黔南州西门子代理商
PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些
来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
(2)来自系统外引线的干扰
主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
(3)来自电源的干扰
实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC电源，问题才得到解决。
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数是分布电容的存在，隔离是不可能的。
1)PLC配置为MPI协议，这样两个上位机需要各配置一块MPI卡;2)两个PC机中，一个作为采集站和PLC通讯，一个作为客户端和采集站通讯。(四)西门子200Plc通过PPI协议与组态王通讯失败，为何?请检查如下设置是否正确：1)用户编程电缆的拨码设置：在编程电缆的拨码中，第5个端子是设置通讯协议的：拨码设置为0，表示PPI/Freeport;拨码设置为1，表示PPI(master);用户使用PPI协议和组态王通讯时，拨码选择PPI/Freeport对应拨码值即可;2)PPI通讯传输的是11位的数据，也就建议客户拨码选择8数据位1停止位偶校验(拨码默认为11位)，并且PLC的波特率和PPI、组态王要*;3)要求编程软件必须是离线时启动运行组态。而对于MPI协议，我们的MPI驱动是通过调用西门子PLC的动态连接库(s7onlinx，dll等)实现和PLC进行通讯的,并不是直接通过串口实现数据通讯，其他类似调用方法的驱动，同样也不支持GPRS连接。
(4)来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多
西门子6ES7151-1AA05-0AA1
不带控制柜的 SIMATIC ET 200系统具有一个玻璃纤维强化的坚固塑料外壳，这使得它抗冲击、抗污染、不透水。并且，所需使用的附加部件也较少，节省了电缆，并可获益于它的极快响应时间。
SIMATIC ET 200pro – 模块化和多功能：
具有极紧凑外壳的模块化设计。
安装方便。
因具有广泛的模块而功能多样 – 从简单的输入和输出、安全系统、电机起动器和变频器，一直到 MOBY 识别系统。
可进行热插拔和固定接线，提高了工厂可用性。
具有广泛的诊断功能。
SIMATIC ET 200AL – 配备小型 I/O 模块的模块化 I/O 系统：
安装方式简便灵活
重量低
带多 16 个通道的数字量和模拟量模块。
IO-Link 主站
SIMATIC ET 200eco PN – 带 PROFINET 接口的 I/O 设备：
低成本 I/O 设备。
通过每个模块中的 2 端交换机进行 PROFINET 连接
如果终端设备需要经常断电维护，或者终端设备只有接线端子而没有9针D型插座，就需要使用有源终端模块作为Profibus总线的终端(6ES7972-0DA00-0AA0)。
图6Profibus有源终端模块
如果Profibus电缆不够长，需要把两根电缆接起来，不能简单的把两根铜芯拧起来，因为这样会破坏电缆的特征阻抗，可能会导致通问题。使用图7中的接头来连接两根需要接起来的电缆。
图7Profibus连接接头
脉冲定时器类似于数字电路中上升沿触发的单稳态电路。图1中的指令框是S5脉冲定时器( Pulse S5Timer)，S为脉冲定时器的设置输入端，TV为预置值输入端，R为复位输入端；Q为定时器位输出端，BI端输出不带时间基准的十六进制格式当前时间值，BCD端输出S5T#格式的当前时间值。可以不给BI和BCD输出端指定地址。S、R、Q为BOOL(位)变量，BI和BCD为WORD（字）变量，TV为S5TIME变量。各变量均可以使用I（仅用于输入变量）、Q、M、L、D存储区。
可以用仿真软件plcSIM模拟运行随书光盘中的项目“T_C例程”，来形象地理解定时器和计数器的工作过程。在STEP7中打开该项目，启动仿真软件PLCSIM，将OB1中的程序下载到仿真PLC，将后者切换到RUN模式。在梯形图编辑器中打开OB1，点击工具条上的■（监控）按钮，启动程序状态监控功能。
对S5脉冲定时器仿真时，点击PLCSIM窗口中I0.0对应的小方框，方框内出现“√”，表示I0.0为1状态。由于输入电路（I0.0的常开触点）闭合，梯形图中的触点、方框和Q4.0的线圈均变为绿色，表示T0正在输出脉冲。可以看到，T0被启动后，从预置值开始，每经过一个时间基准，它的时间值减1。直到减为0，定时时间到，Q4.0的线圈断电。在定时期间，BI端输出十六进制的当前剩余时间值，BCD端输出S5T#格式的当前时间剩余值。图2中的时序图用下降的斜坡表示定时期间当前值递减，图中的t是定时器的预置值。
可以通过定时器的时序图和仿真实验来理解定时器的功能。由图2可知，脉冲定时器从输入信号I0.0的上升沿开始，输出一个脉冲信号。如果输入脉冲的宽度大于等于时间预置值（见图2中I0.0的脉冲A），通过Q4.0输出的脉冲宽度等于时间预置值。如果输入脉冲的宽度小于时间预置值（见I0.0的脉冲B），输出脉冲的宽度等于输入脉冲的宽度。从波形图可以看出，复位信号是优先的，复位信号I0.1使定时器的当前时间值变为0，输出位也变为0状态。在复位信号有效期间，有输入信号出现（见I0.0的脉冲D），也不能输出脉冲。
在作仿真实验时，可以根据T0的时序图，改变T0的输入信号I0.0的脉冲宽度和复位信号I0.1出现的时机，观察T0的当前时间值和Q4.0的变化情况是否符合定时器的时序图。
图3的脉冲定时器线圈指令与S5脉冲定时器的输入/输出地址、工作过程和时序图完全相同。当I0.0的常开触点由断开变为接通时，T0开始定时，其常开触点闭合。定时时间到时，T0的常开触点断开。在定时期间，如果I0.0变为0状态，或者复位输入I0.1变为1状态，T0的常开触点都将断开，定时器的当前值被清零。
图1 S5脉冲定时器
图2 脉冲定时器时序图
图3 脉冲定时器
| plc的技术进步跟计算机的发展极为相近，就是随着芯片技术（CPU内存和专用芯片等）的发展每隔数年几乎就能出现一代或称一族新的产品。无非是计算速度的加快，能表现的基础运算速度就是例如到FX2N这一族产品0.08微妙1步基本运算指令，更快当然就更好。即便是上世纪八十年代进入中国的早期产品F1系列，在实际应用中没有听说过由于运算速度而出现问题。只能说这是一个随时间推进作为选型的参考量数据。 PLC其实就是一个工具，就比如我们现在作设计用来画图的软件AutoCAD来说，它有很多工具，比如画直线、画圆、拷贝、阵列等等，给你工作带来方便。PLC所含各种工具的多少和这些工具所具有的能力，例如我们看硬件手册，内部有多少M（继电器）、D（各种数据寄存器）、T（定时器）、C（计数器和高速计数器及对应的硬件接口）、S（状态）等等。这是明确的和能够看得到的。还有软件拥有的功能特别是潜在的能力，一般不大可能一本数百页的手册看的很透彻，也就是“估算”一下而已。还是前面打过的比喻，你在工程上需要画一个直径是D的圆，那么你所选用的PLC加上你的编程能力能画大于D的圆就行。 我以为重要的一点还是能够编程后模拟运行（不是全部指令都能模拟），这一点对初次或者甚至是熟练的编程应用者非常必要和方便，能够有所预测，能够模拟实际的运行情况，有没有其它或者意外未曾想到的情况出现？你在硬件（电气原理图）设计过程中就能穿插编程模拟运行一些分部程序来验证硬件设计的正确性。 当然，确定PLC的入出点数是现实的，比如入出大于256点，一般就要选用中大型的PLC如A、Q系列。或者多单机不算Link的话用矩阵指令可到约300点左右。还应留有一定裕量的入出点，特别是输出点，万一长期运行或意外导致损坏不至于必须要更换PLC。 即便对于设计来说，比如一台交流电机如果按钮起停，是3入一出。如果省略热继电器的输入把它的常闭点串入接触器的线圈也非不可，省略一个输入点，PLC就“不知道”热继是否动作。你要是在软件中用ALT指令，你就只用一个按钮（占用1个输入点）操控起停，即按一下起，再按一下就停。这就与操作习惯又有关系了。有的企业比较喜欢“节约”，尽量用小型PLC，尽量少用入出点（便宜），但缺点是部分应有功能的缺失。 PLC选型时注意到以下几点对日后的工作有利： 1.近年产品； 2.入出点数充分并有裕量； 3.能模拟运行起码是程序框架部分的模拟运行非常有用（如Work2）； 4.后，可从从三菱官网下载一个FX系列PLC的硬件配置软件，以验证硬件配置的正确性 |
近年来，随着社会的发展，plc可编程序控制器在工业生产中得到了广泛的使用，其维护检修方法和技巧，很多电工都不得法，笔者长期在生产一线工作，从事电气设备的维护检修和管理工作，对PLC开发应用和维修工作特别感兴趣，积累了较多行之有效的经验和技巧。
1、PLC输入与输出
一只小小的PLC灵活地控制着一个复杂系统，所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号，就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图来检修故障设备，会束手无策，查找故障的速度会特别慢。鉴于这种情况，我们根据电气原理图绘制一张表格，贴在设备的控制台或控制柜上，标明每个PLC输入输出端子编号与之相对应的电器符号，中文名称，即类似集成电路各管脚的功能说明。有了这张输入输出表格，对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。但对于那些对操作过程不熟悉，不会看梯形图的电工来说，就需要再绘制一张表格：PLC输入输出逻辑功能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路（触发元件、关联元件）和输出回路（执行元件）的逻辑对应关系。实践证明如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能表，检修电气故障，不带图纸，也能轻松自如。
2、输入回路检修
判断某只按扭、限位、线路等输入回路的好坏，可在PLC通电情况下（好在非运行状态，以防设备误动作），按下按扭（或其他输入接点），这时对应的PLC输入点端子与公共端被短接，按扭所对应的PLC输入指示灯亮，说明此按扭及线路正常。灯不亮，可能按扭坏、线路接触不良或者断线。若判断，按扭如果是好的，那么用万用表的一根表笔，一头接PLC输入端的公共端，另一头接触所对应的PLC输入点（上述操作要小心，千万不要碰到220V或110V输入端子上）。此时指示灯亮，说明线路存在故障。指示灯不亮，说明此PLC输入点已损坏（此情况少见，一般强电入侵所致）。
3、输出回路检修
对于PLC输出点（这里仅谈继电器输出型），若动作对象所对应的指示灯不亮，在确定PLC在运行状态下，那么说明此动作对象的PLC输入输出逻辑功能没有满足，也就是说输入回路出故障，按前面讲的，检查输入回路。若所对应的指示灯亮，但所对应的执行元件如电磁阀、接触器不动作，先查电磁阀控制电源及保险器，简便的方法，用电笔去量所对应PLC输出点的公共端子。电笔不亮，可能对应保险丝熔断等电源故障。电笔亮，说明电源是好的，所对应的电磁阀、接触器、线路出故障。排除电磁阀、接触器、线路等故障后，仍不正常，就利用万用表一只表笔，一头接对应的输出公共端子，另一头接触所对应的PLC输出点，这时电磁阀等仍不动作，说明输出线路出故障。如果这时电磁阀动作，那么问题在PLC输出点上。由于电笔有时会虚报，可用另一种方法分析，用万用表电压档量PLC输出点与公共端的电压，电压为零或接近零，说明PLC输出点正常，故障点在外围。若电压较高，说明此触点接触电阻太大，已损坏。当指示灯不亮，但对应的电磁阀、接触器等动作，这可能此输出点因过载或短路烧牢。这时应把此输出点的外接线拆下来，再用万用表电阻档去量输出点与公共端的电阻，若电阻较小，说明此触点已坏，若电阻无穷大，说明此触点是好的，应是所对应的输出指示灯已坏。
4、程序逻辑推断
现在工业上经常使用的PLC种类繁多，对于低端的PLC而言，梯形图指令大同小异，对于中高端机，如S7-300，许多程序是用语言表编的。实用的梯形图必须有中文符号注解，否则阅读很困难，看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程，看起来比较容易。若进行电气故障分析，一般是应用反查法或称反推法，即根据输入输出对应表，从故障点找到对应PLC的输出继电器，开始反查满足其动作的逻辑关系。经验表明，查到一处问题，故障基本可以排除，因为设备发生两起及两起以上的故障点是不多的。
5、PLC自身故障判断
一般来说，PLC是极其可靠的设备，出故障率很低，但由于外部原因，也可导致PLC损坏。
5.1一只工作电源为220V的接近开关，其输入PLC信号触点两根引线与接近开关的220V的电源线共用一根4芯电缆，一次该接近开关损坏，电工更换时，错把电源的零线与输入的PLC的公共线调错，导致送电时烧坏了3路PLC输入点。
5.2一次系统电源变压器零线排因腐蚀而中断，导致接入PLC220V电源升到380V，烧坏了PLC底部的电源模块，后整改时增加了380/220V的隔离控制变压器。
5.3 西门子S7-200的PLC输出公共端标1L、2L等，工作电脑为ACL1N表示，+24V电源为L+M表示对初学者或经验不足者容易搞错。如果错把L+M当作220V电源端子，送电瞬间即将烧坏PLC24V电源。
根据笔者长期的经验，PLC、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零，PLC输入点如不是强电入侵所致，几乎也不会损坏，PLC输出继电器的常开点，若不是外围负载短路或设计不合理，负载电流超出额定范围，触点的寿命也很长。我们查找电气故障点，重点要放在PLC的外围电气元件上，不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题，这对快速维修好故障设备、快速恢复生产是十分重要的，笔者所谈的PLC控制回路的电气故障检修，重点不在PLC本身，而是PLC所控制回路中的外围电气元件