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乐山西门子(中国)授权总代理商
2023-03-22 12:42  浏览:42
乐山西门子(中国)授权总代理商

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在PLC控制系统中,电源占有极重要的地位。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电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,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,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的安全可靠性。并且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。

2、电缆选择的敖设

为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后取得了满意的效果。

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敖设,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近平行敖设,以减少电磁干扰。

3、 硬件滤波及软件抗如果措施

由于电磁干扰的复杂性,要根本消除迎接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,进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施:数字滤波和工频整形采样,可有效消除周期性干扰;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;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。

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;在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。

对干较低信噪比的模拟量信号.常因现场瞬时干扰而产生较大波动,若仅用瞬时采样植进行控制计算会产生较大误差,为此可采用数字滤波方法。

定时器T001连续运行,定时器线圈由它自己的常闭触点驱动。当定时器完成定时过程,线圈被激活,使定时器常闭触点无效,通路被打断,由此线圈不能通电。这个新状态也意味着常闭触点不能再通电。因此,后情况是定时器复位并且自动地再次开始它的定时过程。

这是一个很快的响应。定时器的复位/置位会在程序的大约一次扫描(多两次扫描)内发生。在如此短的时间内,定时器的连续置位和复位使定时器触点动作如同受脉冲激励。使用定时器T001的常开触点驱动ALT指令说明了这一点。每过20秒,Y001和Y002的输出状态互换。

在这个例子中,变化着的输出对配给杂志的线路进行切换,20秒的停顿用于杂志沿传送带下移并的停倒入等待盒中。这样能保证一个稳定的生产流程,这个过程很容易由照看杂志装箱的一个操作人员管理。

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PLC现场硬件模块的组态和软件调试

 对于各种PLC的现场硬件组态和软件调试,通常有经验的工程师应该先花一些时间对自己的现场工作进行一个简单的规划,通常应当采取如下的步骤:   

   (1) 系统的规划

      首先,必须深入了解系统所需求的功能,并调查可能的控制方法,同时与用户或设计院共同之操作程序,根据所归纳之结论来拟定系统规划,决定所采行的PLC系统架构、所需之I/O点数与I/O模块型式。  

    (2) I/O模块选择与地址设定  

    当I/O模块选妥后,依据所规划之I/O点使用情形,由PLC的CPU系统自动设定I/O地址,或由使用者自定I/O模块的地址。  

      (3) 梯形图程序的编写与系统配线  

      在确定好实际的I/O地址之后,依据系统需求的功能,开始着手梯形图程序的编写。同时,I/O之地址已设定妥当,故系统之配线亦可着手进行。  

      (4) 梯形图程序的仿真与修改  

      在梯形图程序撰写完成后,将程序写入PLC,便可先行在PC与OpenPLC系统做在线连接,以执行在线仿真作业。倘若程序执行功能有误,则必须进行除错,并修改梯形图程序。

      (5) 系统试车与实际运转  

     在线上程序仿真作业下,若梯形图程序执行功能正确无误,且系统配线亦完成后,便可使系统纳入实际运转,项目计划亦告完成。  

     (6)程序注释和归档  

      为确保日后维修的便利,要将试车无误可供实际运转的梯形图程序做批注,并加以整理归档,方能缩短日后维修与查阅程序之时间。这是职业工程师的良好习惯,无论对今后自己进行维护,或者移交用户,这都会带来极大的便利,而且是你的职业水准的一个体现。

  现场模拟量信号经A/D转换后变成离散的数字信号,然后将形成的数据按时间序列存入PLC内存。再利用数字滤波程序对其进行处理,滤去噪声部分获得单纯信号, 可对输入信号用m次采样值的平均值来代替当前值,但井不是通常的每采样。次求一次平均值,而是每采样一次就与近的m-l次历史采样值相加,此方法反应速度快,具有很好的实时性,输入信号经过处理后用干信号显示或回路调节,有效地抑制了噪声干扰。

由干工业环境恶劣,干扰信号较多, I/ O信号传送距离较长,常常会使传送的信号有误。为提高系统运行的可靠性,使PLC在信号出错倩况下能及时发现错误,并能排除错误的影响继续工作,在程序编制中可采用软件容错技术。

4、正确选择接地点,完善接地系统

接地的目的通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。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低于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,各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。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)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22 mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω,接地埋在距建筑物10 ~ 15m远处(或与控制器间不大于50m),而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。

RTU和plc产品进行对比

两者共同点都是编程语言IEC6113-3,但在环境等方面差别较大

(1)应用场合范围优势:
  RTU主要应用于现场设备附近,所以RTU对工作的环境要求比较宽泛:
  RTU对环境的要求:
    工作温度:-40度到75度
    存储温度:-40度到85度
    相对湿度:5%到95%; 

RTU产品的具有可靠的**特性,极端的环境工作温度,适合各类场所应用,属于全天候不受环境和地域的限制,。

PLC对环境的要求:

  工作温度:0度到55度;

  存储温度:-40度到70度;

  相对湿度:5%到95%;

PLC产品更适合室内环境应用,工作温度范围较窄。
    (2).通信协议及灵活性

RTU产品有较多的通信接口

RTU产品一般都具备3到5个通信接口或更多,如RS232、RS485,主要适应现场各类智能仪表及各类控制器的方便接入;

RTU产品具备支持多种通信协议 MODBUS、DNP3等多种协议;

支持新增特殊协议的接口驱动功能。可以方便与其它不同种类设备相连,特别适合SCADA系统应用;

PLC产品通信接口及通信协议较单一,适合相对固定和统一的站内控制系统。

(3)RTU功能方面

RTU在应用方面除了一些和PLC的基本相似功能外更面向一些行业专有技术,具有一些行业专用功能,如天然气RTU具备AGA算法,井口RTU具备专用控制算法等。对于小型站点来说,两者的应用范围都差不多,RTU系列具有的存储空间,远大于PLC,此外,RTU采用内嵌式流量计算程序,可代替流量计算机,直接用于计量,存储历史记录等。

        在配置点数方面两者相当,在模拟量方面,RTU要略优于PLC;RTU主要针对于现场应用环境设置,对环境的要求要比PLC系列宽泛的多。从内存空间及附带功能来看,RTU要优于PLC。对于现场环境比较好的地方,采用PLC会更经济一些;对用现场环境比较恶劣,比如石油行业的灌区监控、天燃气管道、油气井场的监控、市政管网等众多具有室外环境因素的则采用RTU产品更合适。综合来看,两类产品各有其特色和特点,且主要针对的应用范围也不尽相同


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