西门子滁州PLC模块总代理

SIWAREX集成化解决方案替代称重变送器/仪表

EMC即电磁兼容性，描述了电气设备在特定的电磁下，既不受到电磁的影响，也不会对周围产生影响的能力。在安装之前，一定要执行EMC设计规范，分析各种可能存在的源。

电磁可以通过以下几种到控制和称重模块的正常工作：
（1） 电磁场直接作用于控制；
（2） 通过现场总线引入，如PROFIBUS DP；
（3） 通过电缆引入；
（4） 通过电源或者保护地引入；

根据传输介质（导电还是非导电）以及源与设备之间的距离，可以通过四种耦合到控制：
（1） 电导耦合
（2） 电容耦合
（3） 电感耦合
（4） 辐射耦合

安装接线注意事项

原则1：接地面积要大
安装自动化设备时，不可动的金属部件要接地，接地面积要大，接地电阻要小，比如通过扁钢、铜排、截面积比较大的电缆等。喷漆或者阳极化处理的金属部件，通过螺丝接地时，需要通过专门的接地片或者去掉面的防腐层。因为铝很容易氧化，不适宜作为接地材料。

图2 接地铜排及电缆

原则2：电缆敷设要分类
在敷设电缆时，将其按照主电源线、电源线、线、现场总线等进行分类，电源线与线一定要走不同的穿线管或者走线槽，线尽可能贴着支撑梁、金属导轨、机柜背板等走线。

原则3：等电势体
创建等电势体，并将内的所有电气设备都通过等电势体连接到大地。对于防爆应用，必须建立等电势体。

原则4：电缆屏蔽层要连接
称重模块与传感器之间推荐使用西门子提供的电缆，如图3所示。
电缆型号：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
订货号： 非防爆 7MH4702-8AG 防爆 7MH4702-8AF
注意：如果使用第三方电缆，请使用两两双绞屏蔽，外面还要有一层总屏蔽的双屏蔽电缆：

图3 称重模块与传感器之间连接电缆

当传感器与称重模块之间距离很远时，在有等电势体的前提下，建议屏蔽层在接线盒和模块处均大面积接地，如下图所示：

在模块侧电缆的屏蔽层压直接压在屏蔽安装单元上，如下图所示：

图4 电缆屏蔽层的连接

原则5 各种屏蔽连接单元的使用
在称重模块侧，称重传感器电缆的屏蔽层通过各种屏蔽连接元件与安装背板或者导轨进行大面积连接。
对于S7 200中使用的SIWAREX MS模块其屏蔽连接端子如下图所示，订货号：6ES5728-8MA11，每包10个。

图5 SIWAREX MS屏蔽连接端子

对于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模块，屏蔽连接元件和屏蔽连接端子需要配合使用，其中：
屏蔽连接单元，订货号：6ES7390-5AA00-0AA0，可供两个SIWAREX U 使用，（对于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模块一个连接单元只能连接一个模块。）
屏蔽连接端子，订货号：6ES7390-5CA00-0AA0，每包两个，适合线径为4 到13mm 的传感器电缆。

图6 SIWAREX U/FTA/FTC屏蔽连接单元及端子

对于SIWAREX CS模块
屏蔽连接元件，订货号：6ES7193-4GA00-0AA0，每包5个；
屏蔽连接端子，订货号：6ES7193-4GB00-0AA0，每包5 个；

图7 SIWAREX CS屏蔽连接单元及端子

屏蔽连接端子和单元组装后，如下图所示：

图8 SIWAREX CS屏蔽连接单元及端子装配图

原则6：接线盒的选择
当一台秤使用多个称重传感器时，传感器电缆必须通过接线盒将电缆进行并联。西门子提供的接线盒，有不锈钢和铝两种材质，外壳喷漆处理，如下图所示。盒子上面有4个进线空，下面有一个出线孔，即多允许四个传感器并联。
订货号： 不锈钢材质 7MH4710-1EA 铝材质 7MH4710-1BA

图9 西门子称重传感器接线盒

接线盒的电缆密封格兰头内有4个金属片，当电缆从该格兰头穿过时，电缆的屏蔽层通过四个金属片压紧，并与金属格兰头大面积，而金属格兰头与接线盒壳体是导通的，这样连到接线盒上的所有传感器的屏蔽层通过金属壳体导通，而且导通电阻非常小。

图10 接线盒电缆密封格兰头

图11 电缆屏蔽层通过电缆密封格兰头内金属片压紧图

在有等电势体的情况下，接线盒可以通过其接地端子进行接地。该接地端子与电缆密封格兰及壳体都是连通的。

图12 接线盒接地端子西门子DP紫色通信电缆接头

注意：如果需用第三方接线盒，要求接线盒的壳体及其电缆密封格兰都必须是金属的。

EMC问题通常会引起称重模块的SF指示灯亮或者重量显示错误，通常可以检查下列几点：

（1） 在称重模块侧，电缆屏蔽层是否通过各种屏蔽连接元件接地；
（2） 在接线盒处，电缆屏蔽层是否通过接线盒的金属密封格兰与接线盒连接，而不是将屏蔽层连接到内部端子上；
（3） 称重传感器接地电缆，截面积大于16mm2，这样可以一定程度上防止现场电焊等操作造成传感器过电流损坏。如果从西门子采购，该电缆订货号为7MH3701-1 AA1

图13 称重传感器接地电缆

（4） 电缆屏蔽层接是否等电势，等电势体的截面积是否足够大。
（5） 称重模块与传感器之间的连接电缆与电源或者电机（尤其变频器控制的电机）的动力电缆距离是否太近了。
（6） 检查控制柜中称重模块与变频器或者它的的电缆太近了。
（7） 继电器、开关或者电磁阀门是否有保护电路，或者保护电路是否工作正常。
（8） 24V供电电源也可能引起模块故障。在这种情况下，24V电源可以并联稳压二极管，1N6285的效果就很好，击穿电压不高于34V。
（9） 在某些特殊还可能用到滤波器。经过EPCOS的SIFI-B或D型滤波器效果很好。如果故障来源于传感器电缆，那么EXC、SENSE和SIG各需要一个滤波器。

在使用OLM的时候考虑到光纤电缆的组态，这样PROFIBUS总线的参数就被STEP 7重新计算并改变。

在使用OLM（光纤链路模块）时，必须考虑到光纤电缆的组态。STEP 7会根据光纤电缆的组态重新计算PROFIBUS的参数。在这里，必须使“时间间隙”适应网络规模，网络拓扑结构和传输速率。 
用户必须改变PROFIBUS参数，因为电缆和网络元件以及网络元件的监控机制会信息。如果给“时间间隙”组态了一个太低的值，可能会OLM（LED会闪红/绿灯）的功能错误和错误显示。

PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，每一次扫描所用的时间称为扫描周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描工作的。概括而言，PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。CPU从第一条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。整个过程可分为三个部分:
1、上电处理：对PLC系统进行初始化，包括硬件初始化，I/O模块配置检查，停电保持范围设定及其他初始化处理等。
2、扫描过程：先完成输入处理，再完成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。
3、出错处理：PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常。当PLC处于正常运行时，它将不断循环扫描。
这个过程可分为“输入采样”、“程序执行”、“输出刷新”三个阶段。
1、输入采样阶段：首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中，输入映像寄存器被刷新。在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。接着进入程序执行阶段。
2、程序执行阶段：根据PLC梯形图程序扫描原则，一般按从左到右，从上到下的原则顺序执行程序。在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
3、输出刷新阶段：在所有指令执行完毕后，元件映像器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段转存至输出锁存器中，通过一定的方式输出，后经过输出端子驱动外部负载。当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。