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PLC可編程序控制器的外部干擾和可靠性措施有哪些

??可編程序控制器是專門為工業環境設計的控制裝置，一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工業環境使用。但是如果環境過于惡劣，電磁干擾特別強烈或安裝使用不當，都不能保證系統的正常安全運行。干擾可能使可編程序控制器接收到錯誤的信號，造成誤動作，或使可編程序控制器內部的數據丟失，嚴重時甚至會使系統失控。在系統設計時，應采取相應的可靠性揩施，以消除或減少干擾的影響，保證系統的正常運行。

??外部干擾的來源

??外部干擾有以下兒種來源:

??(1)控制系統供電電源的波動以及電源電壓中高次諧波產生的干擾。

??(2)其他設備或空中強電場通過分布電容的耦合竄人控制系統引起的干擾。

??(3)鄰近的大容量電氣設備起動和停機時，因電磁感應引起的干擾性。

??(4)相鄰信號線絕緣降低，通過導線絕緣電阻引起的干擾。

??消除干擾的主要方法是阻斷干擾侵人的途徑和降低系統對干擾的敏感性，提高系統白身的抗干擾能力。

??實踐表明，系統中可編程序控制器之外的部分(特別是機械限位開關)的故障率，往往比可編程序控制器本身的故障率高得多，因此在設計時應采取相應的措施，如用高可靠性的接近開關代替機械限位開關，才能保證整個系統的可靠性。

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西門子S7-1200PLC

??西門子S7-1200 PLC屬于S7家族中新一代小型PLC，它結構緊湊、功能全面、擴展方便，其CPU模塊集成有工業以太網通信接口和多種工藝功能，可以作為一個組件集成在完整的綜合自動化系統中。

??西門子S7-1200PLC主要由CPU模塊(簡稱CPU)、信號板、信號模塊、通信模塊和編程軟件組成，各種模塊安裝在標準導軌上。通過CPU模塊或通信模塊上的通信接口，PLC被連接到通信。

??CPU模塊

??(1) 型號與規格。S7-1200 PLC現有3種型號的CPU模塊。此外還有計劃中在開發的CPU1215C 和1217C。

??(2) CPU的共性。

??1) 集成的24V傳感器/負載電源可供傳感器和編碼器使用，也可以用作輸入回路的電源。

??2) 2點集成的模擬量輸入(0~10V)，輸入電阻100kΩ，10位分辨率。

??3) 2點脈沖列輸出(PTO)或脈寬調制(PWM)輸出，*高頻率100kHz。

??4) 每條位運算、字運算和浮點數數學運算指令的執行時間分別為0.1μs、12μs和18μs。

??5) *多可以設置2048B有掉電保持功能的數據區(包括位處理器、功能塊的局部變量和全局數據塊中的變量)。

??通過可選的SIMATIC存儲卡，可以方便地將程序傳輸到其他CPU。存儲卡還可以用來存儲各種文件或更新PLC系統的固件。

??6) 過程映像輸入、輸出各1024B。

??數字量輸入、輸出各1024B。數字量輸入電路的電壓額定值為DC24V，輸入電流4mA。1狀態允許的*小電壓/電流為DC15V/2.5mA，0狀態允許的*大電壓/電流為DCSV/1mA?？山M態輸入延遲時間(0.2~12.8ms)和脈沖捕獲功能。在過程輸入信號的上升沿或下降沿可以產生快速響應的中斷輸入。

??對電源的處理

??電源是十擾進人可編程序控制器的主要途徑之一，電源干擾主要是通過供電線路的阻抗耦合產生的，各種大功率用電設備是主要的干擾源。

??在干擾較強或對可靠性要求很高的場合，可以在可編程序控制器的交流電源輸人端加接帶屏敝層的隔高變壓器和低通濾波器(見圖8-8)，隔離變壓器可以抑制從電源線竄人的外米干擾，提高抗高頻共模干擾能力，屏蔽層應可靠接地。南寧S7-1200PLC西門子代理商原裝現貨   南寧西門子S7-1200PLC代理,南寧西門子PLC代理,西門子S7-1200PLC代理,西門子PLC代理

圖 8-8 低通濾波電路與隔離變壓器

??低通濾波器可以吸收掉電源中的大部分“毛刺”圖中的工L1和L2用來抑制高頻差模電壓，L3和L4是用等長的AC120V導線反向繞在同一磁環上的，50Hx的工頻電流在磁不中產生的磁通互相抵消，磁環不會飽和。兩根線中的共模干擾電流在磁環中產生的磁通是疊加的，共模干擾被L3和L4圖8-8低通健波電路與隔離變壓器阻擋。圖中的CI和C2用來濾除共模干擾電壓，C3用米濾除差模干擾電壓。RV是壓敏電阻，其擊穿電壓咯高于電源正常工作時的*高電壓，平常相當于開路，遇尖峰干擾脈沖時它被擊穿，干擾電壓被壓敏電阻鉗位，這時壓敏電阻的端電壓等于其擊穿電壓，尖峰脈沖消失后壓敏電阻可恢復正常狀態。

??高頻干擾信號不是通過變壓器繞組的耦合，而是通過次側、二次側繞組間的分布電容傳遞的。在一次側、二次側繞組之間加繞屏蔽層，并將它和鐵心一起接地，可以減少繞組間的分布電容，提高抗高頻于擾的能力。

??也可以選用電源濾波器產品，如北京中石公司的電源濾波器，具有良好的共模濾波、差模濾波性能和高頻干擾抑制性能，能有效抑制線與線之間和線與地之間的干擾。南寧S7-1200PLC西門子代理商原裝現貨   南寧西門子S7-1200PLC代理,南寧西門子PLC代理,西門子S7-1200PLC代理,西門子PLC代理

西門子S7-300與變頻器DP通信的組態

??SIMOVERT MASTERDRIVES是應用較廣的變頻器，它采用IGBT逆變器、全數字技術的矢量控制，是全系列通用和模塊化的產品，功率范圍為0.55~2300kW。

??可以用軟件Drivemonitor或Drive ES來組態和監控西門子的驅動設備。

??1.西門子驅動設備與PLC的通信方式

??西門子驅動設備包括多種系列的變頻器和直流調速裝置。它們可以使用PROFIBUS-DP、USS和SIMOlink這3種通信協議。

??USS協議屬于主-從通信，PLC作主站，驅動設備作從站。USS協議的MPI接口集成在變頻器中，不需要增加硬件成本。但是通信速度較慢，只有基本通信功能，*多可以連接31個從站。SIMOlink協議主要用于驅動設備之間的主從通信。

??PROFIBUS-DP協議的通信速度快，有附加功能(例如非循環通信和交叉通信)，站點數更多，但是需要添加驅動設備的DP通信板。

??圖6-45是PLC與變頻器通信的示意圖，CPU通過MPI接口與編程用的計算機通信，CPU集成的DP接口與變頻器的CBP或CBP2通信板上的DP接口連接。

PLC與變頻器通信的示意圖

??2. 組態主站和PROFIBUS網絡

??在STEP7中用新建項目向導創建一個項目(見隨書光盤中的例程Convert)，CPU模塊為CPU315-2DP。選中SIMATIC管理器的300站點，點擊右邊窗口的“硬件”圖標，打開硬件組態工具(見圖6-46)，將電源模塊和信號模塊插入機架。

組態主站和PROFIBUS網絡

??在電力系統中，使用220V的直流電源(蓄電池)給可編程序控制器供電，可以顯著地減少來自交流電源的干擾，在交流電源消失時，也能保證可編程序控制器的正常工作。某些可編程序控制器的電源輸人端中，有一個直接對220V交流電源整流的二極管整流橋，交流電壓經整流后送給可編程序控制器中的開關電源。開關電源的輸人電壓范圍很寬，這種可編程序控制器也可以使用220V直流電源、使用交流電源時，整流橋的每只二極曾只承受一半的負載電流，使用直流電源時，有兩只二極管承受全部負載電流。考慮到可編程序控制器的電源輸人電流很小，在設計時整流二極管一般都留有較大的裕量，如使用直流220V電源電壓不會有什么問題，實踐證明上述方案是可行的。

??動力部分、控制部分、可編程序控制器、I/0電源應分別配線，隔離變壓器與可編程序控制器和與I/0電源之間應采用雙絞線連接。系統的動力線應足夠粗，以降低大容量異步電動機起動時的線路壓降。如有條件，可對可編程序控制器采用單獨的供電回路，以避免大容量設備的起停對可編程序控制器的干擾?？删幊绦蚩刂破鞯碾娫纯梢匀∽哉彰骶€路，相對而言照明線路上的干擾信號比動力線上的小得多。

??外部輸人電路用的外接直流電源**采用穩壓電源，那種儀將交流電壓整流濾波的電源含有較強的紋波，可能使可編程序控制器接收到錯誤的信息。