西门子6ES214-2BD23-0XB8正品销售
①采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
在PLC控制系统中,电源占有极重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU 电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。
此外,为了保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。
②电缆选择的敖设
为了减少动力电缆辐射电磁干扰,不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠行敖设,以减少电磁干扰。
③硬件滤波及软件抗干扰结合措施
由于电磁干扰的复杂性,要根本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,但并不是通常的每采样m次求一次平均值,而是每采样一次就与最近的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22 mm2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,接地极最好埋在距建筑物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。
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电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。根据数据受干扰性质及干扰后果的不同,采取的软件对策各不相同,没有固定的模式。对于实时数据采集系统,为了传感器通道中的干扰信号,在硬件措施上常采取有源或无源RLC网络,构成模拟滤波器对信号实现频率滤波。同样,运用CPU的运算、控制功能也可以实现频率滤波,完成模拟滤波器类似的功能,这就是数字滤波。在许多数字信号处理专著中都有专门论述,可以参考。随着计算机运算速度的提高,数字滤波在实时数据采集系统中的应用将愈来愈广。在一般数据采集系统中,可以采用一些简单的数值、逻辑运算处理来达到滤波的效果。下面介绍几种常用的方法。
1.算术平均值法
对于一点数据连续采样多次,计算其算术平均值,以其平均值作为该点采样结果。这种方法可以减少系统的随机干扰对采集结果的影响。一般3~5次平均即可。
2.比较取舍法
当控制系统测量结果的个别数据存在偏差时,为了剔除个别错误数据,可采用比较取舍法,即对每个采样点连续采样几次,根据所采数据的变化规律,确定取舍,从而剔除偏差数据。例如,“采三取二”即对每个采样点连续采样三次,取两次相同的数据为采样结果。
3.中值法
根据干扰造成采样数据偏大或偏小的情况,对一个采样点连续采集多个信号,并对这些采样值进行比较,取中值作为该点的采样结果。
4.一阶递推数字滤波法
这种方法是利用软件完成RC低通滤波器的算法,实现用软件方法代替硬件RC滤波器。一阶递推数字滤波公式为Yn=QXn+(1-Q)Yn-1
式中Q -数字滤波器时间常数;
Xn-第n次采样时的滤波器输入;
Yn-第n次采样时的滤波器输出。
采用软件滤波器对数据采集中的误差可以获得满意的效果。但应注意,选取何种方法应根据信号的变化规律选择。本人接触自动化好几年了, 现在在一家设备厂做一些小机器;
刚做小设备在调试时经常会有现象,在考虑问题的时候不够全面,经过一段时间的积累,
现象是少了些,但还会有意想不到的结果发生,这个该怎么去避免这个问题呢?
编程前的硬件及内存分配分配情况
1.先把I/O整理出来 吧输入输出分出来
2.吧里面的个继电器 寄存器分配,哪些用于初始化,哪些用于自动运转,哪些用于手动控制等
3.画出流程图,到什么条件驱动什么东西,
4.编写故障处理自整定子程序
编程思路如下
1. 先把各状态位写出来 到什么位是正常位 自动运行位等
2. 再写自动运行程序,从头写到尾,一般用步进指令
3.写出手打操作程序
4.写初始化程序
5.写故障报警程序
程序中各位状态的组合
把单个报警写出来;能正常运行的写在一起,输出一个可以运行的故障信号,这个信号用于驱动
报警功能HMI显示故障等;把出现故障不能运行的故障写在一起,输出一个不能运行的信号,置位总
暂停信号,把这个信号串到程序中,当出现故障时将暂停设备往下运行
动作与动作之间有互锁信号 你给我了,我收到了,反馈一个完成信号给你,你收到了,继续做你的事
动作之间互不干扰
故障与中断其他安全考虑 (编程思路 )
.在自动情况下,下一步动作出现异常时,根据设备动作流程,哪些报警是可以运行,
哪些报警是不能运行的, 能运行时 发出警报,提醒操作员什么东西需要解决;
当出现的故障是对动作无法运行时,根据设备时候需要自诊断能力,哪个环节出现什么问题,
有对应的调用自动修复检证子程序;
如果调用一次还不解决问题,就发出警报,需要操作员进行处理,同时置位暂停信号,使设备暂停下来,
当故障解决后,复位暂停信号 设备继续运行
故障与中断其他安全考虑 (硬件选择 )
一个设备中,硬件往往都会驱动一些电机,气缸,什么的;对于这些在硬件上也有相应的硬件保护;
人身安全方面:在接电路的保护电路与启动信号线时也是有讲究的 ;对于启动,到位条件信号
采用的是常开信号,就是到了才有信号发出, 在对硬件的极限保护,急停等如果没有处理好,会
对人身及设备产生巨大影响,做电路时我们经常会发现中间有断线的,往往设备报警后,不是因为
设备的硬件真坏了,而是在它与PLC连接的某条线路断了,这样就会起到很安全的保护,在无故障时
让它始终有信号送到PLC,起到稳定的保护功能;
以上是本人在做设备时积累的一些小经验,毕竟谁都有过学习过程,不足之处请多多指点。PLC的性能指标较多,不同厂家的可编程控制器产品技术性能各不相同,各有特色。通常可以用以下几种性能指标进行描述。
1 .输入 / 输出点数
输入 / 输出点数是指可编程控制器组成控制系统时所能接入的输入输出信号的最大数量,即可编程控制器外部输入、输出端子数。它他表示可编程控制器组成控制系统时可能的最大规模。通常,在总点数中,输入点数大于输出点数,且输入与输出点不能相互替代。
2 .扫描速度
一般以执行 1000 步指令所需的时间来衡量,单位为毫秒 / 千步。也有以执行一步指令时间计,单位为微秒 / 步。
3 .存储器容量
可编程控制器的存储器包括系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器三部分。可编程控制器产品中可供用户的是用户程序存储器和数据存储器。
可编程控制器中程序指令是按“步”存放的,一“步”占用一个地址单元,一个地址单元一般占用两个字节。如存储容量为 1000 步的可编程控制器,其存储容量为 2K 字节。
4 .编程语言
可编程控制器采用梯形图、布尔助记符、菜单图、功能模块图和语言描述等编程语言。不同的可编程控制器产品可能拥有其中一种、两种或全部的编程方式。常用三种编程方式:梯形图( LAD ),布尔助记符( STL ),功能模块图( SFC )。
5 .指令功能
可编程控制器的指令种类越多,则其软件的功能就越强,使用这些指令完成一定的控制目标的就越容易。
此外,可编程控制器的可扩展性、使用条件、可靠性、易操作性及经济性等性能指标也是用户在选择可编程控制器时须注意的指标。
简言之,微型计算机计算机是通用的专用机,而PLC则是专用的通用机。
从微型计算机的应用范围来说,微型计算机是通用机,而可编程控制器是专用机。微型计算机是在以往计算机与大规模集成电路的基础上发展起来的,其最大特征是运算快,功能强,应用范围广。例如,近代科学计算,科学管理和工业控制等都离不开它。所以说,微型计算机是通用计算机。而可编程控制器是一种为适应工业控制环境而设计的专用计算机。选配对应的模块便可适用于各种工业控制系统。而用户只需改变用户程序即可满足工业控制系统的具体控制要求。如果采用微型计算机计算机作为某一设备的控制器,就必须根据实际需要考虑抗干扰问题和硬件软件设计,以适应设备控制的专门需要。这样,势必把通用的微型计算机计算机转化为具有特殊功能的控制器而成为一台专用机。
PLC控制系统与微型计算机计算机的主要差异及各自的特点主要表现为以下几个方面:
1 .应用范围
微型计算机除了控制领域外,还大量用于科学计算,数据处理,计算机通信等方面。而可编程控制器主要用于工业控制。
2 .使用环境
微型计算机对环境要求较高,一般要在干扰小,具有一定的温度和湿度要求的机房内使用。可编程控制器则使适用于工业现场环境。
3 .输入 / 输出
微型计算机系统的 I/O 设备与主机之间采用微电联系,一般不需要电气隔离。而可编程控制器一般控制强电设备,需要电气隔离,输入输出均用光电耦合,输出还采用继电器,可控硅或大功率晶体管进行功率放大。
4 .程序设计
微型计算机具有丰富的程序设计语言,如汇编语言, FORTRAN 语言, COBOL 语言, PASCAL 语言, C 语言等,其语句多,语法关系复杂,要求使用者必须具有一定水平的计算机硬件知识和软件知识。而可编程控制器提供给用户的编程语句数量少,逻辑简单,易于学习和掌握。
5 .系统功能
微型计算机系统一般配有较强的系统软件,例如操作系统,能进行设备管理,文件管理,存储器管理等。它还配有许多应用软件,以方便用户。而可编程控制器一般只有简单的监控程序,能完成故障检查,用户程序的输入和修改,用户程序的执行与监视。
6 .运算速度和存储容量
微型计算机运算速度快,一般为微秒级,因有大量的系统软件和应用软件,故存储容量大。而可编程控制器因接口的响应速度慢而影响数据处理速度。一般可编程控制器接口响应速度为 2 ms ,巡回速度为 8ms/K 字。可编程控制器的软件少,所编程序也简短,故内存容量小。
7 .价格
微型计算机机是通用机,功能完善,故价格较高,而可编程控制器是专用机,功能较少,其价格是计算机的十分之一左右。
从以上几个方面的比较可知,可编程控在可编程控制器PLC的编程语言中,梯形图是最为广泛使用的语言。通过可编程控制器的指令系统将梯形图变成可编程控制器能接收的程序。由编程器将程序键入到可编程控制器的用户存储区中去。
PLC的梯形图与继电器控制线路图十分相似,主要原因是可编程控制器梯形图的发明大致上沿用了继电器控制的电路元件符号,仅个别地方有些不同。同时,信号的输入 / 输出形式及控制功能也是相同的,但可编程控制器的控制与继电器的控制还是有不同之处,主要表现在以下几方面:
1 .控制逻辑。
继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑,其接线多而复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成后想再改变或增加功能都很困难。另外,继电器触点数目有限,每只有 4~8 对触点,因此灵活性和扩展性很差。而可编程控制器采用存储器逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序,故称为 ” 软接线 ” ,其接线少,体积小,而且,可编程控制器中每只软继电器的触点数在理论上无限制,因此灵活性和扩展性很好。可编程控制器由中大规模集成电路组成,功耗小。
2 .工作方式。
当电源接通时,继电器控制线路中各继电器都处于受约束状态,即该吸合的都应吸合,不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合。而可编程控制器的控制逻辑中,各继电器都处于周期性循环扫描接通之中,从宏观上看,每个继电器受制约接通的时间是短暂的。
3 .控制速度。
继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低。触点的开闭动作一般在几十毫秒数量级。另外,机械触点还会出现抖动问题。而可编程控制器是由程序指令控制半导体电路来实现控制,速度极快,一般一条用户指令执行时间在微秒数量级。可编程控制器内部还有严格的同步,不会出现抖动问题。
4 .限时控制。
继电器控制逻辑利用时间继电器的滞后动作进行限时控制。时间继电器一般分为空气阻尼式,电磁式,半导体式等,其定时精度不高,且有定时时间易受环境湿度和温度变化的影响,调整时间困难等问题。有些特殊的时间继电器结构复杂,不便维护。可编程控制器使用半导体集成电路作定时器,时基脉冲由晶体振荡器产生,精度相当高,且定时时间不受环境影响,定时范围一般从 0.001s 到若干分钟甚至更长。用户可根据需要在程序中设定定时值,然后由软件和硬件计数器来控制定时时间。
5 .计数限制。
可编程控制器能实现计数功能,而继电器控制逻辑一般不具备计数。
6 .设计和施工。
使用继电器控制逻辑完成一项控制工程,其设计、施工、调试必须依次进行,周期长,而且维修困难。工程越大,这一点就越突出。而用可编程控制器完成一项控制工程,在系统设计完成以后,现场施工和控制逻辑的设计 ( 包括梯形图设计 ) 可以同时进行,,且调试和维修都很方便。
7 .可靠性和可维护性。
继电器控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏,并有机械磨损,寿命短,因此可靠性和可维护性差。而可编程控制器采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,它体积小,寿命长,可靠性高。可编程控制器还配有自检和监督功能,能检查出自身的故障,并随时显示给操作人员,还能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。
8 .价格。
继电器控制逻辑使用机械开关,继电器和接触器,价格比较低。而可编程控制器使用中大规模集成电路,价格比较高。
从以上几个方面的比较可知,可编程控制器在性能上比继电器控制逻辑优异,特别是可靠性高,设计施工,调试修改方便,而且体积小,功耗低,使用维护方便,但价格高于继电器控制系统。从系统的性能价格比而言,可编程控制器具有很大的优势。
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