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    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证： 营业执照已认证
  • 企业性质：私营企业
    成立时间：2017
  • 公司地址： 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名： 聂航
  • 认证： 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

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    长沙西门子模块代理商电源供应商

  • 所属行业：电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期：2024-12-09
  • 阅读量：9
  • 价格：666.00 元/台 起
  • 产品规格：模块式
  • 产品数量：1000.00 台
  • 包装说明：全新
  • 发货地址：上海松江永丰  
  • 关键词：西门子代理商,西门子一级代理商

    长沙西门子模块代理商电源供应商详细内容

    长沙西门子模块代理商电源供应商

       1、总体方案
            本应用是在测试终仪中增加网络接口模块，以互联网为传输平台，在远端接入诊断PC而实现远程控制及诊断功能的，其框图如图1所示。
            诊断人员可在诊断PC上通过Internet向异地测试仪发送指令，测试仪接收并按照指令要求完成对故障设备的自动测试，将测试数据通过网络传回诊断PC

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    ，建立数据实时交互的传输平台。



            图1 故障诊断系统的远程应用框图

            2、基本原理
            2.1 互联网的基本结构和特征
     &nbs

    p;      设备的远程监测诊断是计算机科学、通讯技术与故障诊断技术相结合的一种新的设备故障诊断模式。TCP／IP是发展至今成功的通信协议。该协议分为4层，由上到下依次为应用层、传输层、网络层和链路层。
            本应用使用的是EM2000网络模块，底下3层的较复杂的协议已经固化在他的ASIC中，能够实现透明的数据通信。这样，研究工作主要集中在应用层的设计 和功能实现上。这包括建立在传输层上的数据帧定义、交换数据的定义、应用功能的设计和人机交互界面的设计等。
            本应用中使用的是EM2000网关，他是用来在嵌入式系统与互联网建立数据连接和协议转换的设备。一方面PC端的网络应用程序将应用层数据打包成为IP包 在网络上传送www.，EM2000将辨识和解析这些数据包，把应用层的原始数据转发至RS 232接口。另一方面EM2000也将RS 232接口的数据封装成为IP包，传送至PC端的网络应用程序。支持透明传输和简单协议两种工作方式；EM2002网关在网络接口部分具有WWW接口，用 户可以通过浏览器在网络上实现对EM2002及串行设备的配置和管理。在网络中的具体位置如图2所示。



            图2 EM2000网关在路由中的位置

            2.2 传输帧的定义
            下面主要考虑4层应用层的具体使用，即的帧格式、具体的定义等。根据本测试设备的状态和显示的功能，其格式可设计成2大类，即测试数据帧和命令 控制帧。格式的设计应能实现系统对端间信息的无障碍交流、易于识别和判断，同时，还应保证传输的性，兼顾信息利用率。对该系统，经过实际信息交互统 计，确定使用一个字节的长度控制工程网版权所有，即256种状态。
            （1）帧类型定义
            传输帧格式的定义如表1所示。7位为类型定义位www.，“1”表示为数据帧；“0”为命令控制帧。


            表1 传输帧格式定义


            （2）数据帧
            数据帧格式的定义如表2所示，主要用来传送检测的数据结果。根据需检测信道数量和检测项目来设置数据帧的字节。本系统设置8个数据信道，8个测试项目和“正常”／“故障”2个参数。


            表2 数据帧定义


            对于数据帧，考虑到本设备测试信道的数量和测试项目的多少控制工程网版权所有，兼顾处理速度
    的快慢和复杂程度，后确定信道号范围为0～7，占用数据帧的6位至4位，以 二进制表示，高位在前，低位在后；测试项目范围为0～7，占用数据帧的3位到1位，表示方式同上（根据需要，以后扩容时，适当增加字节即可）。数据帧 的后一位定义为测试结果，“0”表示正确无误，“1”表示故障。这里没有采用通常的校验位，主要是因 为该通信速率较低，目前网络传输的性非常高，这方面可以忽略，以提高处理效率，简化程序编写难度。
            （3）命令控制帧    
            命令控制帧的格式定义如表3所示。字节的位固定为“0”，主要用来传输测试终端和远端诊断终端的控制命令和设备状态信息。



            表3 命令控制帧定义


          &n

    bsp; 命令控制帧按传送方向不同控制工程网版权所有，可分为命令控制字和状态表示字2种。对于命令控制字
    www.

    ，6位到4位为“101”，是命令识别位；后 4位为命令代码，表示不同种类的测试进程。测试平台将自动返回相应的信息，其帧格式为6至4位为“001”，这是信息数据的识 别位，其余位为不同类型的定义。对于硬件复位命令，测试端返回1EH；链路检测为1FH。
            3、具体实现
            3.1 网络接口设计
            嵌入式系统和微型计算机系统一样，通过TCP／IP协议转换才能接入Internet。在这里数据通信的设计主要体现在串口的设计[2]， 将MCU的数据按照预先定义的格式通过与转换芯片连接的串行接口发送或接收即可。设计中只要MCU的串口和EM2000网关的交换速率匹配即可，按照字节 方式逐字发送和接收。另外，EM2000网关的接口电平与TTL兼容，这就省略了电平变换电路，使得设计实现起来简便。
            3.2 MCU的软件设计
            嵌入式MCU系统软件主要由MCS-51汇编程序编写。为了实现本地键盘控制与异地远端控制同步工作，需要对部分软件进行重新编写。主要包括初始化程序、扫描程序、执行程序、串口中断调用程序、协议翻译程序等。
            （1）存储单元初始化的特殊要求
            众所周知，测试主程序对系统所用变量进行初始化，包含堆栈栈底的指针设定、寄存器、状态字的初始值设定、串口模式／状态字的初始设置等，但在这里由于 远程通信的特殊情况，具有特殊要求。虽然部分存储单元在从加电到复位完成时，单元值已经被置位，但是仍需再置位。这主要考虑当在平台运行期间，各个寄存器 和存储单元都会有不断变化的新值存入，这样，当进行远端复位操作时，有些存储单元的值不会自动复位，如果按原程序执行就会发生不确定的问题。为保证存储单 元内容的一致性和可控性，对寄存器空间进行初始化是的。
            （2）子程序间的通信机制
            在处理键盘控制和远端控制同步运行时，嵌入式实时操作系统常采用邮箱查询方式。扫描及防抖程序[3]负 责对键盘的操作进行扫描，经抖动和干扰影响后，将键盘值放入35H

    www.

    ，并向邮箱发送“键盘动作事件”的信件；同时，串口通信程 序不间断扫描端口数据，如果判断有命令数据注入，则将命令值放入36H内，同时向邮箱发送。串口命令发生事件”的信件。这样通过对主程序信箱 的查询控制工程网版权所有，如果发现有信件存在，则对信件进行相应翻译，变成机器可以执行的代码

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    ，对设备进行动作调度和相关信息处理。
            3.3 TCP／IP
    端口配置
            TCP／IP端口相当于挂在Internet网上的一块标准网络设备，具有惟一的识别地址，可以接入任意的网段而不受限制。在配置网络参数时， 只要知道通信双方的网络IP和路由，即可以轻松实现网络连接。该模块设置了1 B的缓冲区，通信速率为2 400 b／s，提高了IP包传输效率。
            3.4 远端诊断终端的设计
            远程诊断终端主要为软件程序设计

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    ，该部分采用Visual Basic，HTML等语言进行编写，主要分为2个部分。
            （1）通信模块配置网页的设计及上传   
            在远程测试之前，需

    要对通信模块相关参数进行网络配置


    www.

    ，使远程软件能够对测试终端进行访问和控制操作。本设计采用HTML语言编写了Web网页风格的界 面，上载至模块FLASH存储器，用户可通过浏览器对硬件访问和网络配置。为加强保密，还增添了Password入口参数的设置。
            （2）远端终端主程序的设计
            主程序采用Microsoft Visual Basic语言编写，主要功能包括控制和测试2部分。测试前控制工程网版权所有，先输入分配到的IP地址与要侦听的端口号

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    ，然后根据网络状况，利用VB语言中WinSock 插件的Connect方法在本地计算机与测试平台之间建立一个Socket，以便完成控制等数据的传送和接收。各项操作的运行状态和操作结果都将由当前状 态框实时显示。当本地计算机与远程测试平台连接正常之后，便可以开始测试。
            4、应用验证
            测试通信模块，在单台计算机上建立2个级终端，一个与串口建立连接，另一个与Socket建立连接。在级终端的一窗口内输入数据，另一窗口即时响 应控制工程网版权所有，说明网络接口模块功能正常。其次测试MCU串行通信性能，通过电平转换电路建立与计算机的串口连接，用级终端进行验证。完成后，对全系统进 行联调，行直连试验，即将测试终端与诊断终端通过交叉网线直连，验证功能的正确性；然后将测试平台接入Internet网，通过异地连接，验证功能的 正确性。目前，经过多项调试验证，能够建立诊断终端与测试终端的连接，并可进行异地的各项状态显示、控制测试、复位等功能，实现了原设计目标。



            图3 诊断终端程序测试界面

            5、结 论
            本文介绍的方法，能够非常容易地实现将嵌入式系统与互联网相连。研发人员不用精通TCP／IP协议和具体的网络知识，即可以设计出具有网络功能的电子产 品，大大缩短开发周期。该方法在远程监测、网络监控、远程诊断等方面具有很大的应用空间。目前，该项技术正在向单位相关领域推广。


      随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，大量的居住楼盘、商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市中拔地而起，使城市用电量快速增长。但是www.，在这些民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。本文主要通过设计工作中所遇到的具体工程对无功自动补偿的方式和安装位置作出了分析和比较。
            1 分相自动补偿的必要性
            无功自动补偿按性质分为三相电容自动补偿和分相电容自动补偿。
     &nbs 
    p;      三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。因三相回路平衡，回路中无功电流相同，所以在补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相，根据检测结果，三相同时投切可保证三相电压的质量。三相电容自动补偿适用于有大量的三相用电设备的厂矿企业中。
            在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。
            据有关资料介绍，某地综合楼是集商场、银行、办公、车库、宾馆为一体的一类高层控制工程网版权所有，总建筑面积3.2万m2。主要用电设备有空调机组、水泵、风机及照明灯具等，其中照明灯具均为单相负荷，功率因数在0.45～0.75之间。低压有功计算负荷2815ｋＷ，其中，照明用电有功负荷1086.5ｋＷ，其它负荷基本为空调、风机、水泵、电梯等三相负荷。补偿前无功功率3182ｋｖａｒ，若整体功率因数补偿到0.92，需补偿1982ｋｖａｒ控制工程网版权所有，补偿后无功功率1200ｋｖａｒ。原设计采用低压配电室并联电容器组三相集中自动补偿，工程竣工投入使用后，经常出现仪器、灯具等用电设备烧坏或不能正常使用等情况，影响正常经营和工作。经现场测试，发现低压馈线回路三相负荷不平衡，差距很大，电流差异大www.，大相电流差为900Ａ；检测母线电压，三相母线电压有的高达260Ｖ，有的低到190Ｖ。通过分析是三相电容自动补偿造成的结果。
            对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响CONTROL ENGINEERING China版权所有，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。
            该装置的控制模块和数据采集模块采用新型单片机和大规模集成电路，开关模块采用大功率晶闸管，实现电容器组的零电压投入和零电流切除，无合闸浪涌电流冲击，无火花和谐波干扰。产品特点如下：
            （1）实现了控制模块的数字化和智能化，开关执行单元无触点，确保了控制精度和运行的性；
            （2）全自动分相、分级按需补偿；
            （3）可灵活设定过压、欠压、欠流延时等参数，具有完善的越限报警和过压、欠压、缺相、缺零、谐波越限保护缩闭功能，保证系统运行；
            （4）实时数字式测量、显示电网中的主要参数：功率因数、电压、电流、谐波电压及电流、有功功率及电度、无功功率及电度等；
            （5）带有谐波分析，测量总的谐波失真（ＴＨＤ）以及1～31次谐波电压及电流
    www.
    ，为治理谐波提供准确的数字依据；
            （6）采用“自愈式”电容器，具有使用寿命长、性强、温升小、专门散热装置等优点； （7）具有数据采集功能和标准的通信接口（ＲＳ232），可实现远程实时监测和计算机联网管理；
            （8）采用模块化结构设计，易于维护和升级。
            从上述产品的功能可以看出，智能三相自动无 
    功补偿能自动检测各相负载的功率因数，同时自动分相投入各相所需的电容补偿量，以使各相的无功功率补偿达到状态，对于大量使用单相用电负荷，易产生三相不平衡的用电单位如住宅小区、宾馆、饭店、大型商场等民用建筑的配电系统有改善功率因数、提高电网效率、改善电压质量、节约用电、增大变压器有功容量等显著效果
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    ，较大程度满足了“电网绿化”的要求。2 分组电容自动补偿的应用在低压电网中大量的用电设备为电感性，尤其是在大面积、大开间的商场、办公楼等日常生活和办公场所，大都会采用发光效果好的荧光灯进行人工照明。荧光灯具有光效好、寿命长、等特点，属光源。目前，民用建筑工程中大量使用电感型镇流器荧光灯，它具有、寿命长、维修工作量少、投资少等优点，但其启动时间长，功率因数低，约为0.5～0.6，自身损耗大，加大了供配电系统网络损耗，造成了能源的浪费。
            通过电容补偿的方式来解决大面积商场、楼的感性负荷功率因数低的问题是目前设计中常用的方法。
            我们在设计中通常的做法有两种：在变配电所设置集中高压或低压补偿柜，对系统进行补偿，虽能满足供电部门对并网功率因数的要求，但对以下各级分支电路不作补偿，因此低压配电线路中无功电流大，从而造成线路截面和配电开关容量不能减小，且不能保证整个低压系统的供电质量；另一种做法是在每台用电设备或每盏照明灯具内设置电容器个别单进行补偿，这种方式效果较好，对于厂矿企业使用的单台大容量用电设备比较适用，但对于大型商场等民用建筑来说，补偿投资成本太大，性价比低，安装分散
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    ，造成后期维修量大、维修困难，且电容器利用率低，实际应用并不理想，所以很少采用。
            在目前低压补偿电容器技术和制造质量、自动投切装置有了很大提高的前提下，笔者认为在这类民用建筑的配电系统中分组设置补偿电容，即根据建筑使用功能分区www.，用电较集中、电气设备功率因数较低的配电箱处设置电容补偿装置较为适宜。
            分组补偿可提高设备利用率
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    ，减少配电系统容量
            视其功率Ｓ＝，由此可知在有功功率不变的前提下，提高功率因数可降低无功功率，减小配电系统的容量。
            当功率因数由0.65提高到0.92时，设备利用率为：
            η＝×100％＝×100％＝29.35％即补偿后设备利用率提高了29.35％。
            在选用型号及截同的电缆时，减少了线路损耗
            根据公式：Ｉ＝，线损Ｐ＝Ｉ2Ｒ，则：
            ΔＰ＝2Ｒ－2Ｒη＝＝×100％＝×100％＝50.08％即补偿后线路损耗降低了50.08％。
            2 分组补偿的可行性
            下面结合工程应用举例说明分组补偿的可行性。
            某地新华书店大楼由商场、书店营业厅、餐饮、宾馆、地下车库、办公室组成www.，属一类高层，功能较复杂。其中1～6层为书店营业厅
    www.
    ，单层面积约2800m2（标准层，每层均相同），其照明采用电感类荧光灯，功率因数较低。方案设计时只在变电所设集中补偿柜.
            1～6层配电照明箱由变配电所采用一回路供电CONTROL ENGINEERING China版权所有，开关为1250Ａ，空气绝缘母线槽选用一段1250Ａ，每层配电照明箱进线开关选用250Ａ；分组每层设电容补偿比在变配电所设集中补偿柜电容器总容量要高出20％左右。但减少了开关、供电线路的投资，这部分费用相对于电容器的投资要高许多。每层在配电照明箱处设电容 
    补偿并不增加配电箱的数量控制工程网版权所有，只需将配电照明箱的尺寸加大www.，电容器装于箱内，这样也节省了低压配电室内电容补偿柜的占地面积。另因为补偿电容配置了智能控制器，产品模块化，具有数据采集功能和标准的通信接口（ＲＳ232），可实现远程实时监测和计算机联网管理，便于检测、维护和升级。
            从上述举例可看出，根据各层配电照明箱的设置分组装设电容补偿的方式较好地解决了集中和个别设置补偿造成的线路中无功电流增大、相应配电线路截面及开关容量加大和补偿投资成本大、安装分散、后期维修量大、维修困难等问题。对于大型商场、写字楼等大量使用低功率因数设备的民用建筑设计应根据具体情况采用分组设置电容补偿方式比较合理。


        1、 项目概况
            上海石化聚烯烃装置配电系统包含5个配电站，分别为4PE(6kV)子站www.，3PP(6kV)子站www.，循环水场(6kV)子站www.，掺混料仓(6kV)子站和35kV总降子站。35kV总降有2回35kV进线、2台主变和2回10kV出线。其他子站均为2回6kV进线，单母分段接线，6kV出线共有约75回

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    ，需遥控的400V开关16回。
            整个监控系统采用计算机综合自动化模式，包含一个控制和5个子站。其中子站按无人值班方式设计。高压部分采用阿尔斯通综合保护装置，400V进线部分采用低压测控装置，其余监控和计算机系统采用NAS900电站综合自动化系统。整个系统采用全分布开放式系统结构，实现了与厂级MIS系统的数据交换。
           & 
    nbsp;2、 设计原则
            (1)上海石化聚烯烃装置配电自动化系统采用微机综合自动化系统模式，保证电站能够实现“无人值班”(少人值守)；硬件设备采用适合工业环境、技术、维护方便、性能价格比高的工控机，并且系统内功能相同的单元，采用型号、参数一致的装置或机型。
            (2)上海石化聚烯烃装置配电自动化系统采用全分布开放式结构，本着、、经济、适用、技术和便于扩充的原则，整套系统的生产、安装、试验、运行均满足相应的标准。
            (3)自动化系统采用IEEE802．3以太网结构，并且挂在以太网上每一台计算机均采用bbbbbbSNT操作系统。系统的设计和设备的选型充分考虑工业界的新成果，系统软件采用全中文界面。
            (4)系统主要节点和主要设备采用冗余配置，操作员工作站和主站至子站的通讯系统都采用冗余配置控制工程网版权所有，并且处于热备用状态。使系统具有高的性。系统的某一局部故障或元件损坏不会影响其他部分的正常运行或引起误动作。
            (5)自动化系统应适应电站现场环境的要求，并且满足电站的运行人员的操作习惯。该系统以手动，下层的方式或业主要求的其他工作方式设置必要的硬件和软件，使运行操作人员在各控制层之间、计算机控制与简化的常规控制设备之间能方便地选择对设备的控制权，对无权控制的控制设备进行闭琐。
            3、 系统构成
            上海石化聚烯烃装置配电自动化系统配有一个控制
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    ，5个控制子站。5个子站分别为4PE(6kV)子站www.，3PP(6kV)子站www.，循环水厂(6kV)子站www.，掺混料仓(6kV)子站和35kV总降子站。系统构成图如图所示。

            3．1控制子站
            子站设备中，35kV、10kV和6kV部分采用阿尔斯通综合保护测控装置完成保护和测控功能。400V进线和分段开关采用低压测控单元SCl50和PM300完成测控功能。其他温度、转速、直流号和400V出现等由NAS811测控单元完成测控功能。
            所有子站控制单元均采用同一种模式组屏，即以一体化工控机为CONTROL ENGINEERING China版权所有，通过KITZl01规约转换器与阿尔斯通综合保护测控装置通讯；通过DCl50与SCl50低压测控单元通讯；通过422／485总线与Pbt300和NAS811测控单元通讯，完成实时数据采集、数据处理、控制调节、人机接口，事件打印，还负责向控制传送实时数据和完成控制下达的遥控指令。的信息包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、直流电压、主变温度、电动机温度、转速、开关位置、小车位置、各种告警／事故信号等实时信息。
            3．2控制
            控制由2台操作员工作站、一台通讯管理机和模拟屏构成。2台操作员工作站和通讯管理机以100M以太网连接。
            2台操作员工作站以双机冗余方式，负责各子站数据的采集和处理及对各子站设备的控制操作。其主要功能包括：
            (1)实时数据采集两台主机分别通过立的通道，采用部颁CDT规约与5个子站通讯，通讯内容除了子站采集的实时数据外，还包括各子站系统的工作状况。
            (2)监视与控制以各种图形方式显示各子站设备的运行状态、告警信号、事故信号和计算机系统的运行状态 
    。授权的操作员可通过人机界面对各子站设备遥控操作。
            (3)制表打印可根据用户不同要求修改报表格式和统计周期。
            (4)数据服务为通讯管理机提供实时数据，以刷新模拟屏和厂级MIS系统数据。
            (5)模拟号复归可进行模拟屏音响复归和查灯。
            通讯管理机负责模拟屏的驱动和与厂级MIS系统的数据服务同时兼作“五防”主机。
            “五防”系统以通讯方式与主机进行对位模拟，操’作员在进行了准确的模拟操作后，可生成操作票，模拟操作过程中，五防系统按照用户设定的逻辑闭锁条件进行合理性检查，当用户拟进行的操作违反闭锁条件时
    www.
    ，五防系统将给出警告
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    ，并提示具体原因。五防系统还具有操作票管理功能。用户可将已有操作票打开并修改后，根据现时的系统运行状态检查操作票的合理性控制工程网版权所有，若系统状态满足此操作票的操作任务所需条件，则可直接出票。
            模拟屏除可显示各子站运行工况外，还具有预告和事故音响告警功能。
            4、 运行情况和系统特点
            上海石化聚烯烃配电自动化系统自2001年10月35kV总降和控制成功投运以来，系统运行情况良好，各项技术指标达到设计要求，为提高石化配电管理的性和自动化水平作出了贡献。
            本综合自动化系统特点：
            (1)性高。除设备选型时考虑选用适合工业环境、技术的工业用产品外，系统的重要环节采用冗余配置
    www.
    ，提高了系统的性。
            (2)系统的兼容性和扩充性好。整个系统采用开放式设计www.，使其与其他装置的联接能力大大提高。系统除可接入各种交流量、直流量和信号量外，还以通信方式与各种保护测控装置交换信息，并为将来的系统扩充留有备用接口。
            (3)实现了与厂级MIS系统的信息交换。
            (4)具有模拟操作和操作票管理功能，降低了误操作的可能性，使倒闸操作的性大大提高。
            (5)系统具有完善的自检、互检、自动切换和自恢复功能。
            (6)在上位机系统软件中实现了控制回路断线的延时报警功能。


    随着工业设备自动化控制技术的发展，可编程控制器（PLC）在工业设备控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的性直接影响到企业的生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统运行的关键。本文详细介绍了影响PLC运行的干扰类型及来源，并提出抗干扰设计的实施策略。
    自动化系统所使用的各种类型PLC中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，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。要提高PLC控制系统性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、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。

    1. 电磁干扰类型及其影响
    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波形性质来划分。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，可分为持续噪声、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。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电时，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，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，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

    2. 电磁干扰的主要来源
    2.1 来自空间的辐射干扰
    空间辐射电磁场（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系统置于其射频场内，就会受到辐射干扰，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；二是对PLC通信网络的辐射，由通信线路感应引入干扰。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
    2.2 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为严重，主要有下面三类：
    类是来自电源的干扰。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，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流，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，但因其机构及制造工艺等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。
    二类是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，这种往往非常严重。
    由信号引入的干扰会引起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。
    三类是来自接地系统混乱的干扰。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。当发生异常状态如雷击时，地线电流将大。
    此外，屏蔽层、接地线和大地可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内会出现感应电流，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。
    2.3 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、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制造厂家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。
    3. 抗干扰设计
    为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径、提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
    PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以考虑，并结合具体情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行性。进行具体工程的抗干扰设计时，应主要注意以下两个方面。
    3.1 设备选型
    在选择设备时，要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统；其次还应了解生产厂家给出的抗干扰指标，如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等；另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。
    在选择国外进口产品要注意，我国是采用220V高内阻电网制式，而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大，零点电位漂移大，地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上，对系统抗干扰性能要求高。在国外能正常工作的PLC产品在国内工业就不一定能运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准（GB/T13926）合理选择。
    3.2 综合抗干扰设计
    主要考虑来自系统外部的几种抑制措施，内容包括：对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是动力电缆应分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外还利用软件手段，进一步提高系统的性。

    4. 主要抗干扰措施
        4.1 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的电源，而对于变送器供电电源以及和PLC系统有直接电气连接的仪表供电电源，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，为保证电网馈电不中断，可采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的性。而且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。
    4.2 正确选择电缆的和实施敷设
    为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干扰，笔者在某工程中采用了铜带铠装屏蔽电力电缆，降低了动力线产生的电磁干扰，该工程投产后了满意的效果。
    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敷设，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敷设，以减少电磁干扰。
    4.3 硬件滤波及软件抗干扰措施
    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；在信号两间加装滤波器可减少差模干扰。
    由于电磁干扰的复杂性，要根本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，进一步提高系统的性。常用的一些提高软件结构性的措施包括：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，设置软件保护等。
    4.4 正确选择接地点，完善接地系统
    接地的目的通常有两个，一为了，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。
    系统接地有浮地、直接接地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，各装置的柜体接地点以单的接地线引向接地。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）连接各装置的柜体接地点，然后将接地母线直接连接接地。接地线采用截面大于22mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地的接地电阻小于2Ω，接地埋在距建筑物10?15m远处，而且PLC系统接地点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蔽电缆连接时，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地。

    5. 本文小结
    PLC控制系统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，保证工业设备运行。


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