PS830來自空間的輻射干擾
空間的輻射電磁場(EMI)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi),就回收到輻射干擾,其影響主要通過兩條路徑;一是直接對PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;而是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小,特別是頻率有關(guān),一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。
(2)來自系統(tǒng)外引線的干擾
主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。
(3)來自電源的干擾
實(shí)踐證明,因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,筆者在某工程調(diào)試中遇到過,后更換隔離性能更高的PLC電源,問題才得到解決。
PLC PS830 系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,絕對隔離是不可能的。
(4)來自信號線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信號之外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽略;二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重,由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。
下面的實(shí)例描述了共享設(shè)備的最簡單配置:兩臺IO控制器共享一個(gè)IO設(shè)備的子模塊。兩臺IO控制器位于同一個(gè)STEP 7項(xiàng)目中,優(yōu)點(diǎn)是一致性檢查自動完成。
步驟
為了能夠使用共享設(shè)備功能,需要在SIMATIC管理器和HW Config中執(zhí)行某些組態(tài)步驟。
準(zhǔn)備事項(xiàng)
1.在SIMATIC管理器中創(chuàng)建名稱為"共享設(shè)備項(xiàng)目"的項(xiàng)目。
2.插入兩個(gè)站(SIMATIC 300)。
3.在HW Config中打開站,然后組態(tài)帶PROFINET接口的CPU(在此例中為CPU 319-3 PN/DP)。
4.為剛剛創(chuàng)建的站的PROFINET接口設(shè)置參數(shù)。
5."保存并編譯"各個(gè)站。
創(chuàng)建共享的設(shè)備
1.在HW Config中打開所創(chuàng)建的其中一個(gè)站。
2.如屏幕截圖所示,使用幾個(gè)子模塊配置分布式I/O系統(tǒng)ET 200s(IM151-3PN)。
3.使用快捷菜單(鼠標(biāo)右鍵)復(fù)制剛剛創(chuàng)建的分布式I/O系統(tǒng)。
4.保存硬件配置,然后關(guān)閉已配置的站。
5.在HW Config中打開早先創(chuàng)建的其它站。
6.若要將分布式I/O系統(tǒng)作為共享設(shè)備插入,右擊PROFINET線路。在快捷菜單中選擇"粘貼共享"命令。
7.保存硬件配置,然后關(guān)閉已配置的站。
已經(jīng)成功創(chuàng)建了共享設(shè)備;現(xiàn)在設(shè)置將子模塊分配給已配置的站。
分配子模塊
必須單獨(dú)為每個(gè)站分配子模塊。請牢記對站的更改也將影響其它站!只能將子模塊分配給一個(gè)站!
1.打開第1個(gè)站中分布式I/O系統(tǒng)的屬性對話框。
2.跳轉(zhuǎn)到"訪問"選項(xiàng)卡。
3.組態(tài)對各個(gè)子模塊的訪問。從"數(shù)值"列的下拉列表中選擇訪問的類型??梢栽谝韵聝烧咧g選擇:
?。辉L問子模塊:"- - -"
?。耆L問子模塊:"完全"
4.請注意:設(shè)置"完全"自動會導(dǎo)致其它站的設(shè)置為"- - -";另一方面,設(shè)置"- - -"并不會自動地導(dǎo)致其它站的設(shè)置為"完全"。
5.保存并關(guān)閉站。
6.對第2個(gè)站重復(fù)步驟1-4。
7.然后將組態(tài)下載至站。
用戶程序中的共享設(shè)備
共享設(shè)備在用戶程序中不充當(dāng)特殊角色。如平常一樣對站中分配的子模塊進(jìn)行尋址,其它子模塊不接收地址。
(5)來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴(yán)重的干擾信號,使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地,就存在地電位差,有電流流過屏蔽層,當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時(shí),地線電流將更大。
此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場的作用下,屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低,邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲,造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降,引起對信號測控的嚴(yán)重失真和誤動作。
?。?)來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路
互輻射及其對模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容,比較復(fù)雜,作為應(yīng)用部門是無法改變,可不必過多考慮,但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績或經(jīng)過考驗(yàn)的系統(tǒng)。
Simatic S5 CPU095 6ES5 095-8MA05 6ES5095-8MA05 GEB
Festo Druckbooster DPA-63-10 184518 T908 + JH-5/2-D-2-C
Simatic S7 CPU416-2 6ES7 416-2XK02-0AB0 6ES7416-2XK02-0
Allen Bradley PLC-5/40 Controllnet 1785-L40C15/E
ABB SC510 Submodule Carrier 3BSE003832R1 GEB
Simatic Sinumerik PS830 6EW1830-7AA OVP
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Siemens Simoreg -Komp.-Gerät. GcO/Gc0-E 300/15 Mer-102
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Siemens Simovert Frequenzumrichter 6SE4601-1AA00 GEB
Simatic S5 PS955 6ES5 955-3LC41 6ES5955-3LC41 GEB
Lenze Frequenzumrichter Typ 7813 7813 8 kVA 5,5 kW GEB
Lenze Frequenzumrichter Typ 7814.2 78142 12 kVA 7,5 kW
Simatic S7 Anschaltung DP/PA Koppler 6ES7 157-0AC80-0XA
Simatic NET CP443-1 6GK7 443-1EX10-0XE0 GEB/OVP
Siemens Sicherungs-Lasttrennschalter 3NJ6140-3MA01-0BB0
Rexroth Unterbrechungsfreie Stromversorgung VAU01.1S-02
AMK Servomotor DV7-4-4-L 00 DV744L00
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Lenze Netzteil 9210 Typ 9212_E.2C Art.Nr. 345486 7A GEB
Fanuc Servo Amp. Unit A06B-6093-H102 V02150871 GEB
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