缆。
根据多个工程现场实践的经验,提出以下PLC控制系统接地的注意事项。
①操作员站、工程师站、网络交换机、服务器主机、系统显示器等应采用外壳接地或直接将电源地线连接至电气接地网。
②PLC控制系统I/O机柜的电源接地与UPS的电源接地连接至同一个地,以保证等电位。
③PLC控制系统模拟量I/O模块的信号负端,即直流24V电源的负端连接至逻辑接地排上,逻辑接地排与屏蔽接地相连接,终接入总接地排。这样可以有效共模电压的干扰。
④现场控制站机柜本体与底座间夹有绝缘橡皮,屏蔽地汇流排与底座间绝缘,现场控制站按规定作好接地处理,即分别接至现场控制站接地汇流排上。
⑤检测接地系统的电阻,以保证接地电阻能满足PLC控制系统的技术要求。
四、结束语
良好的接地系统是PLC控制系统稳定运行的重要环节,很多PLC控制系统运行中出现的故障往往是由于系统接地不好引起的。本文探讨了PLC系统接地类型、方式及接地装置控制系统干扰产生的原因以及在硬件、接地系统、信号线敷设等方面干扰的措施。在实际工作中,干扰的技术措施还有很多,也可以在软件设计中采取一定的抗干扰措施,如指令复执、故障诊断、自恢复功能等,这些措施均可进一步提高控制系统的性和性。