西门子S120电机驱动模块6SL3120-2TE21-8AA3

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机型的选择

　　(一)plc的类型

　　plc按结构分为整体型和模块型两类，按应用分为现场安装和控制室安装两类；按cpu字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。

　　整体型plc的i/o点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制；模块型plc提供多种i/o卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制的i/o点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制。

　　(二)输入输出模块的选择

　　输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑电平、传输距离、隔离、供电等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关，电感性低功率因数负荷，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。

　　可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便控制水平和应用成本。

 

　考虑是否需要扩展机架或远程i/o机架等。

　　(三)电源的选择

　　plc的供电电源，西门子数字量模块除了引进设备时同时引进plc应根据产品说明书要求设计和选用外，一般plc的供电电源应设计选用220vac电源，与国内电网电压一致。重要的应用，应采用不间断电源或稳压电源供电。

　　如果plc本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入plc，对输入和输出的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。

　　(四)存储器的选择

　　由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求plc的存储器容量，按256个i/o点至少选8k存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。

　　(五)冗余功能的选择

　　1．控制单元的冗余

　　(1)重要的单元：cpu（包括存储器）及电源均应1b1冗余。

　　(2)在需要时也可选用plc硬件与热备构成的热备冗余、2重化或3重化冗余容错等。

　　2．i/o接口单元的冗余

　　(1)控制回路的多点i/o卡应冗余配置。

　　(2)重要检测点的多点i/o卡可冗余配置。3）根据需要对重要的i/o，可选用2重化或3重化的i/o接口单

　　(六)经济性的考虑

　　选择plc时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，终选出较满意的产品。

　　输入输出点数对价格有直接影响。每一块输入输出卡件就需一定的费用。当点数到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应，因此，点数的对cpu选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制有较合理的性能价格比。

　　目前，plc不仅可以执行开环控制，而且还可以执行

　　闭环控制、

　　定位、

　　计数、比例控制、

　　阀门控制以及其它功能。
6es7322-1bl00-0aa0模块

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。

 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22mm2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。

一、 s7-200plc内部rs485接口电路图：电路图见附件
图中r1、r2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止rs485信号d+和d-短路时产生过电流烧坏芯片，z1、z2是钳制电压为6v，*大电流为10a的齐纳二极管，24v电源和5v电源共地未经隔离，当d+或d-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和z1、z2可将共模电压钳制在±6.7v，从而保护rs485芯片sn75176（rs485芯片的允许共模输入电压范围为：-7v～+12v）。该保护电路能承受共模干扰电压功率为60w，保护电路和芯片内部没有防静电措施。

　　二、常发生的故障现象分析：
　　当plc的rs485口经非隔离的pc/ppi电缆与电脑连接、plc与plc之间连接或plc与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生，较常见的损坏情况如下：
　　●r1或r2被烧断，z1、z1和sn75176完好。这是由于有较大的瞬态干扰电流经r1或r2、桥式整流、z1或z1到地，z1、z2能承受*大10a电流的冲击，而该电流在r1或r2上产生的瞬态功率为：102×10=1000w，当然会将其烧断。
　　●sn75176损坏，r1、r2和z1、z2完好。这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于z1、z2的动作速度造成的，静电无处不在，仅人体模式也会产生±15kv的静电。
　　●z1或z2、sn75176损坏，r1和r2完好。这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将z1或z2和sn75176击穿，由于电流较小和发生时间较短因而r1、r2不至于发热烧断。
　　由以上分析得知plc接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂，如由于plc内部24v电源和5v电源共地，24v电源的输出端子l+、m为其它设备混合供电可能导致地电位变化，从而造成共模电压超出允许范围。所以eia-485标准要求将各个rs485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等，消除地线环流！
　　当带电插拔未隔离的连接电缆时，由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。
　　连接在rs485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到plc，总线上连接的设备站点数越多，产生瞬态过电压的因素也越多。
　　当通信线路较长或有室外架空线时，雷电必然会在线路上造成过电压，其能量往往是巨大的，常有用户沮丧地说：“联网的几十台plc全部遭打坏了！”。
　　三、 解决办法：
　　1、从plc内部考虑：
　　●采用隔离的dc/dc将24v电源和5v电源隔离，分析了三菱、欧姆龙、施耐德plc以及西门子的profibus接口均是如此。
　　●选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次rs485芯片，如：sn65hvd1176d、max3468esa等，这些芯片价格一般在十几元至几十元，而sn75176的价格仅为1.5元。
　　●采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的新型保护器件tvs或bl浪涌吸收器，如p6ke6.8ca的钳制电压为6.8v，承受瞬态功率为500w，bl器件则可抗击4000a以上大电流冲击。
　　●r1和r2采用正温度系数的自恢复保险ptc，如jk60-010，正常情况下的电阻值为5欧，并不影响正常通信，当受到浪涌冲击时，大电流流过ptc和保护器件tvs（或bl），ptc的电阻值将骤然增大，使浪涌电流迅速减小。
　　2、从plc外部考虑：
　　●使用隔离的pc/ppi电缆，尽量不用廉价的非隔离电缆（特别是在工业现场）。西门子公司早期出产的pc/ppi电缆（6es7901-3bf00-0xa0）是不隔离的，现在也改成隔离的电缆了！
　　●plc的rs485口联网时采用隔离的总线连接器.
　　●与plc联网的第三方设备，如变频器、触摸屏等的rs485口均使用rs485隔离器bh-485g进行隔离，这样各rs485节点之间就无“电”的联系，也无地线环流产生，即使某个节点损坏也不会连带其它节点损坏。
　　●rs485通信线采用profibus总线专用屏蔽电缆，保证屏蔽层接到每台设备的外壳并*后接大地。
　　●对于有架空线的系统，总线上**设置专门的防雷击设施。
找到了解决s7-200通讯口损坏的办法了
   在我们单位众多的s7-200plc中，不时有通讯口损坏，致使不能连接pc或不能进行通讯，在对plc解体时发现，在plc通讯口出有一芯片－－75176，这就是通讯接口芯片，在芯片周围有5个fb，标识fb1~fb5，这其实就是5个保险，在通讯连不上时，一般就是这5个保险中的某个烧毁了，可用同等型号的保险代替，也可用导线直接短路。一般就能解决问题。不过更换时要注意，由于元件时贴片的，十分小，空间也小，所以焊接时注意不要短路