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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

    唐山西门子PLC模块CPU供应商

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2025-03-04
  • 阅读量:17
  • 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

    唐山西门子PLC模块CPU供应商详细内容


    唐山西门子PLC模块CPU供应商


    PLC加密的方式:

     通过编程软件将密码(明文)同程序文件一起写入PLC中。在用编程软件连接PLC时,提示输入密码,然后PLC返回实际密码,在编程软件内部实现密码的比较。此种加密方法在写入PLC中的密码没用经过任何加密计算。比较容易破解!                                                                                                             
     通过编程软件将密码同程序文件一起写入PLC中。写入PLC的密码(密文)在编程软件内部经过一定的加密计算(大都是简单的加密算法)。在用编程软件连接PLC时,提示输入密码,然后PLC返回密文密码,在编程软件内部实现密文的比较。此种加密方法,破解有一定的难度!需要跟踪分析编程程序,找出加密算法。
    通过编程软件将密码明文同程序文件一起写入PLC中,由PLC对密码明文进行加密计算出密文存储在PLC内部。在用编程软件连接PLC时,提示输入密码,PLC不用返回密文,在PLC内部实现密文的比较。这种加密方式也不易实现,需要PLC硬件及PLC操作系统支持。此种加密方式难破解。
     
    PLC的解密方法:

    直接监视通讯口,找出明文密码。
    监视通讯口、跟踪编程软件,找出密码明文与密文的关系(算法)。
    目前没有十分有效的方法。
    各种破解需要一定的技巧及经验、相关软件,真正的高手不屑于此。写此篇文章的目的不是要教大家如何破解,只是看不惯某些收费PLC密码的人,提醒PLC厂家提高密码的保密强度。

    如果把金字塔结构与NBS模型或ISO模型比较一下,就会发现,PLC及其网络发展到现在,已经能够实现NBS模型/ISO模型要求的大部分功能,至少可以实现4级以下的功能。 PLC
    PLC要提供金字塔功能或者说要实现NBC/ISO模型要求的功能,采用单层子网显然是不行的。因为不同层次实现的功能不同,所承担的任务的性质不同,导致他们对通信的要求也就不一样。在上层所传送的主要是些生产管理信息,通信报文长,每次传输的信息量大,要求的通信的范围也比较广,但对通信实时性的要求却不高。而在底层传送的主要是过程数据及控制命令,报文不长,每次通信量不大,通信距离也比较近,但对实时性及性的要求比较高。中间层对通信的要求正好居于两者之间。 PLC
    由于各层对通信的要求相差甚远,如果采用单级子网,只配置一种通信协议,势必顾此失彼,无法满足所有各层通信的要求。只有采用多级通信子网,构成复合型拓扑结构,在不同级别的子网中配置不同的通信协议,才能满足各层对通信的不同要求。
    PLC网络的分级与生产金字塔的分层不是一一对应的关系,相邻几层的功能,若对通信要求相近,则可合并,有一级子网去实现。采用多级复合结构不仅使通信具有适应性,而且具有良好的可扩展性,用户可以根据投资情况及生产的发展,从单台PLC到网络,从底层向高层逐步扩展。下面具几个有代表性公司的PLC网络。
    一、A-B公司的PLC网络
    A-B公司是大的PLC制造商,占据全美市场份额45%。图1表示了A-B公司的PLC网络,采用的是3级总线复合型拓扑结构。底一级为远程I/O系统,负责收集现场信息,驱动执行器,在远程I/O系统中配置周期I/O通信机制。中间一级为高速数据通道DH+(或DH,DHⅡ),负责过程监控,在高速数据通道中配置令牌总线通信协议。一级可选用Ethernet(以太网)或者MAP网,这一级负责生产管理。在Ethernet网中配置以太网协议,在MAP网中配置MAP规约。
     

    二、SIEMENS公司的PLC网络
    西门子公司是欧洲大的PLC制造商,在大中型PLC市场上,西门子与A-B公司的产品齐全。图2表示了西门子公司的S7系列PLC网络,采用3级总线复合型结构,底一级为远程I/O链路,负责与现场设备通信,在远程I/O链路中配置周期I/O 通信机制。中间一级为Profibus现场总线或主从式多点链路。前者是一种新型现场总线,可承担现场、控制、监控三级的通信,采用令牌方式与主从轮询相结合的存取控制方式;后者是一种主从式总线,采用主从轮询使通信。一层为工业以太网,负责传送生产管理信息。在工业以太网通信协议的下层中配置以802.3为的以太网协议,在上层向用户提供TF接口,实现AP协议与MMS协议。 PLC资料网

    三、MODICON公司的PLC网络
    20世纪90年代初德国奔驰集团属下的AEG公司全资收购了MODICON公司,现在称之为AEG-MODICON。MODICON的PLC产品在美国市场上所占份额居二位。图3表示了AEG-MODICON的PLC网络,采用了3级总线复合型的拓扑结构。其一级为Ethernet或MAP网,分别配置Ethernet(DECent)协议及MAP规约,负责传输生产管理信息。下一级为远程I/O链路,采用周期I/O方式通信,负责PLC与现场设备的通信。中间一级为Modbus+或者Modbus网,配置Modbus协议,采用主从方式通信。


    1、引言

    在工业自动化控制系统中,为常见的是PLC变频器的组合应用,并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法,其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用:因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。但是,RS-485的通讯解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、时处理和出错重发等一系列技术问题,一条简单的变频器操作指令,有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现,编程工作量大而且繁琐,令设计者望而生畏。

    本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法:它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块;在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”,编写4条其简单的PLC梯形图指令,即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制,通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简捷便利,易掌握。本文以三菱产品为范例,将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。

    2、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置

    2.1系统硬件组成

    FX2N系列PLC(产品版本V3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-CV3.00版);

    FX2N-485-BD通讯模板1块(长通讯距离50m);

    或FX0N-48DP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(长通讯距离500m);

    FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内);

    带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等,可以相互混用,总数量不过8台;三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。);

    RJ45电缆(5芯带屏蔽);

    终端阻抗器(终端电阻)100Ω;

    选件:人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。

    2.2硬件安装方法

    (1)用网线压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接;另一头则按图1~图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模板,未使用的2个P5S端头不接。

    (2)揭开PLC主机左边的面板盖,将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。

    (3)将RJ45电缆分别连接变频器的PU口,网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻,以由于信号传送速度、传递距离等原因,有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。

    2.3变频器通讯参数设置

    为了正确地建立通讯,在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR-SW1-SETUP-WE在PU口进行。

    参数设定完成后,通过PLC程序设定指令代码、数据和开始通讯,允许各种类型的操作和监视。

    2.5变频器数据代码表举例

    2.6PLC编程方法及示例

    (1)通讯方式

    PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯,PLC为主机,变频器为从机。1个网络中只有一台主机,主机通过站号区分不同的从机。它们采用半双工双向通讯,从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据。

    (2)变频器控制的PLC指令规格

    (3)变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释

    LDM8000运行监视;

    EXTRK10K0H6FD0EXTRK10:运行监视指令;K0:站号0;H6F:频率代码(见表1);D0:PLC读取地址(数据寄存器)。

    指令解释:PLC一直监视站号为0的变频器的转速(频率)。

    (4)变频器运行控制的PLC语句表程序示例及注释

    LDX0运行指令由X0输入;

    SETM0置位M0辅助继电器;

    LDM0

    EXTRK11K0HFAH02EXTRK11:运行控制指令;K0:站号0;HFA:运行指令(见表1);H02:正转指令(见表1)。

    ANDM8029指令执行结束;

    RSTM0复位M0辅助继电器。

    指令解释:PLC向站号为0的变频器发出正转指令。

    (5)变频器参数读取的PLC语句表程序示例及注释

    LDX3参数读取指令由X3输入;

    SETM2置位M2辅助继电器;

    LDM2

    EXTRK12K3K2D2EXTRK10:变频器参数读取指令;K3:站号3;K2:参数2-下限频率(见表2);D2:PLC读取地址(数据寄存器)。

    ORRSTM2复位M2辅助继电器。

    指令解释:PLC一直读取站号3的变频器的2号参数-下限频率。

    (6)变频器参数写入的PLC语句表程序示例及注释

    LDX1参数变指令由X3输入;

    SETM1置位M1辅助继电器;

    LDM1

    EXTRK13K3K7K10EXTRK13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K7:参数7-加速时间(见表2);K10:写入的数值。

    EXTRK13K3K8K10EXTRK13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K8:参数8-减速时间(见表2);K10:写入的数值。

    ANDM8029指令执行结束;

    RSTM1复位M1辅助继电器。

    指令解释:PLC将站号3的变频器的7号参数-加速时间、8号参数-减速时间变为10。

    3、三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比

    3.1PLC的开关量信号控制变频器

    PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位;也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。但是,因为它是采用开关量来实施控制的,其调速曲线不是一条连续平滑的曲线,也无法实现精细的速度调节。这种开关量控制方法,其调速精度无法与采用扩展存储器通讯控制的相比。

    3.2PLC的模拟量信号控制变频器

    硬件:FX1N型、FX2N型PLC主机,配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板;或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A;或两路输出的FX2N-2DA;或四路输出的FX2N-4DA模块等。

    优点:PLC程序编制简单方便,调速曲线平滑连续、工作稳定。

    缺点:在大规模生产线中,控制电缆较长,尤其是DA模块采用电压信号输出时,线路有较大的电压降,影响了系统的稳定性和性。另外,从经济角度考虑,如控制8台变频器,需要2块FX2N-4DA模块,其造价是采用扩展存储器通讯控制的5~7倍。

    3.3PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器

    这是使用得为普遍的一种方法,PLC采用RS串行通讯指令编程。

    优点:硬件简单、造价,可控制32台变频器。

    缺点:编程工作量较大。从本文的二章可知:采用扩展存储器通讯控制的编程其简单,从事过PLC编程的技术人员只要知道怎样查表,仅仅数小时即可掌握,增加的硬件费用也很低。这种方法编程的轻松程度,是采用RS-485无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的。

    3.4PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器

    三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。

    优点:Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。

    缺点:PLC编程工作量仍然较大。

    3.5PLC采用现场总线方式控制变频器

    三菱变频器可内置各种类型的通讯选件,如用于CC-bbbb现场总线的FR-A5NC选件;用于ProfibusDP现场总线的FR-AP(A)选件;用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。

    优点:速度快、距离远、、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。

    缺点:造价较高,远远采用扩展存储器通讯控制的造价。

    综上所述,PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能的优势;若配置人机界面,变频器参数设定和监控将变得加便利。

    1台PLC和不多于8台变频器组成的交流变频传动系统是常见的小型工业自动化系统,广泛地应用在小型造纸生产线、单面瓦楞纸板机械、塑料薄膜生产线、印染煮漂机械、活套式金属拉丝机等各个工业领域。采用简便控制方法,可以使工程方案拥有通讯控制的诸多优势,又可省却RS-485数据通讯中的诸多繁杂计算,使工程质量和工作效率得到大的提高。但是,这种简便方法也有其缺陷:它只能控制变频器而不能控制其它器件;此外,控制变频器的数量也受到了限制。

    4、结束语

    本文较为详细地介绍了PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的简便方法,并综合评述了三菱PLC控制变频器的各种方法。深入了解这些方法,有助于提高交流变频传动控制系统设计的科学性、性和经济性。读者可以根据系统的具体情况,选择合适的方案。本文介绍的简便方法尽管有其缺陷,但仍不失为一种有推广的好方法。


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    在了解了程序结构和编程方法的基础上,就要实际地编写PLC程序了。PLC控制系统设计需要经历如下过程。

    (一)分析被控对象并提出控制要求

    详细分析被控对象的工艺过程及工作特点,了解被控对象机、电、液之间的配合,提出被控对象对PLC控制系统的控制要求,确定控制方案,拟定设计任务书。

    (二)确定输入/输出设备

    根据系统的控制要求,确定系统所需的全部输入设备(如:按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等)和输出设备(如:接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等),从而确定与PLC有关的输入/输出设备,以确定PLC的I/O点数。

    (三)选择PLC

    PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择,详见本章二节。

    (四)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

    1.分配I/O点

    画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表,该部分也可在2步中进行。

    2.设计PLC外围硬件线路

    画出系统其它部分的电气线路图,包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。

    由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

    (五)程序设计

    1.程序设计

    根据系统的控制要求,采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线,逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序,逐步完善系统的功能。除此之外,程序通常还应包括以下内容:

    (1)初始化程序。在PLC上电后,一般都要做一些初始化的操作,为启动作必要的准备,避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有:对某些数据区、计数器等进行清零,对某些数据区所需数据进行恢复,对某些继电器进行置位或复位,对某些初始状态进行显示等等。

    (2)检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对立,一般在程序设计基本完成时再添加。

    (3)保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分,认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。

    2.程序模拟调试

    程序模拟调试的基本思想是,以方便的形式模拟产生现场实际状态,为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同,模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。

    (1)硬件模拟法是使用一些硬件设备(如用另一台PLC或一些输入器件等)模拟产生现场的信号,并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端,其时效性较强。

    (2)软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序,模拟提供现场信号,其简单易行,但时效性不易保证。模拟调试过程中,可采用分段调试的方法,并利用编程器的监控功能。

    (六)硬件实施

    硬件实施方面主要是进行控制柜(台)等硬件的设计及现场施工。主要内容有:

    1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。

    2)设计系统各部分之间的电气互连图。

    3)根据施工图纸进行现场接线,并进行详细检查。

    由于程序设计与硬件实施可同时进行,因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。

    (七)联机调试

    联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进,从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求,则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。

    全部调试完毕后,交付试运行。经过一段时间运行,如果工作正常、程序不需要修改,应将程序固化到EPROM中,以防程序丢失。

    (八)整理和编写技术文件

    技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等.


    PLC作为新一代的工业控制器,由于具有通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程简单易学等优点,因而广泛应用于电力、机械、纺织、电子、交通运输、石油化工等行业的自动控制系统中。PLC是专门为工业控制设计的,在设计和制造过程中采取了多层次的抗干扰措施,使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作,运行的稳定性和性很高。PLC整机的平均无故障时间可达几十万小时。

    随着相关技术的发展,PLC的功能也越来越强,使用越来越方便。但是,整机的性高只是保证系统工作的前提,在设计和安装PLC系统的过程中还要采取相应的措施,才能保证系统工作。如果PLC的工作环境过于恶劣,如温度过高、湿度过大、振动和冲击过强,以及电磁干扰严重或安装使用不当等,都会直接影响PLC的正常、和运行。如果外围电路的抗干扰措施不当,整个控制系统的性就大大降低。因此,在系统设计时应予以充分的考虑,在硬件上进行适当的配置,并辅以相应的软件,以实现系统故障的防范。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整个系统运行的关键。因此,分析研究PLC应用中的性和抗干扰技术是十分必要的。要提高PLC控制系统的性,既要在硬件上采取措施,又要在软件上设计相应的保护程序。

    1.PLC控制系统中的干扰源

    PLC系统的干扰源根据其来源分为内部干扰源和外部干扰源两类,一般主要包括以下几个方面。

    (1)来自电气控制柜设备内部的干扰

    ①来自PLC系统内部的干扰,主要由PLC系统内部元器件及电路间的电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,数字地、模拟地和系统地处理不当而相互影响,以及元器件间的相互不匹配使用等。这属于PLC制造商对系统内部进行电磁兼容设计的内容,作为使用者是无法改变的。

    ②电气控制柜中使用诸如大功率变频器和交流接触器等容易产生干扰的器件。此类干扰有电路参数和工作点选择不当而引起的震荡或波形畸变、快速上升的脉冲源以及在信号传送时阻抗的不匹配、器件的物理噪声(如元件热噪声、触点热电势等)。

    ③由于元器件布局不合理造成的内部信号相互串扰。如线路中存在的电容性元件引起的寄生振荡以及由于电路逻辑设计和系统电气设计不合理所产生的干扰。

    (2)来自电气控制柜外部的干扰

    ①来自电源的干扰。由于PLC系统的正常供电电源均由电网供电,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,如高压断路器、隔离开关、大容量变压器等的影响,大型电力设备起停和交直流传动装置引起的谐波,各种电气设备(电动机、空气开关等)、电焊机及电力系统的短路故障等,都通过输电线路传到电源原边。PLC电源通常采用隔离电源,但制造工艺等因素使其隔离性并不理想。由于分布电容的存在,隔离是不可能的。

    ②来自信号线引入的干扰。与PLC控制系统连接的各类信号线除了传送各类有效的信息之外,还会受到空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰。这类干扰信号会引起PLC的I/O信号工作异常。

    ③来自接地系统的干扰。由地线侵入的静电耦合或电磁耦合可对系统产生干扰。在PLC控制系统中,由于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,形成共模噪声,影响系统正常工作。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。若系统地与其他接地处理混乱,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。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。错误的接地不仅会引入干扰信号,接地线本身还会成为天线向外辐射噪声,干扰PLC控制系统的正常工作。

    ④按钮、继电器等工作时触点间产生的电弧、静电产生的火花放电、外界的高频加热器、高频淬火设备、杂乱的无线电波信号等带来的干扰等。

    (3)其他干扰

    ①雷击造成的过电压和过电流。

    ②温度变化引起的接触电阻的变化。

    ③机械振动。

    2.干扰途径

    PLC控制系统受到干扰的主要途径有电源线、输入/输出线和空间传播等。电源受干扰后,PLC控制系统的供电质量变差,会引起PLC控制失灵。输入/输出线受干扰后,会出现输入/输出控制紊乱。空中干扰主要以电磁感应和静电感应形式使PLC的CPU出现误操作。

    3.PLC控制系统中的抗干扰措施

    PLC控制系统的性设计在系统设计中占有重要地位,在实际设计中,应根据应用系统的具体特点和应用环境的具体条件,灵活地选择行之有效的性设计技术和抗干扰措施,、合理地考虑系统的软件和硬件设计,从总体上提高系统的抗干扰能力和性。

    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,合理有效地抑制干扰,对有些干扰情况还需做具体分析。在实际开发过程中,应充分考虑到对PLC的各种不利因素,在硬件、软件的设计和安装中采取适当的保护措施,才能保证控制系统、地运行。

    要提高PLC控制系统的性,针对干扰产生的原因,从设计阶段就采取相应的抑制措施,常见的措施有提高装置和系统的抗干扰能力、抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径等,

    工程设计人员仅仅了解抗干扰的原则,掌握抗干扰的基本措施还不够,许多情况下干扰源对系统的干扰不是那么明显,应综合考虑各方面的因素,在实践中不断总结。在实际的工程设计中通常采用的主要抗干扰措施有:

    (1)选择抗干扰能力强的产品

    在控制系统的设备选型阶段,考虑到各厂家PLC抗干扰性能的优劣,选型时就需选择有较高抗干扰能力的产品,其包括了电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC),尤其是抗外部干扰的能力,如采用浮地技术、隔离性能好的PLC。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。另外的方法是考察该型号PLC在类似工作环境中的使用情况。

    (2)采用性能好的电源,抑制电网干扰

    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。PLC系统的供电电源一般都采用隔离性能较好的电源,变送器的电源及与PLC有直接电气连接的仪表的供电电源应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的产品,以减少对PLC系统的干扰。

    此外,PLC电源要与整个供电系统的动力电源分开,一般在进入PLC系统时加屏蔽隔离变压器。屏蔽隔离变压器的次级侧至PLC系统间采用不小于2mm2的双绞线。屏蔽体一般位于一、二次侧两线圈之间并与大地连接,这样就可线圈间的直接耦合。另外,电源谐波比较严重时,可在隔离变压器加滤波器来电源的大部分谐波。必要时可在供电的电源线路上接入低通滤波器,以滤去高频干扰信号。滤波器应放在隔离变压器之前,即先滤波后隔离。分离供电系统,将控制器、I/O通道和其他设备的供电采用各自的隔离变压器分离开来,也有助于抗电网干扰。

    (3)电缆的选择和敷设

    PLC控制系统的线路中有电源线、输入/输出线、动力线和接地线,布线不当则会造成电磁感应和静电感应等干扰,因此按照特定的要求布线。动力电缆为高压大电流线路,PLC系统的配线靠近时会受到干扰,因此布线时要将PLC的输入/输出线与其他控制线分开,不要共用一条电缆。开关量信号线与模拟量信号线也应分开布线,而且后者应采用屏蔽线,并且将屏蔽层接地。数字传送线也要采用屏蔽线,并且要将屏蔽层接地。外部布线时应将控制电缆、动力电缆、输入/输出线分开且单布线,相互之间一般应保持30cm以上的间距。当实际情况只能允许在同槽布线时,就用金属板把控制电缆、动力电缆、输入/输出线间隔开来并屏蔽,金属板还接地。隔离变压器二次侧的电源线要采用2mm2以上的铜芯聚绝缘双绞软线。经过这样处理的电源线、输入/输出线与动力线就可以减少外界磁场及相互之间的干扰。

    (4)安装中的抗干扰措施

    PLC控制系统所处的环境对其自身的抗干扰也有一定的关系,因此在安装时应注意以下几个方面。

    ①滤波器、隔离稳压器应设在PLC控制柜的电源进线口处,不让干扰进入控制柜内,或尽量缩短进线距离。

    ②PLC控制柜应尽可能远离高压柜、大动力设备和高频设备。

    ③PLC要尽可能远离继电器之类的电磁线圈和容易产生电弧的触点。

    ④PLC要远离发热的电气设备或其他热源,并放在通风良好的位置上。

    ⑤PLC的外部要有的措施,以防止雨水进入,造成机器损坏。

    (5)正确选择接地点,完善接地系统

    接地的目的通常有两个,一是为了,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。

    系统接地方式有浮地方式、直接接地方式和电容接地3种。PLC控制系统属于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控制系统的接地线一般采用一点接地和串联一点接地的方式,单接地,也可以与其他设备公共接地,但严禁与其他设备串连接地。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的方式,即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20mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地的接地电阻应小于2Ω,接地埋在距建筑物10~15m远处,而且PLC系统的接地点与强电设备的接地点相距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。连接接地线时,应注意以下几点:

    ①PLC控制系统单接地。

    ②PLC系统的接地端是抗干扰的中性端子,正确接地可以有效电源系统的共模干扰。

    ③PLC系统的接地线至少用20mm2的接地线,以防止感应电的产生。

    ④输入/输出信号电缆的屏蔽线应与接地端子连接,且接地良好。

    (6)外围设备干扰的抑制

    ①PLC输入/输出端子的保护

    当输入信号源为感性元件,输出驱动的负载为感性元件时,对于直流电路应在其两端并联续流二管。对于交流电路,应在其两端并联阻容吸收电路。其作用是为了防止在感性输入或输出电路断开时产生很高的感应电势或浪涌电流对PLC输入/输出端和内部电源的冲击,若PLC的驱动元件主要是电磁阀和交流接触器线圈,应在PLC输出端与驱动元件之间增加光电隔离的过零型固态继电器。

    ②输入/输出信号的防错

    当输出元件为双向晶闸管或晶体管而外部负载又很小时,因为这类输出元件在关断时有较大的漏电流,使输入电路和外部负载电路不易关断,导致输入/输出信号的错误,为此应在这类输入/输出端并联旁路电阻,以减小PLC的输入电流和外部负载上的电流。

    ③漏电流

    当采用接近开关、光电开关等直流两线式传感器输入信号时,若漏电流较大,应考虑由此而产生的误动作,使PLC输入信号不能关断。一般在PLC的输入端子上接一旁路电阻,以减少输入阻抗。同样用双向晶闸管输出时,为避免漏电流等原因引起的输出元件关断不了,也可以在输出端并联一旁路电阻。

    ④浪涌电压

    在PLC触点(开关量)输出的场合,不管PLC本身有无抗干扰措施,都应采用RC吸收回路(交流负载)或并接续流二级管(直流负载),以吸收感性负载产生的浪涌电压。

    ⑤冲击电流

    用晶体管或双向晶闸管输出模块驱动白炽灯之类的负载时,为保护输出模块,应在PLC输出端并接旁路电阻或与负载串联限流电阻。

    (7)电磁干扰的抑制

    根据干扰模式的不同,PLC控制系统的电磁干扰分为共模干扰和差模干扰。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等在信号线上感应的电压叠加所形成。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,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这是PLC系统I/O模块损坏率较高的主要原因)。这种共模干扰可为直流,也可为交流。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的感应以及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压。这种电压叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。为了保证PLC控制系统在工业环境中免受或减少电磁干扰,一般采用隔离和屏蔽的方法。

    (8)软件抗干扰措施

    由于电磁干扰的复杂性,要根本干扰的影响是不可能的,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。

    由于噪声、开关的误动作、模拟信号误差等因素的影响,PLC的外部开关量和模拟量输入信号会出现错误,引起程序判断失误,造成事故。当按钮、开关作为输入信号时,则不可避免产生抖动。如果输入信号是继电器/接触器触点,有时会产生瞬间跳动,引起系统误动作。在这种情况下,可采用定时器延时来去掉抖动,定时时间根据触点抖动情况和系统要求的响应速度而定,这样可保证触点确实稳定闭合(或断开)后才执行特定的任务处理。

    对于模拟信号可采用多种软件滤波方法来提高数据的性。连续采样多次,采样间隔根据A/D转换时间和信号的变化频率而定。采样数据先后存放在不同的数据寄存器中,经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。常用的数字滤波方法有程序判断滤波、中值滤波、滑动平均值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、算术平均值滤波、去值平均滤波等。

    ①程序判断滤波适用于对采样信号因受到随机干扰或传感器不稳定而引起的失真进行滤波。设计时根据经验确定两次采样允许的大偏差,若先后两次采样的信号差值大于偏差,表明输入是干扰信号,应去掉,用上次采样值作为本次采样值。若差值不大于偏差,则本次采样值有效。

    ②中值滤波是连续输入3个采样信号,从中选择中间值作为有效采样信号。

    ③滑动平均值滤波是将数据存储器的一个区域(20个单元左右)作为循环队列,每次数据采集时先去掉队的一个数据,再把新数据放入队尾,然后求平均值。

    ④去值平均滤波是连续采样n次,求数据的累加和,同时找出其中的大值和小值,从累加和中减去大值和小值,再求(n-2)个数据的平均值作为有效的采样值。

    ⑤算术平均值滤波是求连续输入的n个采样数据的算术平均值作为有效的信号。它不能明显的脉冲干扰,只是削弱其影响。要提果可采用去值平均滤波。

    ⑥防脉冲干扰平均值滤波是连续进行4次采样,去掉其中的大值和小值,再求剩下的两个数据的平均值。它实际上是去值平均滤波的特例。

    在设计中还可以用线性插值法、二次抛物线插值法或分段曲线拟合等方法对数据进行非线性补偿,提高数据的线性度。也可采用零位补偿或自动零跟踪补偿等方法来处理零漂,修正误差,提高采样数据的精度。

    另外还可进行信号相容性检查,包括开关信号之间的状态是否矛盾,模拟信号值的变化范围是否正常,开关量信号与模拟量信号之间是否一致,以及各信号的时序关系是否正确等。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,并通过设置软件陷阱等方法来提高软件结构的性。





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