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常州西门子PLC代理商交换机供应商
在印染企业生产过程中,为了实现产品的印花精度,保持印花过程中圆网间的位置同步和导带与圆网间的线速度同步是的。在圆网控制系统中,技术人员需要解决两个同步问题,个是进布架、印花导带、烘房传送带和落布架之间的同步,它们之间的同步保证了织物在连续经过这四个单元时,既不被拉伸甚至拉断,也不会卷绕。这种同步通常是利用“同步控制器”或PLC的模拟量输出模块来实现这种同步。二个同步是圆网的转动与导带的运动之间的同步,这也是印花机中关键的技术之一,两者的同步精度决定了整个印花机的印花精度,如何提高印染过程中圆网与导带间的同步以及圆网之间的同步精度也就成了系统设计中重要的问题之一。
传统的机械共轴传动与圆网立传动相比,仍存在明显差距,这些差距主要表现在传动环节多、累积误差大、易出现“跑花”、影响印花质量的稳定性、纵向对花范围有限等方面。随着计算机科技水平的不断普及和提高,尤其是随着数字伺服系统的日益完善和成本的下降,每个圆网分别用一个伺服控制系统立传动已经能够实现。
为了提高圆网同步特性,圆网控制系统设计中需要采取提高圆网电机控制的动态特性、实现无静差控制、增强系统的抗干扰能力、人工累积偏差等措施改善导带的运行特性。PLC通过现场总线接收每个操作板指令并将系统所处的状态信息传送与整个系统中同步控制的——同步控制器。同步控制器包括速度同步控制器、位置同步控制器,同步控制器可根据不同的系统状态(停车、单转网和跟踪印花),达到控制圆网与导带间同步以及圆网间同步的目的。
速度同步控制器用来保证印花工艺正常进行中的进布、印花、烘房和落布四个单元的速度同步。四个功能单元的速度信号以印花导带为主令跟随运行,由PLC比例运算再经模拟量模块输出速度电压指令,实现四个功能单元速度同步运行。
决定印花精度的同步是圆网与导带间的速度同步和圆网与圆网间的位置同步,印花工艺要求圆网印花机的多个印花圆网跟随印花导带运动,并且在连续、高速、长时间的生产过程中保持的同步运行。这里的多轴同步运动实际上是圆网对印花导带速度、位置的同步跟踪和各圆网之间的位置同步。当圆网对印花导带速度、位置的同步跟踪精度足够高时,可以认为各圆网之间位置实现了同步。
PLC控制系统适宜高速印花生产,印花导带传动由全数字异步交流伺服系统或闭环矢量控制实现任意速度下的无级调速,导带速度可达100M/min。各圆网轴与导带传动闭环同步运动控制,在运行中能实时控制偏差,即使在升降程中,也可实现同步运行,无“跑花”现象,圆网与导带之间的速差可调,可以满足不同品种印花,达到印花效果。由于系统采用网络化控制,因此配线大大简化,提高了系统性与丰富的实时信息,使系统具备了、命、低维护率的优势
1)预热区,也叫斜坡区,用来将PCB 的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。炉的预热区一般占整个加热区长度的15~25 %。次段要求温度控制反应,同时不能调,否则容易损伤电子元器件;
2)保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。温度的静态误差要控制在0.5℃以内;
3)回流区,有时叫做峰值区或后升温区,这个区的作用是将PCB 的温度从活性温度提高到所的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点,而峰值温度总是在熔点上。回流区如果峰值问题过高,时间过长,则会PCB 的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。
4)冷却段这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助於得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的多分解而进入锡中,从而产生灰暗毛糙的焊点。
PC系列PLC在回流焊设备的方案:
PC系列PLC自带编程口和485通讯口。其编程口同工控机通讯,实现数据的监控和设置;485通讯口同变频器modbus协议通讯,表格化的modbus指令,编写复杂通讯程序,使用非常简单方便。
PC系列温控模块不仅具有16位测温精度,而且自带PID自整定功能,PID参数调节编写冗长的程序。科学的温控算法,静态时温度误差控制在0.5℃以内。有的调抑制功能,能够有效的保护电子元器件过热损坏。另EPRO软件提供示波器功能,能够实时监控温度曲线,并将监控曲线导出至EXCEL表格,为提升回流焊工艺提供依据。
PC系列PLC由于在温控和通讯上的优势,给客户工程师在使用过程中提供了大的支持,有效提高了工作效率及系统性能,在回流焊行业应用越来越广泛。
一、在线分析仪器简介
目前绝大多数的自动在线分析仪器,仍是用电脑、程序控制各种电动泵、阀、气泵,模拟人的各步操作进行分析的间歇式分析仪器,这类仪器的优点是因其是模拟手工法,故和手工法分析的结果有较好的一致性。其缺点是结构复杂、故障率高。国内某环保仪器厂商的CODCr在线分析仪使用了TrustPLC CTSC-200系列小型PLC代替单板机和工控机,大大降低了仪器控制系统故障率,并且使仪器具有强的抗干扰性及抗雷电能力;使用工业触摸屏代替按键开关,使用户界面加友好,同时还克服了按键开关易接触不良的缺陷。使得仪器的性、抗干扰性符合标准。该分析仪对自来水、江河湖泊水、工业污水以及水处理前高浓度废水等进行直接测量。可广泛应用于环境监测站、污水处理厂、自来水厂、排污监控点、水质分析室以及各级环境监管机构对水环境中COD的测量分析。
二、在线分析仪器工作原理
化学需氧量 (Chemical Oxygen Demand,简称COD),是指在强酸并加热条件下,用作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,以氧的mg/L来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度,水中还原性物质包括物、亚盐、亚铁盐、硫化物等。水被物污染是很普遍的,因此化学需氧量也作为物相对含量的指标之一,但只能反映能被氧化的污染,不能反映多环芳烃、PCB,类等的污染状况。化学耗氧量(COD)这个指标是为了了解水中的污染物将要消耗多少氧,是我国实施排放总量控制的指标之一。
流动分析(flow injection analysis,简称FIA)是基于把一定体积的液体样本通过阀切入到一个运动着的由适当液体组成的连续载流中,被注入的样本形成了一个带,并被载带到一个检测器中,样本流过检测器的流通池时,其吸光度、电电位或其它物理特性连续地发生变化,并被记录。典型的FIA仪是由以下几部分组成(如下图所示):
a) 泵:用于驱动载流通过细管。
b) 采样阀:可重现地将一定体积的样本溶液注入载流。
c) 微型反应器:样本带在其中分散并与载流中的组分反应,成为流通检测器所响应的产物。
d) 检测器:检测流体的吸光度、电电位或其它物理特性并记录。
2.注塑机控制特点
2.1合模
合模过程可分为三段,先是低压高速,等模具接近闭合时转换成低压高速,闭合后以高压锁模。
2.2
过程分为两个阶段,阶段是把熔融物料高速的入模具中的阶段,此时的压力称为压力,二个阶段是材料充满模具后所加的压力称为保压压力。
压力过低会引起充填量不足的情况。压力过高可使制件的密度增大,收缩率减小,但过高的话则会使制件产品毛边或发生较大的残留应力,有时还会使制件脱模困难。因此在调试产品的时候,应从低压开始并逐渐地提高,以确定合适的一次压力。
保压压力是在物料充满模腔后至冷却固化后作用于物料上压力,在保压压力作用的整个时间称为保压时间。它的作用是在防止毛边的发生和过度充填的基础上把伴随着冷却固化中因收缩引起的体积减小的部分从喷嘴用融融料过行不断地,以防止制件因收缩而产生的缩痕(缩水)。其它压力设定一般比一次压力低。
2.3背压压力
在进入下一次前螺杆将通过旋转把熔融物料输送到料筒的前部加以储备,此时螺杆一边旋转一边将料输送到料筒前部的熔融物产生的反压力而后退。为了调整和控制螺杆后退的方式,可在螺杆上加上一定的和熔融物料相反的压力,这就是背压。螺杆背压可以提高材料的熔融的效果,同时也可以保证使熔融物料在螺杆前部的充满,以提高计量的正确性。但背压过高,将引起物料处理能力的下降,还将使物料因摩擦热增加而引起温度上升。相反,背压过低会引起量的计量不准。
2.4料筒温度
对料筒的温度设定时,一般是使之保持一定的温度梯度,即从后部至前部的射嘴应设定使其温度逐步增高。在送料段所设定的温度主要是对物料进行预备加热,压缩段的温度应材料的溶点,寻找和考察其物料的温度可进行2-3℃范围的小幅度调节。
2.5模具温度
模具温度低,模腔内的物料冷却快,提高了成型作效率。但模温过低引起制件品质问题,如流痕、缩水、熔合线等。
模具温度高,由于冷却慢可以使结晶度变大,有利于提高和改善其制件的尺寸精密度和机械物性等。
2.6速度
速度可以为温度压力以外的调机手段,它能对物料粘度进行控制和调节。通过速度的控制和调整,可以防止和改善制件外观,如:毛边、喷射痕、银纹或焦痕等各种不良现象。
二、控制方案
注塑机的控制内容主要筒温度、模具温度、压力、速度、保压压力、背压压力和位置控制等。在控制装置上,采用小型可编程逻辑控制器PLC组成注塑机的控制系统,来实现包括位置控制、速度控制、压力控制、温度控制、故障控制和实时显示等注塑全过程的多种控制,可大大提高塑料制品的质量,有利于提高经济效益。
温度控制采用TrustPLC® CTSC-200系列PLC的EM231 PID温控模块。 该模块专门为温度控制应用量身订制的,内置PID温控算法,用户编程即可实现复杂的闭环温度控制,减轻了CPU的运算负担,控制速度快,效果出色。另外该模块使用特别方便,只需将设定温度和初始PID参数送给模块,模块便可自行进行PID控制并与CPU进行实时数据交换。
压力流量控制采用闭环系统,根据压力和流量反馈信号来分别控制比例压力阀和比例流量阀动作。在液压系统中,采用比例流量阀和比例压力阀,对工业环境要求不高,油路不公广泛地适应注塑制品加工的工艺条件,促进注塑制品质量的提高,而且能利用系统调整工序中所需的压力和流量,节省了功率消耗。
位置控制采用电子尺和行程开关结合的方式。电子尺信号通过CTSC-200系列高速模拟量输入模块231-7HC32采集。231-7HC32模块是针对电子尺推出的产品,其精度高达16位,单通道转换时间小于200us,而且模块本身提供2路10VDC电源输出。
三、CTSC-200系列产品的应用实例
某精密机械有限公司是一家制造PET注塑系统的公司,其产品广泛应用于如海口椰树、中富集团、健力宝集团、乐百氏、四川全兴、汾煌等制造企业。下面介绍一下其HYP系列注塑机的控制系统。
控制系统结构
控制系统结构如图所示,包括三套PLC,全部使用CO-TRUST的TrustPLC CTSC-200小型PLC。套PLC主要用于实现位置控制、速度控制、压力控制,另两套PLC主要用于实现温度控制。方案用小型机的投资实现了中型机的控制规模,。
人机界面采用CO-TRUST的Copanel系列操作面板KP10H,与三套PLC组成MPI网络。大屏幕彩色液晶显示方便地实现对整个系统进行监视及操纵,且美观大方、操作方便。功能完善的射胶及塑化控制,可选择实现射胶速度、保压、背压以及螺杆速度的自适应闭环控制。的品质统计管理系统,自动监控生产过程中的各种重要数据,方便用户进行质量管理。
以来我国城市集中供热事业发展,促进了城市经济与社会发展,改善了北方地区人民的生活条件。但是部分城市集中供热管网也存在技术落后、浪费热能、事故时有发生等等问题,因此城市集中供热自动化监控成为城市集中供热的发展趋势。
本文以北京某区供热厂供热系统为例,该供热厂有5台10吨燃煤锅炉供热和1台5吨燃气锅炉,二次系统有9个换热站。
系统控制要求
一次系统监控要求
5台燃煤锅炉供热和1台燃气锅炉的运行设置手动运行和自动运行。
锅炉的各运行参数由PLC实时采集,并且在调度室IPC的机上显示。监控画面要求动态模拟锅炉运行过程。
锅炉自动运行时,保证炉膛负压在的范围内。炉膛负压可以通过调节鼓风机或者引风机频率来保证。
锅炉自动运行时,保证炉内的煤得到充分燃烧,提高锅炉热效率。炉膛内含氧量可以通过调节鼓风机频率来保证。
当室外温度降低,当前运行的锅炉满负荷运行也不能满足用户需求时,自动增加一台锅炉投入运行。
循环泵根据出回水温差来调节频率,泵变频运行来保证锅炉的回水压力。
二次系统监控要求
通过PLC实时采集换热站各运行参数,如:换热器的出水回水温度和压力、回水电动调节阀开度、水泵和电动调节阀运行状态等。
循环泵和泵运行频率根据相关温度压力的变化由PLC实现自动调节。
电动调节阀的开度由PLC根据用户的回水温度来自动调节,以达到用户室内温度不16℃的要求。
所有换热站的相关运行数据都要在调度室的IPC的监控画面上显示。
由于燃煤锅炉自动运行的控制较为复杂但是单台锅炉输入/输出量不多,换热站比较多而且距离调度室较远;控制器选择TrustPLC CTSC-200系列PLC,性价比很高。TrustPLC CTSC-200 PLC包含丰富的指令,PID算法指令方便使用;自由口通讯模式可轻易的实现PLC与三方设备的通讯。
系统描述
该系统控制系统选用TrustPLC CTSC-200系列PLC,上位软件选用力控的组态软件PCAuto 3.62 。一次系统控制器与上位机由RS485总线的PPI协议实现通讯。二次系统1#和2#换热站离调度室比较近,故 TrustPLC CTSC-200 PLC与上位机直接使用PPI电缆进行通讯,其他的换热站离调度室约500到3000米,距离较远,因此上位机采用GPRS通讯方式与PLC进行通讯
1 引言
据不统计,目前我国城市里的十字路通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况),这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯,而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯,这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的,不仅让司机乘客怨声载道,而且对人力和物力资源也是一种浪费。
智能控制交通系统是目前研究的方向,也已经不少成果,在少数几个国家已采用智能方式来控制交通信号,其中主要运用GPS定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑,我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈,当汽车经过时就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少,即可出汽车的通过,并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入,并用PLC计数,按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。
比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较定位系统而言。
2 车辆的存在与通过的检测
(1) 感应线圈(电感式传感器)
电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路,可用混凝土直接预埋,老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时,公路面上就会形成中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时,汽车就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时,该感应线圈的电感减到小值。当汽车离开这高频磁场区时,该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化,因此,在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器,就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分,则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。
电感式传感器的高频电流频率为60kHz,尺寸为 2×3m,电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在0.3%以上[1,2]。
电感式传感器安装在公路下面,从交通和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器选用防潮性能好的原材料。
(2) 电路
检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。
(3) 传感器的铺设
车辆计数是智能控制的关键,为防止车辆出现漏检的现象,环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器,方案如图3(以典型的十子路口为例),同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的长停车车龙为好。
3 用PLC实现智能交通灯控制
3.1 控制系统的组成
车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然,也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器是一台计算机,它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高性丰富的输入/输出接口,并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构,编程简单,安装简单,维修方便。
利用PLC,可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连,非常方便。本设计例中,其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲,输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二管作为信号灯(头方向型)。
3.2 车流量的计量
车流量的计量有多种方式:
(1) 每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过个传感器1时,使统计数加1,经过二个传感器2出路口时,使统计数减1,其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值),可以与其他道的值进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据。
(2) 先统计每股车道上车辆的滞留量,然后按大方向原则累加统计。如,将东西向的左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加,再与其它的3个方向的车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据。
(3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行大化原则(不影响行车的多道相向行驶)累加统计。如,东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加,再与南北向的总车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。
以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序,方便调用。
3.3 程序流程
本例就上述所描述的车流量统计方式,就十字路口给出一例PLC自动调整红绿灯时长的程序流程,其行车顺序与现实生活中执行的一样,只是时间长短不一样。
(1) 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时(相当于比较严重的堵车),红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式;
(2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时(反之亦然),该方向的通行时间=小通行定时时间+自适应滞环比较增加的延时时间(是变化的),但不大于允许的大通行时间。其中小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;大通行时间是为了公平性,不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。
(3) 自适应滞环比较(本例的控制规律)增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ(如30辆车或其它值)时,先让东、西向的左转弯车左行15s(定时控制,值可改),再让直行车直行30s(直行时间的小值,值可改)后再加一段延时保持,直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ,才结束该方向的通行,切换到其它路上,否则一直延时继续通行下去,直至到达大通行时间而强制切换。滞环特性如图6所示。实际应用时σ的值需整定,过小则导致红绿灯切换过频,过大又不能实现适时控制。
4 结束语
比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较定位系统而言,特别适合繁忙的、未立交的交通路口,适合于四个以上的路口,也可方便连网
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。这些控制,初都是由继电器完成的,而plc初是为了替代继电器控制而产生的,那时候是上世纪六十年代。
经过几十年的发展,plc的功能也发生了的变化,除了初的简单逻辑控制外,在模拟运算、数字运算、人机接口、网络能力方面也有很大的提升,可应用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合。21世纪,plc已成为工业控制中的主流控制器,在市场上占据的位置。
一、plc在机床行业的应用
plc在数控机床中应用,通常有两种形式:一种称为内装式;一种称为立式。
内装式plc也称集成式plc,采用这种方式的数控系统,在设计之初就将nc和plc结合起来考虑,nc和plc之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的,因而有较高的交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个cpu,也可以是单的cpu,这种结构从软硬件整体上考虑,plc和nc之间没有多余的导线连接, 增加了系统的性, 而且nc和plc之间易实现许多功能。plc中的信息也能通过cnc的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。次的数控系统一般都采用这种形式的plc。
立式plc也称外装式plc,它立于nc装置,具有立完成控制功能的plc。在采用这种应用方式时,可根据用户自己的的特点,选用不同plc厂商的产品,并且可以为方便的对控制规模进行调整。
plc在数控机床和非数控机床中都有使用,在数控机床中,plc是数控机床的大脑,何时进,何时退,量多少,工件的加工流程及所有要控制的操作都要由plc发出指令,机床的限位开关等机械控制部分以及液压控制部分也会应用到plc。通过计算机与plc的组合,实现对架换的准确控制。
二、plc在机床行业的总体市场情况
机床行业中plc的应用以小型plc为主,日系plc在小型plc领域占有很大优势,因此在机床中日系plc占据大部分市场份额,而三菱、西门子和ge-fanuc由于其数控系统在机床中占有优势,因此在机床中占有一席之地。机床行业中plc集中度比较高,主要集中于日系(三菱、欧姆龙)和西门子,闽台台达在其中也占有一定的市场份额,而其他的主要有富士、倍福、ls、施耐德、光洋、abb和横河等。
三、plc在机床行业的应用前景
机床行业在保持了近这些年的持续高速增长之后,于今年开始出现衰退现象,特别是在受金融危机冲击后,从7月份开始与去年同期相比都有不同程度的下降,11月份甚至下降幅度达到20.2%,如此高幅度的下降是历年很少见的,其中普通机床的影响尤为明显,库存开始增加,而数控机床的影响稍微少一些,从而给这个行业重新洗牌,未来机床的方向是数控化和逐步化,这些机床都需要使用大量plc和运动控制器/卡来逐步取代继电器或机械控制,使得机床的整体性能得到提升,因此从长远来看,plc和运动控制器/卡在机床行业的应用还是会很有潜力,在金融危机的冲击下,用户对plc的性价比会越来越高,在同等价位水平下,希望plc能够集成多功能,如多轴插补功能等,甚至把原来不带有运动控制模块的plc转化成带有运动模块,这些都是plc厂商面对这场危机时所需要考虑的,在人人捂紧钱包的时候,只有加高性价比的产品才能在这场危机中胜出,而对于运动控制器/卡,开放性将是其发展趋势,不需要借助相关平台即能实现运动控制功能。
随着科学技术的发展,PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的性直接影响到工业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。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控制工程网版权所有,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,设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统运行。
2.电磁干扰源及对系统的干扰是什么?
影响PLC控制系统的干扰源于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噪声源控制工程网版权所有,即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中: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、性质不同控制工程网版权所有,分为持续噪声、偶发噪声等;按声音干扰模式不同,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面的电位差,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)电压送加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的电器供电室,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(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两间得干扰电压,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电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
3.PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢?
(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,入开关操作浪涌、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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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。正确的接地控制工程网版权所有,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控制工程网版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
4.怎样才能好、简单解决PLC系统干扰?
1)选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源,动力线和信号线走线要加合理等等,也能解决干扰,但是比较烦琐、不易操作而且成本较高。
2)利用信号隔离器这种产品解决干扰问题。只要在有干扰的地方,输入端和输出端中间加上这种产品,就可有效解决干扰问题。
5.为什么解决PLC系统干扰都选信号隔离器呢?
1)使用简单方便、,廉。
2)可大量减轻设计人员、系统调试人员工作量,即使复杂的系统在普通的设计人员手里,也会变的非常。
6.信号隔离器工作原理是什么?
将PLC接收的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过
光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号CONTROL ENGINEERING China版权所有,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间立。
7.信号隔离器功能是什么?
一:保护下级的控制回路。
二:消弱环境噪声对测试电路的影响。
三:抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰;同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。标准系列导轨结构,易于安装,可有效的隔离:输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。
8.现在市场有那么多的隔离器,价格参差不齐控制工程网版权所有,该怎么选择呢?
隔离器位于二个系统通道之间CONTROL ENGINEERING China版权所有,所以选择隔离器
先要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能,例如:噪音与精度有关、功耗热量与性有关控制工程网版权所有,这些需要使用者慎选。总之CONTROL ENGINEERING China版权所有,适用、、产品性价比是选择隔离器的主要原则。