秦皇岛西门子中国代理商通讯电缆供应商

秦皇岛西门子中国代理商通讯电缆供应商

概述

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，外来干扰很容电源线 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、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统性的重要因素。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。机械限位开关是容易产生故障的元件，设计时，应尽量选用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性。在设计电路时，应尽量选用性高的元器件，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性，另一方面，在对系统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，其处理方式如图2。

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。

概要介绍

  　  借助西门子的Simaticnet 软件,SIDirect DAS Server 可以通过标准的以太网卡访问S7 200, S7
300,S7 400 家族PLC。SIDirect DAServer可以通过DDE, FastDDE, Suibbbink, OPC协议连接bbbbbbs客户端软件，如Wonderware InTouch。

  　  本Tech Note 一步一步详细介绍了如何配置和使用Wonderware SIDirect DA Server连接/访问S7 PLC(这里，我们以S7-400 PLC 为例)，以及如何用DDE/Suibbbink协议访问此DA Server。
 
    　 在开始之前，请确保已满足以下条件：

   　  1.仔细阅读并按照SIDirect DAServer的Readme文件及相关文档，来得到SIDirect  DAServer所需要的系统需求，正确的安装过程，操作系统等信息。

   　  2.安装SIDirect DAServer，如果已经安装了以前版本的SIDirect DAServer，请使用的"控制面板"中的"添加/删除程序"卸载，本Tech Note使用SIDirect DAServer 1.1版。

    　 3.安装并配置以太网卡和TCP/IP协议。

    　 4.确认你可以"Ping"通你要连接的PLC。

   　  注意：请仔细阅读SIDirect DAServer的在线文档关于所支持的硬件和软件部分，SIDirect DAServer只支持TCP/IP通信，不支持MPI，Profibus等其他非以太网方式。

     　本Tech Note定用户具有并理解以太网，西门子S7 PLC 硬件/软件，bbbbbbs 操作系统Wonderware
FactorySuite组件，WWClinet, SIDirect DAServer的基本知识。

配置SIDirect DAServer

     　1.选择任何栏上的开始/程序以启动SIDirect DAServer。

    　 2.找到包含“System Management Console” 程序的 Wonderware文件夹，并点击启动System
Management Console 程序。

    　 3.在ArchestrA System Management Console(SMC)中找到“DAServer  Manager”树下的SIDirect DAServer。在Local节点下，DAServer 名字是“ArchestrA.DASSIDirect.1”。

 Device Group Update Interval: 定义Device Group的默认新时间间隔

    　Slow Poll Interval: 定义当连接发生问题进入“Slow  Poll”模式时，DAServer查询设备的时间间隔。当通信恢复正常后，DAServer的查询间隔调整为Device Group的查询间隔。

  　  Transbbbbbb to Subbbbbbbion Ratio：“Transbbbbbb”是来自于DDE/SL/OPC客户端的读／写消息，“Subbbbbbbion”是有处于“需采集”状态的数据点产生的，“Subbbbbbbion”按“Update  Interval”为间隔周期性发送。　“Transbbbbbb to Subbbbbbbion Ratio”定义DAServer在发送一个Subbbbbbbion前可以发送的Transbbbbbb的大数目。它是当有多个等待中的Transbbbbbb时，Transbbbbbb和Subbbbbbbion的比例，比例的后者总是为１。所以，默认设置为2表示Transbbbbbb和Subbbbbbbion的比例是2:1。这个比例确保当Transbbbbbb非常繁忙时，任有一定数量的Subbbbbbbion动作。例如：比例设为2, 同时有3个Transbbbbbb,
2个Subbbbbbbion准备好，Toolkit将先发送2个Transbbbbbb，1个Subbbbbbbion, 在发送1个Transbbbbbb, 1个Subbbbbbbion。

  　  Transbbbbbb Message Timeout: 每个Transbbbbbb(读／写／刷新等)消息的时设置，这个时设置使得客户端不会由于某种原因Transbbbbbb不被发送时导致被挂起。这是一个Transbbbbbb中消息新的大允许时间。此数字应该设置为一个单的数据新不应过此时间设置。

    　Server Protocal Timer: 因为SIDirect DAServer使用事件驱动的协议引擎，此选项无效。

   　 Diagnostic Backlog Size: 定义在“Transbbbbbb  Diagnostic”根上可显示的大的Transbbbbbb数。

   　 Poke Mode: 有以下有效模式：

   　 - Control　保持写数据的顺序不改变，并且不合并Transbbbbbb。

  　  - Transbbbbbb 使用保留要写的1，2和后一个数据的合并方式保持写数据的顺序。

   　 - Optimization 不保持写数据的顺序，并且合并写数据的Transbbbbbb，只写入后一个要写的数据。

   　 Case Sensitive: 控制DAServer按大小写顺利扫描数据项和Device Group。

   　 Device Group Cache: 此参数保留将来使用。

  　  Simulation Mode: 此设置在此SIDirect DAServer中无效。

  　  System Items: 此参数控制系统数据点是否出现在浏览窗口中，是否做为DAServer数据采集接口的有效数据项。

  　  Unique Device Groups: 此参数控制是否检查Device Group在整个DAServer中的性。

  　  5.右键点击“Configuration”图标。

   　 6.在菜单中选择“Add PortCpS7 bbbbbb”。

    　7.右键点击“New_PortCp_000”并选择“Add S7Cp bbbbbb”

Network Address: 输入PLC的IP地址，在此例子中，PLC的IP地址是192.168.10.41
Local TSAP: 定义本地站的传输服务访问点，为数字定义设备，位数字为0，设置为01.00
Remote TSAP: 定义PLC的传输服务访问点。
Remote Rack No.: 输入10进制机架号。
Remote Slot No.: 输入10进制的CPU槽号。在此TechNote中，机架号设为0,CPU槽号设为3(电源模块占2个槽，所以CPU槽号为3)。
Connection Resource: 从下拉框中选择16进制的连接资源。

8.选择“Device Group”属性页。
9.右键点击“Device Group”对话框中的空白地方，添加新的Device Group(类似主题名)到Device
Group对话框中。

10.选择并用右键点击默认名Topic_0, 把它重新命名成一个有意义的名字，如S7 PLC,。

Device Group
 
   　 11.在左面的树形结构图中，右键点击ArchestrA.DASSIDirect.1并从子菜单中选择“Activate Server”来启动此DA Server，ArchestrA.DASSIDirect.1旁边的图标将由红变成绿，

 测试此 DASSIDirect Server DASSIDirect Server已经准备就绪，下面做一个快速的通信测试来验证和我们可以和PLC的连接。

   　 1.点击“开始/运行”并键入WWClient启动Wonderware WWClient程序。

  　  2.从主菜单上选择“Connection/Create”，将出现“Create Connection”对话框。

   　 3.输入正确的信息，如图7所示:

   　 Node: 此处为空白，因为DASSIDirect Server和WWClient在同一台计算机中。否则，输入运行DAServer的机器的名字。

    　Application: DASSIDirect, SIDirect DAServer的应用程序名。

    　Topic: S7PLC，我们刚才在DASSIDirect的Device Group对话框中新建的Device Group。

    　Connection Type: IOT，在这里，我们使用Suibbbink协议。

 4.依此点击“Create”，“Done”。

 5.在主菜单上选择“Item”。

  　  6.输入已知正常工作的PLC寄存器地址。

    　7.下图显示了WWClient成功S7 PLC数据项MB90，在Item输入框中的输入MB90，点击AdviseEx注册并开始此数据项，如果连接S7 PLC的以太网工作正常的话，你会看到从MB90寄存器中的数据。

 制作好你所需要的大窗口bbbbbbName，并定窗口大小为（Width, Height）。

    　此TechNote由Wonderware 中国技术支持部门发布。
 
   　 这是由Wonderware 中国的技术支持写的有关Wonderware产品的技术信息，供中国地区的分销商，系统集成商以及终用户参考。此技术信息并不包括在Wonderware公司提供的KBCD中，但使用者应参看Wonderware公司KBCD中的Terms of Use，并保证接受其规定的使用者应遵守的相关约定。

控制系统中，使用PLC的模拟量控制多台变频器，由于变频器本身产生强干扰信号的特性和模拟量抗干扰能力不与数字量抗干扰能力强的特性；因此为了的变频器对模拟量的干扰，在布线和接地等方面就需要采取加严密的措施。

一．关于布线

1．信号线与动力线分开走线

使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线长不得过50m。

2．信号线与动力线分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部

由于水系统的两台富士变频器离控制柜较远分别为30m和20m，因此连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的分开。

3．模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.5～2mm2。

在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。

4．为了提高接线的简易性和性，信号线上使用压线棒端子。

5．如无使用压线端子，接线时请注意：

二．关于接地

1．变频器的接地应该与PLC控制回路单接地，在不能够保证单接地的情况下，为了减少变频器对控制器的干扰，控制回路接地可以浮空，但变频器一定要保证接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空，同时由于在机组上PLC与变频器共用一个大地，因此建议在可能的情况下，将PLC单接地或者将PLC与机组地绝缘开来。

2．变频器的接地

400V级：C种接地（接地电阻10Ω以下）。
接地线切勿与焊机及动力设备共用。
接地线请按照电气设备技术基准所规定的导线线径规格。
如35KW的变频器接地线线径为22 mm2，87KW的接地线线径为50 mm2。
接地线在可能范围内尽量短。由于变频器产生漏电流，与接地点距离太远则接地端子的电位不。
使用两台以上变频器的场合，请勿将接地线形成回路。

3．变频器与电机间的接线距离。

变频器与电机间的接线距离较长的场合，来自电缆的高次谐波漏电流，会对变频器和周边设备产生不利影响。因此为减少变频器的干扰，需要对变频器的载波频率进行调整，

智能电表是多年来人们致力于用于实现远程抄读电量和电能的智能化设备，也是构成远程自动抄表(AMR)系统的基本单元，而由智能电表组成的自动抄表系统是实现智能电网的重要一步。

智能电表系统可以使电力供应商在提高服务质量的同时降低管理成本，从而帮助公共事业服务提供者和降低电源损耗、优化能源消耗、管理对宝贵能源的需求，并让用户会充分利用各种用电计划(如分时电价)来节省开支和享受多种便利。完善的智能电表系统将大地方便人们的日常生活，同时提高电力能源的有效分配和利用，在建设“节能节约型”社会及“节能减排”的过程中产生的商机和社会效益。

智能电表的实现使用了以下几种主要技术：电力线载波通信(PLC)技术、通信线路(如RS485总线技术等)以及无线通信技术等。目前电力线载波通信技术是AMR的主流技术，因此智能电表的发展和推广将与电力线载波通信技术的发展有着紧密的关系。

电力线载波通信系统是以电力传输线作为传输载波信号的媒介，这看起来似乎是一种便于实施并推广的方案，但是电力传输线不是理想的载波信号传输媒介。电力线对载波信号有很大的衰减，同时电力线上有很多用电装置产生的干扰，其干扰的总功率可能远远过载波信号的功率，有时高达数百倍，因此在电力线上建立的通信系统非常具有挑战意义。如果没有良好的系统设计，往往会导致通信失败或仅能以低的率进行通信。