西門子6ES7151-1AA05-0AA1

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PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有哪些

來自空間的輻射干擾

　　空間的輻射電磁場(chǎng)（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小，是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

(2)來自系統(tǒng)外引線的干擾

　　主要通過電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較嚴(yán)重。

　　(3)來自電源的干擾

　　實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC電源，問題才得到解決。

　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上，由于分布參數(shù)是分布電容的存在，隔離是不可能的。

 1)PLC配置為MPI協(xié)議，這樣兩個(gè)上位機(jī)需要各配置一塊MPI卡;2)兩個(gè)PC機(jī)中，一個(gè)作為采集站和PLC通訊，另外一個(gè)作為客戶端和采集站通訊。(四)西門子200Plc通過PPI協(xié)議與組態(tài)王通訊失敗，為何?請(qǐng)檢查如下設(shè)置是否正確：1)用戶編程電纜的撥碼設(shè)置：在編程電纜的撥碼中，第5個(gè)端子是設(shè)置通訊協(xié)議的：撥碼設(shè)置為0，表示PPI/Freeport;撥碼設(shè)置為1，表示PPI(master);用戶使用PPI協(xié)議和組態(tài)王通訊時(shí)，撥碼選擇PPI/Freeport對(duì)應(yīng)撥碼值即可;2)PPI通訊傳輸?shù)氖?1位的數(shù)據(jù)，也就建議客戶撥碼選擇8數(shù)據(jù)位1停止位偶校驗(yàn)(撥碼默認(rèn)為11位)，并且PLC的波特率和PPI、組態(tài)王要*;3)要求編程軟件必須是離線時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行組態(tài)。 而對(duì)于MPI協(xié)議，我們的MPI驅(qū)動(dòng)是通過調(diào)用西門子PLC的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)(s7onlinx，dll等)實(shí)現(xiàn)和PLC進(jìn)行通訊的,并不是直接通過串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，其他類似調(diào)用方法的驅(qū)動(dòng)，同樣也不支持GPRS連接。

(4)來自信號(hào)線引入的干擾

　　與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信號(hào)之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽略；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多

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不帶控制柜的 SIMATIC ET 200 系統(tǒng)具有一個(gè)玻璃纖維強(qiáng)化的堅(jiān)固塑料外殼，這使得它抗沖擊、抗污染、不透水。并且，所需使用的附加部件也較少，節(jié)省了電纜，并可獲益于它的極快響應(yīng)時(shí)間。

SIMATIC ET 200pro – 模塊化和多功能：

• 具有極緊湊外殼的模塊化設(shè)計(jì)。
• 安裝方便。
• 因具有廣泛的模塊而功能多樣 – 從簡(jiǎn)單的輸入和輸出、安全系統(tǒng)、電機(jī)起動(dòng)器和變頻器，一直到 MOBY 識(shí)別系統(tǒng)。
• 可進(jìn)行熱插拔和固定接線，提高了工廠可用性。
• 具有廣泛的診斷功能。

SIMATIC ET 200AL – 配備小型 I/O 模塊的模塊化 I/O 系統(tǒng)：

• 安裝方式簡(jiǎn)便而且靈活
• 重量低
• 帶多 16 個(gè)通道的數(shù)字量和模擬量模塊。
• IO-Link 主站

SIMATIC ET 200eco PN – 帶 PROFINET 接口的 I/O 設(shè)備：

• 低成本 I/O 設(shè)備。
• 帶多 16 個(gè)通道的數(shù)字量和模擬量模塊。
• 通過每個(gè)模塊中的 2 端交換機(jī)進(jìn)行 PROFINET 連接
•  

  如果終端設(shè)備需要經(jīng)常斷電維護(hù)，或者終端設(shè)備只有接線端子而沒有9針D型插座，就需要使用有源終端模塊作為Profibus總線的終端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。

  
  圖6 Profibus有源終端模塊

  如果Profibus電纜不夠長(zhǎng)，需要把兩根電纜接起來，不能簡(jiǎn)單的把兩根銅芯擰起來，因?yàn)檫@樣會(huì)破壞電纜的特征阻抗，可能會(huì)導(dǎo)致通問題。使用圖7中的接頭來連接兩根需要接起來的電纜。

  
  圖7 Profibus連接接頭

  
  3 RS485中繼器的終端電阻使用方法
  Profibus通訊電纜的長(zhǎng)度取決于通訊的波特率，如果電纜超過了所能通訊的長(zhǎng)度，就需要使用RS485中繼器來延長(zhǎng)通訊距離。

  表1 總線長(zhǎng)度與傳輸速率的關(guān)系

  傳輸速率（kbit/s）	9.6-187.5	500		00
  總線長(zhǎng)度（m）	1000	400	200	100

  中繼器上有接線端子，Profibus電纜可直接連接到端子上。另外中繼器上也配有終端電阻。其用法與電纜插頭相同。

  
  圖8 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

   

  
  圖9 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

   

  
  圖10 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

  4 OLM上插頭終端電阻使用方法

  如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊距離較遠(yuǎn)，或者現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾嚴(yán)重，可以使用OLM把電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，使用光纜來傳輸信號(hào)。OLM上有RS485電氣接口，需要使用Profibus插頭來連接電纜。并且OLM電氣接口不論連接主站還是從站，接法都一樣。

  
  圖11 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

   

  
  圖12 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

   

  
  圖13 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線

  對(duì)于只有一個(gè)RS485接口的OLM，可認(rèn)為只有1網(wǎng)段，接法相同。

  
  5 DP/DP coupler上插頭終端電阻使用方法
  兩個(gè)DP主站可以使用DP/DP coupler來傳輸數(shù)據(jù)。DP/DP coupler上有兩個(gè)RS485接口，連接方法與OLM相同。

  
  圖14 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線

   

  
  圖15 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線