介绍可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中,要保证正常运行应该注意的一系列问题,并给出一些合理的建议。
(4)正确选择接地点,完善接地系统
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。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。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。
此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内又会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。
●安全地或电源接地
将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电,可从安全接地导入地下,不会对人造成伤害。
●系统接地
PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地,叫系统接地。接地电阻值不得大于4Ω,一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起,作为控制系统地。
●信号与屏蔽接地
一般要求信号线必须要有唯一的参考地,屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合,也要在就地或者控制室唯一接地,防止形成“地环路”。信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理,选择适当的接地处单点接点。
(5)对变频器干扰的抑制
变频器的干扰处理一般有下面几种方式:
加隔离变压器,主要是针对来自电源的传导干扰,可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。
使用滤波器,滤波器具有较强的抗干扰能力,还具有防止将设备本身的干扰传导给电源,有些还兼有尖峰电压吸收功能。
使用输出电抗器,在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射,影响其它设备正常工作。
五、结束语
PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制抗干扰,才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽,如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。21世纪,PLC会有更大的发展,产品的品种会更丰富、规格更齐全,通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求,PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
PLC中的开关量、模拟量指的是什么
开关量和模拟量是大家学习PLC初期使用多的两种输入输出方式。什么是开关量?什么是模拟量?这个问题有必要弄清楚。
图1是一个典型能输出开关量信号的器材。压力高时C和B两个触点闭合接通,输出压力高信号,压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。有了这样的信号就完成把就地的压力信号,远传到远处的电气控制柜去参加主动远程控制了,其间C和B是一个开关量,C和A也是一个开关量。所以一个开关触点就是一个开关量,它的特性是同一时间要么接通要么断开。接通就是1,代表有有信号,断开就是0,代表没有信号。这就是所谓的开关量信号。
压力表虽然能把压力信号传到远处,但它传输的只是有无压力这样的信号,无法知道实时压力值究竟是多少。
PLC
图2中的器材叫压力变送器。压力变送器的内部就是一块电路板,电路板连接着一个压力传感器F。它的作业原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C,检测信号进入电路板后,经过电路板的转化与核算,把这个压力信号转化成一个电流信号由A和B这两个点输出。图中右边就是转化进程的示意图,它能够把一个0-10kpa的压力信号转化成一个4-20mA的电流信号,由A和B这两个点输出。这时咱们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。
下面看一下模拟量信号是如何进行远距传输的。
咱们管道上安装一块量程为0-10kpa的压力变送器,电源正极接压力变送器的B点,负极串联一块万用表到压力变送器的A点,并将万用表打到电流档。当压力变送器C点的压力是5kpa时,万用表的的电流读数是12mA。正好是4-20mA的电流信号的中间值,而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。当压力变送器C点的压力是10kpa时,万用表的的电流读数正好是20mA。这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值,咱们只要在远方经过一个接受设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来,再经过一定的核算,就能知道就地的压力值是多少了。
为什么要把压力信号转化成4-20mA的电流信号,而不是0-20mA的电流信号或0-10V的电压信号?
1.0-10V的电压信号简单遭到外界的电磁搅扰,特别是电缆长度很长时搅扰更显着。
2.用0-20mA的电流信号的话,就无法判别在电流信号是0mA时,究竟是电缆断线引起的毛病0mA,还是压力本身就是0kpa而输出的正常的0mA。
图4是使用西门子S7-200PLC读取压力变送器压力值的接线图例,这是一种基本的使用方法,左面是开关量的,右边是模拟量的,不同的信号类型要接到PLC不同输入端
CB 1241 RS485 接线 (6ES7 241 1CH30-1XB0)
CB1241 RS485 信号板(安装在CPU机本体上) ,订货号为: 6ES7 241 1CH30-1XB0 接线如图1

图1 CB1241 RS485
注释:3号针脚--RS485信号 B(+) ;8号针脚--RS485信号A(-);5号针脚--接屏蔽等电位点。
CM1241 RS232 接线 (6ES7 241-1AH30-0XB0)
CB1241 RS232 通讯模块,订货号为: 6ES7 241 1AH30-0XB0 接线如图2

图2 CM1241 RS232
注释: 2号针脚--RS232信号输入接收。3号针脚--RS232 信号输出发送。 5--接地等电位
CM 1241 RS422/485 接线 (6ES7 241-1CH31-0XB0)
CB1241 RS232 通讯模块,订货号为: 6ES7 241 1CH31-0XB0 接线如图3

图2 CM1241 RS422/485
注释:
RS422 接线方法: 2号与9号针脚 -- RS422 发送信号。 3号与8号针脚 -- RS422接收信号;SHELL接屏蔽等电位点 。
RS485 接线方法:3号针脚--RS485信号 B(+) ;8号针脚--RS485信号A(-) 1号针脚-电位点。
RS232、422及485 的通讯距离和终端电阻
RS 232 通讯长距离为 10 米屏蔽电缆
RS 422/R485 通讯长距离为 1000 米屏蔽电缆(取决于波特率及安装终端电阻)
RS 485 终端电阻安装方法及阻值大小,如图4

西门子PLC模块,变频器,触摸屏,交换机
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