6ES7341-1CH02-0AE0使用手册

 可编程逻辑控制器是一种集成化的小型智能控制系统。是专门应用于工业环境的一种可进行二次开发的控制器。它集成化程度高抗干扰能力强。

     通常通过数字量或模拟量的输入，用以控制数字量或模拟量输出，达到控制现场的设备的工作。其可靠的抗干扰设计使其在现场的复杂的干扰条件下也能够稳定地工作。但在工业现场中，存在着各式各样的干扰。如大电流浪涌、强磁场干扰、高电压浪涌、高频率脉冲串干扰、等等各种干扰使得PLC在现场的长期使用受到影响。一些大中型的系统都会设计一定的容错机制，但在现场中，这些干扰还是有办法去减低或消除的。以下主要讨论各种干扰的产生原因及相应的抗干扰措施
 

干扰的类型

       在工业环境中，可编程控制器所受的干扰主要分为传导型和辐射型二中。顾名思义，传导型干扰就是通过电气线路进入PLC系统的干扰信号；辐射型干扰是通过空间感应进入PLC系统的干扰信号。

       1. 传导型干扰通过各种电气线路进入PLC系统，包括供电干扰、强电干扰和接地干扰。

       1） 供电干扰 PLC系统本身一般都配备有专用的电源模块，用于给PLC系统提供直流稳压电源，如西门子公司的S7系列PLC，提供不同容量的电源模块给PLC提供稳定的直流电源。虽然如此，但从交流供电网络传来的干扰信号仍然可能影响电源电压的稳定性，并可能经过整流后传入PLC控制器，影响PLC的运行。此种干扰信号主要来源于附近大容量电气设备的开、停，负载的突然变化，供电系统中断路器对供电线路的开断和接通，雷击或雷电感应产生的冲击电流等，在严重时甚至使PLC控制器的RAM存贮器中的程序丢失或紊乱，造成难以估量的损失。

       2）强电干扰
       线路中继电器、接触器等感性负载，其控制电压一般是交流220V，感性负载在断电时会产生过电压和冲击电流，影响驱动电路，还会通过电磁感应干扰其它线路，甚至会进入PLC控制器，影响PLC的正常功能。

       3）接地干扰接地方式不当，容易形成接地环路，产生接地干扰。如果接地点相隔较远时，则不同位置的接地点的电位不相等，从而形成接地电位差。

       2. 辐射型干扰通过空间感应进入PLC系统的干扰。PLC控制系统一般安装于电气控制柜内，同时它的输入输出信号线常与动力线路在同一桥架内并排敷设，PLC系统和其输入输出信号线附近必定存在有较强的磁场、电场、静电场或电磁波辐射源，在安装中若未认真考虑干扰的问题，常会由于干扰的存在，影响PLC对控制信号的采集和其控制功能的正常发挥。特别是大功率感性负载的通断，引起磁场的急剧变化，接触器触点产生的电火花产生高频辐射对PLC系统的影响。
 

三. 抗干扰的主要方法

       1.供电方面主要的措施是稳压、滤波、隔离。

       1）选用质量好、工作可靠的电子交流稳压器，用以给PLC系统提供稳定的交流电压，稳压器不仅可以提供稳定的电压，同时可以消除高频脉冲的干扰。

       2）增加低通滤波器，用来滤去交流电源中的高频分量或脉冲电流。对于直流供电，可用电容滤波，消除干扰对PLC系统的影响。

       3）增加隔离变压器。在电源接入PLC系统前加装隔离变压器，其初级屏蔽层接中性线，二次侧屏蔽层与PLC系统共地，用以阻断干扰的传导通路，并抑制干扰信号的强度。同时配合使用低通滤波器.

       4）选用稳定的交流电源。PLC系统的电源与动力线路分别引自不同的变压器，可以避免大感性负载的启停对供电电源的影响。实际中可能只有一台变压器，可以采用从配电母排上引专用线的方法，尽量减小干扰的影响。
 

       2. 强电干扰方面主要采取以下措施：

       1）在电感性负载旁并联一阻容吸收装置或二极管、稳压管，用来吸收瞬时过电压。

       2）采用光电耦合的办法进行隔离。

       3.接地干扰通常采用单点接地，避免接地点相隔太远。在接地点相隔较远时，增加导线截面，以减小电阻。
 

       4. 辐射型干扰

       1）PLC系统安装于单独的箱体中，制作箱体的材料使用薄铁板或钢板等导磁材料，可以防止外界磁场的干扰。

       2）对于PLC模拟信号线和通讯电缆，使用屏蔽线，并将屏蔽层单端接地。

       3）讲究布线方式。屏蔽线尽可能远离大功率，尽量避开动力线路单独敷设，若与动力线路不能分开布设时，可使用镀锌管敷设，既可防止干扰，又可保护线路干扰的存在是多种多样的，干扰的消除方式也有很多方法。如以上的干扰的解决办法使得在现场的布线及安装中如能尽可能地考虑进去，那么你的系统的可靠性将会得到极大的提高。

1．编程方法简单易学

    PLC是面向用户的设备，可以采用梯形图和面向工业控制的简单指令语句编写程序。梯形图是常用的可编程序控制器的编程语言，其编程符号和表达方式与继电器电路原理图相似。

    梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的工程技术人员只需花少量时间就可熟练掌握梯形图编程语言。梯形图语言实际上是一种面向用户的语言，可编程序控制器在执行梯形图程序时，用编译程序将它“翻译”成机器语言后再去执行。

    2．功能强，

    一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。此外，PLC还可以通过网络通信，实现分散控制、集中管理。与相同功能的继电器系统相比，PLC具有更高的性价比。

    3．硬件配套齐全，适应性强

    PLC及外围模块品种繁多，可以灵活方便地组合成满足不同要求的控制系统。在使用时，只需在PLC的端子上接入相应的输入／输出(I/O)信号线即可完成电路连接，不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量繁杂的连接电路。

    PLC的I/O端可以直接与交流(AC) 220V或直流(DC) 24V的电信号相接，还具有较强的驱动负载的能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器的线圈。

    4．可靠性高，抗干扰能力强

    PLC在电子电路、机械结构及软件结构等方面采取了一系列抗干扰措施，能使PLC的平均无故障工作时间达数万小时以上。

    在硬件结构方面，PLC的I/O通道采用光电隔离，有效地抑制了外部干扰源的影响；对供电电源及电路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰；对CPU等重要部件采用导电、导磁材料进行屏蔽，以减少空间电磁干扰。

    在软件方面，PLC采用扫描工作方式，减少了由于外界环境干扰引起的故障。在PLC系统程序中设有故障检测和自诊断程序，这些程序能对系统硬件电路的故障实现检测和判断。当外界干扰引起故障时，PLC能立即将当前重要信息加以封存，禁止任何不稳定的读写操作，一旦外界环境正常，PLC又可恢复到故障发生前的状态，继续原来的工作。

    另外，PLC在耐热、防潮、防尘、抗振等方面也都有精巧的设计。

    5．体积小，功耗低

    PLC体积小、重量轻，便于安装。在复杂控制系统中使用PLC后，可大大缩小控制系统的体积。PLC便于植入各种机械设备，实现机电一体化。

    在控制系统中采用PLC，减少了各种时间继电器和中间继电器的数量，可以降低能耗。

    6．系统的设计、安装、调试工作量小

    PLC用软件功能取代了继电接触式控制系统中大量的继电器、计数器等元器件，大大减少了控制柜的设计、安装及接线工作。

    PLC的梯形图编程方法规律性强、容易掌握。对于复杂控制系统，设计梯形图所需的时间比设计继电器系统电路所需时间要少得多。

    PLC的程序可以先模拟调试，将输入信号的装置用小开关代替，输出信号的状态可通过PLC上的发光二极管指示，调试好后再将PLC安装在现场统一调试。调试过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，所需调试时间比继电器系统的调试时间要少得多。

    7．维护方便工作量小

    PLC的故障率非常低，并且有完善的自诊断和显示功能。当PLC自身、外部的输入装置或执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速查明故障的原因。如果是PLC自身故障，可用更换模块的方法迅速排除。