三菱PLC控制系统抗干扰的措施(精选12篇)
三菱PLC控制系统抗干扰的措施 篇1
1、采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰。
对于三菱PLC系统供电的电源,应采用非动力线路供电,直接从低压配电室的主母线上采用专用线供电。选用隔离变压器,且变压器容量应比实际需要 大1.2~1.5倍左右,还可在隔离变压器前加入滤波器。对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、采用多次隔离和屏蔽及漏感技术的配电器。控制器和I/O系统分别由各自的隔离变压器供电,并与主电路电源分开。三菱PLC的24V直流电源尽量不要给外围的各类传感器供电,以减少外围传感器内部 或供电线路短路故障对三菱PLC系统的干扰。此外,为保证电网馈电不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,UPS具备过压、欠压保护功能、软 件监控、与电网隔离等功能,可提高供电的安全可靠性。对于一些重要的设备,交流供电电路可采用双路供电系统。
2、正确选择电缆的和实施敷设,消除三菱plc的空间辐射干扰。
不同类型的信号分别由不同电缆传输,采用远离技术,信号电缆按传输信号种类分层敷设,相同类型的信号线采用双绞方式。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近平行敷设,增大电缆之间的夹角,以减少电磁干扰。为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干 扰,从干扰途径上阻隔干扰的侵入,要采用屏蔽电力电缆。
3、三菱plc输入输出通道的抗干扰措施
输入模块的滤波可以降低输入信号的线间的差模干扰。为了降低输入信号与大地间的共模干扰,三菱PLC要良好接地。输入端有感性负载时,对于交流 输入信号,可在负载两端并接电容和电阻,对于直流输入信号可并接续流二极管。为了抑制输入信号线间的寄生电容、与其他线间的寄生电容或耦合所产生的感应电 动势,可采用RC浪涌吸收器。
输出为交流感性负载,可在负载两端并联RC浪涌吸收器;若为直流负载,可并联续流二极管,也要尽可能靠近负载。对于开关量输出的场合,可以采用 浪涌吸收器或晶闸管输出模块。另外,采用输出点串接中间继电器或光电耦合措施,可防止三菱PLC输出点直接接入电气控制回路,在电气上完全隔离。
艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大 的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电 器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。
如需进一步了解台达PLC、西门子PLC、施耐德plc、欧姆龙PLC的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城http:///
三菱PLC控制系统抗干扰的措施 篇2
1 干扰环境分析
在现今工业环境中, 对PLC的干扰有多种方式和途径。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。在实际的生产环境下, 外部干扰是随机的, 与系统结构无关, 且干扰源是无法消除的, 只能针对具体情况加以限制;内部干扰与系统结构有关, 主要通过系统内部程序设计的不合理, 模拟量输入信号等引起, 可合理设计系统线路来削弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。要提高PLC控制系统的可靠性, 就要从多方面提高系统的抗干扰能力。
由外部环境引起的干扰, 主要有电源干扰、振动干扰、电磁干扰及信号干扰。
PLC系统的正常供电电源绝大部分由电网供电, 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。尤其是电网内部的变化, 刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等, 都通过输电线路传到电源。
由振动引起的干扰在部分行业很常见, 像石油化工、建筑、矿产运输等, 由于工作条件是在临时性简易设备上, 设备振动比较严重, 这样, 常常会有不真实的信号产生, 形成干扰。
在很多行业, 由于考虑成本的原因, PLC模块都和其他电器混装在同一控制柜内, 这样, PLC模块就完全暴露在一个多变的电磁环境中, 容易对PLC造成干扰。
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息之外, 总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰, 这往往被忽视;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。
接地是提高电子设备电磁兼容性 (EMC) 的有效手段之一。正确的接地, 既能抑制电磁干扰的影响, 又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地, 反而会引入严重的干扰信号, 使PLC系统将无法正常工作。
2 抗干扰措施
PLC尽量不要与其他电器元件混装在同一柜体内。有条件的话, 与其他柜体保持一定距离, 这样尽量减少电磁辐射对PLC的干扰。
PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常, 只能将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线, 对于电源线来的干扰, 一般都有足够强的抑制能力。但是, 如果遇上特殊情况, 电源干扰特别严重, 可加接一个带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器单独为PLC设备供电, 以减少设备与地之间的干扰, 提高系统的可靠性, 必要的话, 还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
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控制系统抗干扰的重要措施之一。接地在消除干扰上起很大的作用。这里的接地是指决定系统电位的地, 而不是信号系统归路的接地。
在日常接地系统中, 常见到如下两种情况的接地:联合接地与分散接地。联合接地方式也称单点接地方式, 即所有接地系统共用一个共同的“地”。联合接地有个弊端, 就是其他设备引起的地线感应电压, 容易串入PLC, 对PLC形成干扰。分散接地就是将通信大楼的防雷接地、电源系统接地、通讯设备的各类接地以及其他设备的接地分别接入相互分离的接地系统。
针对因振动引起的虚假信号, 要选择可靠性较高的变送器和各种开关, 防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良等由设备本身造成虚假信号。其次, 也还可以在内部程序上增加数字滤波程序及其他技术处理等, 增加输入信号的可信性。数字信号滤波一般采用程序设计方法, 在现场输入触点后加一定时器, 定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定, 一般在几十ms, 这样可保证触点确实稳定闭合后, 才有其它响应。还可采用重复采集方式, 这一般适合数字量或开关量。在采集信号时, 需重复采集多次, 直到连续两次或两次以上采集结果完全相同时才视为有效。若多次采集后, 信号总是变化不定, 可停止采集, 并发出相关报警信号。在满足实时性要求前提时, 每次采集信号之间插入一段延时, 数据可靠性会更高。系统实时性要求很高情况下, 其指令重复周期尽可能长些。
PLC柜内的各种线缆应分开布线。电源线 (交流、直流) 与输入 (输出) 信号线分开布线, 开关量信号线与模拟量信号线也应分开布线, 且后者应采用屏蔽线, 并且将屏蔽层接地。数字传输线也要用屏蔽线, 并且要将屏蔽层单独接地, 尽量不与模拟量信号线接同一地。由于双绞线中电流方向相反, 大小相等, 可将感应电流引起的噪声互相抵消, 故信号线多采用双绞线或屏蔽线。
交流输出线和直流输出线不可用同一根电缆, 输出线应尽量远离高压线和动力线, 这样, 也能有效减少线路输入虚假信号。
输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小, 电压降不大时, 输入接线可适当长些。
3 结语
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。如何进一步提高PLC控制系统的抗干扰能力, 多种方法和措施正在研究探索之中。通过正确设计硬件线路, 选用高质量的元器件, 充分利用PLC本身软元件, 灵活巧妙地编程等措施, 可以有效地提高系统的抗干扰能力。
摘要:30年来, 可编程控制器从无到有, 实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强, 实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大, 实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备, 在世界各地发挥着越来越大的作用。
关键词:PLC,控制系统,抗干扰
参考文献
[1]廖常初.plc基础及应用[M].北京:机械工业出版社, 2006.
[2]张泽荣.可编程序控制器原理与应用[M].北京:清华大学出版社, 2004.
[3]马志溪.电气工程设计[M].北京:机械工业出版社, 2002.
[4]郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].东南大学出版社, 2006, 3.
[5]李道霖.电气控制与PLC原理及应用[M].电子工业出版社, 2004.
论PLC控制系统的抗干扰措施 篇3
摘要:本文主要论述了PLC在运行过程中所受到的干扰来源,以及解决这些干扰的一些措施,另外还对变频器的抗干扰问题进行了一系列讨论。
关键词:PLC控制系统 干扰 变频器
0 引言
随着科学技术的发展,PIC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各类型PLC,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力,另一方面要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。
1 电磁干扰源及对系统的干扰
干扰类型通常按干扰产生的原因、嘈声干扰和嘈声的波形性质的不同划分。其中:按嘈声产生的原因不同,分为放电嘈声、浪涌嘈声、高频振荡嘈声等。按嘈声的波形、性质不同,分为持续嘈声、偶发嘈声等,按嘈声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共摸干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成,共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输送的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/0模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。安装隔离变压器能解决上述问题。
2 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PLC电源,问题才能得到解决。
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,它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、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。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,由于分布参数特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。
3 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:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视,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/0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/0模件损坏数量相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
4 主要抗干扰措施
4.1 采用性能优良的电源,抑制电网引如的干扰。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/0电源等)、变送器供电电源和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PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没有受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是采用的隔离器变压器分布参数大,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。
4.2 电缆选择的敖设,不同类型的信号分别有不同电缆传输,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信号,避免信号线与动力电缆靠近平行敖设,以减少电磁干扰。
4.3 硬件滤波及软件抗如果措施,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。由于电磁干扰的复杂性,要根本消除迎接干扰影响是不可能的,因此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,可有效消除周期性干扰,定时效正参考电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移,采用信息技术,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。
4.4 正确选择地点完善接地系统,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PLC系统适于并联一点接地方式,个装置的柜体重型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连接个装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极,接地极采用截面大于22MM2的铜导线
5 结束语
三菱PLC控制系统抗干扰的措施 篇4
控制要求:
(1)有两台水泵,按设计要求一台运行,一台备用,自动运行时泵运行累计100小时轮换一次,手动时不切换。
(2)两台水泵分别由m1、m2电动机拖动,电动机同步转速为3000转/min,由km1、km2控制。(3)切换后起动和停电后起动须5s报警,运行异常可自动切换到备用泵,并报警。(4)采用plc的pid调节指令。
(5)变频器(使用三菱fr-a540)采用plc的特殊功能单元fx0n-3a的模拟输出,调节电动机的转速。(6)水压在0~10kg可调,通过触摸屏(使用三菱f940)输入调节。
(7)触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等。(8)变频器的其余参数自行设定。
软件设计:
1.fx2n-48mrplc 的i/o分配:根据控制要求及i/o分配,其系统接线图如图所示。
plc输入,x1:1号泵水流开关;x2:2号泵水流开关;x3:过压保护。
plc输出,y1:km1;y2:km2;y4:报警器;10:变频器stf。
2.触摸屏画面设:根据控制要求及i/o分配,制作触摸屏画面。
触摸屏输入:m500:自动起动。m100:手动1号泵。m101:手动2号泵。m102:停止。m103:运行时间复位。m104:清除报警。d300:水压设定。
触摸屏输出:y0:1号泵运行指示。y1:2号泵运行指示。t20:1号泵故障。t21:2号泵故障。d101:当前水压。d502:泵累计运行的时间。d102:电动机的转速。
3.plc的程序:根据控制要求,画出fx2n-48mr的程序梯形图、plc程序如下图所示。
此主题相关图片如下,点击图片看大图:
plc的程序简述:plc得电后,通过程序把模块中的摸拟量压力信号转化成压力数字量(d160),将压力的数据寄存器d160的值除以25以校正压力的实际值(由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知:因0-10kg对应的是数值是0-250,所以压力与数值的关系是1:25)。在该系统中我们规定了电动机同步转速为3000转/min,所以同步转速的设定低于3000转/min对电机的保护是有好处的。这里我们把转速设定为不能超过1250转/min,则数值与通过pid程序运算的mv(输出)值d150(即电动机转速量)的关系为1:5(由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知:因数值是0-250对应的是0-1250转/min,则数值与转速的关系是1:5)。所以电动机的转速实际值校正数d102=d150×5÷10(其中除以10是因为所有实数参与pid的sv设定值>d500,pv当前值>d160,运算都是以1000%加入的。所以要得到mv输出值>d150的实际数值需要除以10)。因该系统中电机的转速是与压力成正比的,转速加大;压力也加大!(这里要注意:动作方向【s3】+1,当前值pv,d500设定值sv,d160;即bit=1,选择逆动作)所以将压力数字量寄存器d160用于pid程序的pv(当前)数字量做为时刻检查管内的当前压力状况。
4.变频器设置:
(1)上限频率pr1=50hz;(2)下限频率pr2=30hz;(3)基底频率pr3=50hz;(4)加速时间pr7=3s;(5)减速时间pr8=3s;(6)电子过电流保护pr9=电动机的额定电流;(7)起动频率pr13=10hz;(8)du面板的第三监视功能为变频繁器的输出功率pr5=14;(9)智能模式选择为节能模式pr60=4;(10)设定端子2~5间的频率设定为电压信号0~10v,pr73=0;(11)允许所有参数的读/写pr160=0;(12)操作模式选择(外部运行)pr79=2;(13)其他设置为默认值。
5.系统调试:
(1)将触摸屏rs232接口与计算机连接,将触摸屏rs422接口与plc编程接口连接,编写好fx0n-3a偏移/增益调整程序,连接好fx0n-3a i/o电路,通过gain和offset调整偏移/增益。(2)按图设计好触摸屏画面,并设置好各控件的属性,按图所示编写好plc程序,并传送到触摸屏和plc。(3)将plc运行开关保持off,程序设定为监视状态,按触摸屏上的按钮,观察程序触点动作情况,如动作不正确,检查触摸屏属性设置和程序是否对应。(4)系统时间应正确显示。
(5)改变触摸屏输入寄存器值,观察程序对应寄存器的值变化。(6)按图连接好plc的i/o线路和变频器的控制电路及主电路。(7)将plc运行开关保持on,设定水压调整为3kg。
(8)按手动起动,设备应正常起动,观察各设备运行是否正常,变频器输出频率是否相对平稳,实际水压与设定的偏差。
三菱PLC通信 篇5
在工业自动化控制系统中,最为常见的是PLC和变频器的组合应用,并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法,其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用:因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。但是,RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题,一条简单的变频器操作指令,有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现,编程工作量大而且繁琐,令设计者望而生畏。
本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法:它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块; 在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”,编写4条极其简单的PLC梯形图指令,即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制,通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简捷便利,极易掌握。本文以三菱产品为范例,将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。二、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置
1、系统硬件组成图1 三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置
图2 FX2N-485-BD通讯板外形图
图3 三菱变频器 PU插口外形及插针号
FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版);FX2N-485-BD通讯模板1块(最长通讯距离50m);或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(最长通讯距离500m);FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内)带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等,可以相互混用,总数量不超过8台;三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。);RJ45电缆(5芯带屏蔽);终端阻抗器(终端电阻)100Ω;选件:人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。
2、硬件安装方法
(1)用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接;另一头则按图1~图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模板,未使用的2个P5S端头不接。
(2)揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。
(3)将RJ45电缆分别连接变频器的PU口,网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻,以消除由于信号传送速度、传递距离等原因,有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。
3、变频器通讯参数设置
为了正确地建立通讯,必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR-SW1-SETUP-WE在PU口进行。
4、变频器设定项目和指令代码举例
如表1所示。参数设定完成后, 通过PLC程序设定指令代码、数据和开始通讯, 允许各种类型的操作和监视。
5、变频器数据代码表举例
如表2所示。
6、PLC编程方法及示例
(1)通讯方式
PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯,PLC为主机,变频器为从机。1个网络中只有一台主机,主机通过站号区分不同的从机。它们采用半双工双向通讯,从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据。
(2)变频器控制的PLC指令规格
(3)变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释
LD M8000 运行监视;EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10:运行监视指令;K0:站号0;H6F:频率代码(见表1); D0:PLC读取地址(数据寄存器)。指令解释:PLC一直监视站号为0的变频器的转速(频率)。
(4)变频器运行控制的PLC语句表程序示例及注释
LD X0 运行指令由X0输入;
SET M0 置位M0辅助继电器;
LD M0
EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11:运行控制指令; K0:站号0;HFA:运行指令(见表1); H02:正转指令(见表1)。
AND M8029 指令执行结束; 字串9
RST M0 复位M0辅助继电器。
指令解释:PLC向站号为0的变频器发出正转指令。(5)变频器参数读取的PLC语句表程序示例及注释
LD X3 参数读取指令由X3输入;
SET M2 置位M2辅助继电器;
LD M2
EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10:变频器参数读取指令; K3:站号3;K2:参数2-下限频率(见表2); D2:PLC读取地址(数据寄存器)。
OR RST M2 复位M2辅助继电器。
指令解释:PLC一直读取站号3的变频器的2号参数-下限频率。
(6)变频器参数写入的PLC语句表程序示例及注释
LD X1 参数变更指令由X3输入;
SET M1 置位M1辅助继电器;
LD M1
EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K7:参数7-加速时间(见表2);K10:写入的数值。
字串1
EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K8:参数8-减速时间(见表2); K10:写入的数值。
AND M8029 指令执行结束;
RST M1 复位M1辅助继电器。
指令解释:PLC将站号3的变频器的7号参数-加速时间、8号参数-减速时间变更为10。
三、三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比
1、PLC的开关量信号控制变频器
PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位; 也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。但是,因为它是采用开关量来实施控制的,其调速曲线不是一条连续平滑的曲线,也无法实现精细的速度调节。这种开关量控制方法,其调速精度无法与采用扩展存储器通讯控制的相比。
2、PLC的模拟量信号控制变频器
硬件:FX1N型、FX2N型PLC主机,配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板; 或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A; 或两路输出的FX2N-2DA; 或四路输出的FX2N-4DA模块等。
优点: PLC程序编制简单方便,调速曲线平滑连续、工作稳定。
缺点: 在大规模生产线中,控制电缆较长,尤其是DA模块采用电压信号输出时,线路有较大的电压降,影响了系统的稳定性和可靠性。另外,从经济角度考虑,如控制8台变频器,需要2块 FX2N-4DA模块,其造价是采用扩展存储器通讯控制的5~7倍
3、PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器
这是使用得最为普遍的一种方法,PLC采用RS串行通讯指令编程。
优点:硬件简单、造价最低,可控制32台变频器。
缺点:编程工作量较大。从本文的第二章可知:采用扩展存储器通讯控制的编程极其简单,从事过PLC编程的技术人员只要知道怎样查表,仅仅数小时即可掌握,增加的硬件费用也很低。这种方法编程的轻松程度,是采用RS-485无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的。
4、PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器
三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。
优点: Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。
缺点: PLC编程工作量仍然较大。
5、PLC采用现场总线方式控制变频器
三菱变频器可内置各种类型的通讯选件,如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件; 用于Profibus DP现场总线的FR-A5AP(A)选件; 用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。
优点: 速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。字串4
缺点: 造价较高,远远高于采用扩展存储器通讯控制的造价。
综上所述,PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势; 若配置人机界面,变频器参数设定和监控将变得更加便利。
1台PLC和不多于8台变频器组成的交流变频传动系统是常见的小型工业自动化系统,广泛地应用在小型造纸生产线、单面瓦楞纸板机械、塑料薄膜生产线、印染煮漂机械、活套式金属拉丝机等各个工业领域。采用简便控制方法,可以使工程方案拥有通讯控制的诸多优势,又可省却RS-485数据通讯中的诸多繁杂计算,使工程质量和工作效率得到极大的提高。但是,这种简便方法也有其缺陷:它只能控制变频器而不能控制其它器件;此外,控制变频器的数量也受到了限制。
四、结束语
江阴基础三菱PLC教程 篇6
三菱PLC编程培训课程大纲:
1.PLC的硬件操作、软件使用
三菱FX 系列PLC的选型、扩展模块的功能
三菱FX系列PLC接线(NPN、PNP传感器)及扩展模块接线
GX Developer编程软件使用,程序上传下载、备份、故障诊断
GX Developer软件使用技巧和快捷方式有效增加您工作效率
PLC硬件故障外围判读方法
2.PLC指令系统及其学习方法
软元件总类、使用方法及数据类型,数据格式
工程案例中软元件的使用方法及技巧及案例分析
工程常用程序段分析及其使用
基本指令、应用指令、特殊指令使用技巧及案例分析
流程指令、传送比较指令、数据运算指令、移位指令、数据处理指令等
指令学习方法
综合案例分析、水处理项目泵类控制、混合液比例控制项目、打孔刻字机手/自动控制等案例分析
2.案例分析、PLC程序解读、设备故障分析和处理
PLC编程方法和程序结构、常用PLC编程方法介绍
旋转移栽机构案例分析、故障处理
升降机多种控制方案分析、故障处理
总结PLC在工厂中常见故障
3.人机界面的工程应用及设计
PROFACE触摸屏项目组态及画面制作
报警、用户管理、数据记录、趋势图等功能制作过程
人机界面画面传输及与PLC的通讯方式
PROFACE与三菱FX系列PLC综合实例讲解及实验
4.PLC触摸屏综合案例分析、故障诊断、答疑
PLC、模块常见故障诊断工具及其故障排除
自控设备外围故障速判方法
综合人机界面完善以上所有案例(包括手动、自动、安全因素)使得程序能在实际工程中应用总结分析各个编程方法的灵活度、寻找适合自己的能妥善安排软件资源、合理分配、统一标准
浅谈PLC控制系统抗干扰措施 篇7
目前, 自动化系统中所使用的各种类型PLC, 大都处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中, 而当电磁干扰比较强烈时, 可造成P L C元器件损坏, 甚至使PLC控制系统系统瘫痪。为了使系统正常运行, 必须采取相应的抗干扰措施。
2. PLC控制系统工程应用的抗干扰设计
为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰, 必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施:抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程, 要求制造单位设计生产出具体有较强抗干扰能力的产品, 且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑, 并结合具有情况进行综合设计, 才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。进行具体工程的抗干扰设计时, 应注意以下两个方面。
2.1 设备选型
在选择设备时, 首先要选择有较高抗干扰能力的产品, 其包括了电磁兼容性 (E M C) , 尤其是抗外部干扰能力, 如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统;其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标, 如共模拟制比、差模拟制比, 耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作;另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。在选择国外进口产品要注意:我国是采用2 2 0 V高内阻电网制式, 而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大, 零点电位漂移大, 地电位变化大, 工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上, 对系统抗干扰性能要求更高, 在国外能正常工作的P L C产品在国内工业就不一定能可靠运行, 这就要在采用国外产品时, 按我国的标准 (G B/T 1 3 9 2 6) 合理选择。
2.2 综合抗干扰设计
主要考虑来自系统外部的几种抑制措施。主要内容包括:对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰;对外引线进行隔离、滤波, 特别是原理动力电缆, 分层布置, 以防通过外引线引入传导电磁干扰;正确设计接地点和接地装置, 完善接地系统。另外还必须利用软件手段, 进一步提高系统的安全可靠性。
3. 主要抗干扰措施
3.1 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P L C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P L C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P L C系统的干扰。此外, 为保证电网馈点不中断, 可采用在线式不间断供电电源 (U P S) 供电, 提高供电的安全可靠性, 并且UPS还具有较强的干扰隔离性能, 是一种P L C控制系统的理想电源。
3.2 电缆线路的敷设
为了减少动力电缆辐射电磁干扰, 尤其是变频装置馈电电缆。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敷设, 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近平行敷设, 以减少电磁干扰。
3.3 硬件滤波及软件抗干扰措施
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。由于电磁干扰的复杂性, 要根本消除硬件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, 可有效消除周期性干扰;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。
3.4 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。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。PLC的接地线与机器的接地端相接, 接地线的截面积应不小于2 m m 2, 接地电阻小于100Ω;如果要用扩展单元, 其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰, 应给PLC接上专用地线, 接地点应与动力设备 (如电机) 的接地点分开;若达不到这种要求, 也必须做到与其它设备公共接地, 禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能靠近PLC。
4. 结束语
三菱PLC控制系统抗干扰的措施 篇8
【关键词】加热反应炉;PLC;编程设计;运行功能
Based on Mitsubishi PLC Technology of heating reactor automatic control
Luo Ji-hong
(Hunan Vocational College of Commerce of Electrically controlled department,Changsha 410205,China)
Abstract:To achieve typical heating reactors feed,heating and vent material actual control requirements using Mitsubishi PLC technology experience design methods at I/O allocation basis conduct PLC Ladder design,and feed,heating and vent feed three scripts program runs functional be analysis shows After PLC on machine simulation debugging actual control requirements identical.
Keywords:heating reactor;PLC;Programming;run function
引言
可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置,它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起,具有高可靠性、灵活通用、易于编程和使用方便等特点,近年来在工业自动控制、机电一体化以及改造传统产业等方面得到了广泛的应用,被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之首[1]。本论文针对加热反应炉的实际控制要求,运用三菱PLC技术中的经验设计法,在I/O分配的基础上,将整个加热炉实际控制系统分解为进料、加热和泄料三个部分[2],进行PLC梯形图程序设计和程序功能分析。
1.工作示意图(见图1)
2.关于模拟量输入的说明
在加热炉控制系统中,对于温度点和压力点的检测,虽然可以如本论文使用带开关量输入的温度、压力传感器来完成,但如果检测点很多,或者是需要根据温度、压力的变化经常调整检测点,就要用很多开关量的温度、压力传感器,占有很多的输入点,安装布线都不方便。所以,就要将温度、压力传感器转换成连续变化的模拟量,再采用PLC控制,控制性能就可以得到极大的改善[1]。
温度控制原理如下:通过电压加热电热丝产生温度,温度再通过温度变送器变送为电压。加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能,这就需用到脉冲。输入电压不同就能产生不一样的脉宽,输入电压越大,脉宽越宽,通电时间越长,热能越大,温度越高,输出电压就越高[2]。压力控制原理与此类似。
PID闭环控制:通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制,控制示意图如以下2所示。比例,积分,微分系数取得合适系统就容易稳定,这些都可以通过PLC软件编程来实现[3]。
3.控制要求
3.1 进料控制
当下液面、炉温和炉内压力都小于给定值时,打开排气阀和进料阀;当液面上升到位时,关闭排气阀和进料阀;延时20s,打开氮气阀,使氮气进入炉内,增大炉内压力;当炉内压力上升到给定值时,关闭氮气阀,进料过程结束[4]。
3.2 加热反应控制
进料结束时,炉内温度肯定低于要求值,此时接通加热炉电源;当温度达到要求值后,切断加热电源;维持保温状态10分钟。
3.3 泄放控制
保温10分钟后,打开排气阀,使炉内压力逐渐降到起始值;维持打开排气阀,并打开泄料阀,当炉内液面下降到液面以下时,并闭泄料阀和排气阀,系统恢复到原始状态,重新进入下一个循环。
4.I/O分配(见表1)
5.程序梯形图(见图3)
6.程序功能分析
6.1 进料控制
检测下液面X1、炉温X2和炉内压力X4是否小于给定值(逻辑均为0),即输入点X1、X2和X4是否都处于断开状态,若是则维持打开排气阀Y1和进料阀Y2;当液面上升到位使X3常闭分断,关闭排气阀Y1和进料阀Y2,并开始延时,20s之后打开氮气阀Y3,使氮气进入炉内,增大炉内压力;当压力上升到给定值时(X4=1),X4常闭分断,关闭氮气阀Y3,进料过程结束。
6.2 加热反应控制
进料结束时,炉内温度肯定低于要求值(X2=0),X4常开闭合,接通加热炉电源Y5;当温度达到要求值(X2=1)后,X2常闭分断,切断加热电源Y5,但当温度下降后(X2=0)后,X2常闭又复位,又接通加热炉电源Y5,如此反复通断加热炉电源Y5,维持保温状态10分钟(即在此时间里,炉温实现通断控制,保持X2=1)。
6.3 泄放控制
保温10分钟后,辅助继电器M100线圈得电,M100常开闭合,打开排气阀Y1,使炉内压力逐渐降到起始值X4=0;维持打开排气阀,并打开泄料阀Y4,当炉内液面下降到液面以下时(X1=0),并闭泄料阀Y4和排气阀Y1,系统恢复到原始状态,重新进入下一个循环[5]。
结束语
以上加热反应炉PLC程序经过上机模拟调试,与实际控制要求完全一致,方便实用。在程序设计上,本系统还可采用PLC基本指令编程法或PLC步进指令编程法[6],但没有以上经验设计法精简。另外,由于论文篇幅原因,没有绘制本系统的外部接线图,读者可对照I/O分配表进行设计(输入接PLC内部工作电源,输出接外部负载工作电源)。
参考文献
[1]孙振强,王晖,孙玉峰.可编程控制器原理及应用教程[M].清华大学出版社,2008(1).
[2]杨国太,陈玉.基于PLC的数控焊接机研制[J].新技术新工艺,2007(5):33-35.
[3]胡学林.可编程控制器教程(实训篇)[M].电子工业出版社,2004,168.
[4]代尚方,刘毅.基于PLC与mcgs的加热反应炉控制系统设计[C].中国矿业大学,2010(2).
[5]王少华,刘晓魃.电气控制与PLC应用[M].中南大学出版社,2008,226.
[6]陈志勇,刘春生.远红外加热反应炉的设计[J].河南化工,1988(2).
作者简介:
罗及红(1970—),男,湖南常德人,硕士,副教授,维修电工高级技师,研究方向:电气工程与智能控制。
VB与三菱PLC通信 篇9
VB源代码下载
http:///download.action?t=40&k=MTQzOTcxMTM=&pcode=LCw1NTkwMzYsNTU5MDM2&rPLC以卓越的可靠性和方便的可编程性广泛应用于工业控制领域。实现PC机与PLC通信的目示、动态数据画面显示、报表显示、窗口技术等多种功能,为PLC提供良好的人机界面。本文详在Windows环境下,使用VB6.0开发通信程序,实现了PC机与FX系列PLC之间的协议进行了详细的介绍,并以VB为开发工具实现了PC机与FX系列PLC的串行通信。1 前言
PLC以卓越的可靠性和方便的可编程性广泛应用于工业控制领域。实现PC机与PLC通信的目示、动态数据画面显示、报表显示、窗口技术等多种功能,为PLC提供良好的人机界面。本文详在Windows环境下,使用VB6.0开发通信程序,实现了PC机与FX系列PLC之间的2 PC机与PLC实现通信的条件
带异步通信适配器的PC机与PLC只有满足如下条件,才能互联通信:
(1)带有异步通信接口的PLC才能与带异步通信适配器的PC机互联。还要求双方采用的总线元”变换之后才能互联。
(2)双方的初始化,使波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验都相同。
(3)要对PLC的通信协议分析清楚,严格地按照协议的规定及帧格式编写PC机的通信程序。程。
3 PC机及与FX系列PLC的串行通讯 3.1 硬件连接
PC机与FX系列PLC不能直接连接,要经过FX-232AW单元进行RS232C/RS-接关系:
3.2 FX系列PLC的通信协议
在PC机中必须依据互联的PLC的通信协议来编写通信程序,因此先介绍FX系列PLC的通信(1)数据格式
FX系列PLC采用异步格式,由1位起始位、7位数据位、1位偶校验位及1位停止位组成,波I码。(2)通信命令
FX系列PLC有4个通信命令,它们是读命令、写命令、强制通命令、强制断命令,如下表所示M—辅助继电器;S—状态元件;T—定时器;C—计数器;D—数据寄存器。(3)通信控制字符
FX系列PLC采用面向字符的传输规程,用到5个通信控制字符,如下表所示。*当PLC对PC机发来的ENQ不理解时,用NAK回答。(4)报文格式
PC机向PLC发送的报文格式如下:
其中STX为开始标志:02H;ETX为结束标志:03H;CMD为命令的ASCII码;S字节求累加和,溢出不计。由于每字节十六进制数变为两字节ASCII代码,故校验和为SUM数据段格式与含义如下:
*写命令的数据段有数据,读命令的数据段则无数据。读/写字节数为01H~40H(1~64)个。PLC向PC机发送的应答报文格式如下:
*对读命令的应答报文数据段为要读取的数据,一个数据占两个字节,分上位下位: 对写命令的应答报文无数据段,而用ACK及NAK作为应答内容。(5)传输过程
PC机与FX系列PLC之间采用应答方式通信,传输出错则组织重发。其传输过程如下:
PLC根据PC机的命令,在每个循环扫描结束处的END语句后组织自动应答,无需用户在PL4 利用VB6.0编写通信程序
下面以一个简单的例子来说明编写通信程序的要点。假设PC机要求从PLC中读入从D123开4),其传输应答过程及报文如下(图略可向作者索取):
命令报文中10F6H为D123的地址,04H表示要读入4个字节的数据。校验和SUM=3+30H+34H+
03H=174H,溢出部分不计,故SUMH为'7',SUML为‘4’,相应的ASCII中4个字节的十六进制数,其相应的ASCII码为8个字节,故应答报文长度为12个字节。根据PC机与FX系列PLC的传输应答过程编制出如下所示的通信程序流程图略。
利用VB的MSComm控件,按照流程图可以编写如下通信程序实现PC机与FX系列PLC之omm控件可以采用轮询或事件驱动的方法从端口获取数据。在这个例子中使用了轮询方法。(1)通信口初始化
Private Sub Initialize()MSComm1.CommPort = 1
MSComm1.Settings = ″9600,E,7,1″ MSComm1.InBufferSize = 1024 MSComm1.OutBufferSize = 1024 MSComm1.InputLen = 0
MSComm1.InputMode = comInputModeText MSComm1.Handshaking = comNone MSComm1.PortOpen = True End Sub(2)请求通信与确认
Private Function MakeHandShaking()As Boolean Dim InPackage As String MSComm1.OutBufferCount = 0 MSComm1.InBufferCount = 0 MSComm1.Output = Chr(&H5)Do
DoEvents Loop Until MSComm1.InBufferCount = 1 InPackage = MSComm1.Input If InPackage = Chr(&H6)Then MakeHandShaking = True Else
MakeHandShaking = FalseEnd If End Function(3)发送命令报文
Private Sub SendFrame()Dim OutString As String MSComm1.OutBufferCount = 0 MSComm1.InBufferCount = 0
OutStrin = Chr(&H2)+″0″+″10F604″+Chr(&H3)+″74″MSComm1.Output = OutString End Sub(4)读取应答报文
Private Sub ReceiveFrame()Dim InString As String Do
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBufferCount = 12 InString = MSComm1.Input End Sub 5 结束语
以本文所述机制编写的通信程序已成功用于以FX2N型PLC作为主控制器的高层建筑玻璃幕墙现了PC机对PLC的监视和控制。同时,本程序对PC机与其它型号PLC之间的通信也有一定下面是我自己写的一个VB与三菱FX系列PLC通讯的软件,如果想学习的可以下下来看看,下载地要源代码的留下邮箱!有什么不懂得也可以给我留言。我会做出解答的。下载地址
三菱PLC控制系统抗干扰的措施 篇10
相信很多朋友都遇到过三菱PLC编程软件GX-DEVELOPER-C安装失败的问题,有的朋友安装成功之后不能创建新工程、软件打不开、PLC编程软件安装后总显示“工程初始化失败”或者安装后找不到快捷方式等问题,以下是本人经过这么多年的实践总结出来的安装编程软件的注意事项,希望对大家能有帮助:
1:如果以前装过三菱软件先要删除旧软件再册掉旧的注册文件
删除方法:①打开开始→运行→输入REGEDIT 点确定打开注册表手动寻找以下键值HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMITSUBISHI
②、将MITSUBISHI随意更改名称 按F5 刷新OK再重装新软件(当然你如果安装了三菱的其他软件,那千万别把其他的删掉了哦)
2:先运行EnvMEL文件中的SETUP程序;
3:最后运行文件夹中的SETUP1(setup);
4:安装过程中不选择安装监控的选项(如果你不熟悉的话最好在安装过程中直接点击下一步,不要勾选其他选项);
5: 安装完该软件后才能安装仿真,需要仿真的请向我们索取;
6:安装过程中编程软件和仿真软件尽量选择默认路径(即最好安装在C盘);
7:安装好后很多人看不到软件快捷方式,你可以点击:
开始>>>程序>>>MELSOFT>>>GX DEVELOPER找到相关的快捷方式;
三菱PLC控制系统抗干扰的措施 篇11
关键词:发电厂 PLC控制系统 抗干扰
电力行业在我国全球一体化的发展背景下不断地完善着自身的改革与创新。近几年来,随着我国经济改革发展,为满足国内企业及用电用户的需求,国内不断建设发电厂工程,而在发电厂系统运行中,PLC控制系统是核心部分,也是关系着电力运行安全与否的关键。因此,只有保证PLC控制系统的正常运作,才能保证电力生产安全。
1 什么是发电厂PLC控制系统
所谓的PLC主要是指发电厂中可用于编辑的控制器。发电厂中PLC控制器的英文缩写与计算机系统的PC系统十分容易混淆,因此为了区分开来,以PLC作为发电厂可编程序控制器的缩写。PLC控制系统是一个以微处理系统为主要核心的依附于数字操作模式下的电子系统。它在工作中主要是利用可编程序系统存储器来执行各类逻辑运算、定时运算、顺序控制以及数字运算等操作的。同时,PLC控制系统通过模拟式或数字式输入输出接口来控制各种设备的运行生产整个过程。
PLC控制系统是计算机技术与传统模式下的继电系统相结合的新型控制系统。它既解决了传统模式下继电器可靠性差、触点低且容易磨损、对突发情况排除困难等问题,又解决了计算机系统下的局限性。PLC在工用中充分考虑到了操作人员以及电气维修人员的技术专业性能以及水平,在进行程序设置时无需专业的计算机操作编程语言,而是采用了一种全新的以继电器为基础的梯形图指令形式。使操作维修人员可以更清晰、更直观地查看设备在动行时的问题,并及时进行维修与护理。
2 PLC的组成
PLC主要由中央处理器、存储器、接口线路、输入输出电路、电源五个部分所组成。如图1所示。
■
中央处理器在PLC中所起到的主要作用是进行逻辑运算以及数字运算,并且在整个系统工作时起到统一协调的目的;存储器顾名思义,主要是为了存储系统中各种程序及数据;接口线路主要是PLC与外部设备相连接的主要途径;输入输出电路的主要作用是输入电路可以对输入系统中的信号进行转换与隔离,而输出电路由将输入电路所隔离后的电平信号无限放大,以此驱动运行设备开始工作;电源,是设备运行的重要组成部分。
3 发电厂PLC控制系统干扰源
随着电力行业的发展,发电厂PLC控制系统也进行了多次的改革与创新,使其抗干扰的能力不断加强。但就实际操作中,仍存在着较多干扰问题。
3.1 电磁干扰问题 一般而言,在发电厂生产过程中,其空间内会释放出大量的电磁波。而发电厂设备在运作时所输出的电压量高达几十千伏甚至是几百千伏,电流量通常也会达到几百安伏以上。这就造成了设备在运行及断开时由于受高电压及高电流的影响产生强大的电磁波。这种干扰性的电磁波会使PLC控制系统输入输出电路中产生较强的感应电压及感应电流。同时会造成PLC控制系统中光电控制器中的二级管报警,并会导致光电控制器的抗干扰能力下降,从而造成了PLC控制系统在运行时指令错误的情况发生。
3.2 辐射干扰问题 除了电磁波干扰外,外界对PLC控制系统的干扰也是十分多的。例如:空间的辐射干扰主要是由于设备在运行时忽然停止运作、雷电对系统的冲击或是加热设备高频感应所引起的,人们通常将这种干扰形式称为辐射干扰。一般来讲,辐射干扰分为两个途径,其一,如果PLC系统中设置于辐射场范围内的,则PLC系统就会直接将辐射频率完全接收,并造成电路感应干扰;其二,通过PLC系统通信线路对整个网络进行辐射,这种干扰主要与设备现场的布置以及设备所产生的电磁波频率大小有着密切的关联。
4 发电厂PLC控制系统抗干扰措施
发电厂是保证我国人均用电及企业生产经营用电的重要场所。因此,针对于发电厂PLC控制系统干扰问题,相关部门及电力行业负责人经过多次的总结分析,并结合PLC控制系统实际工作中干扰源问题研究出了几点可行性较高的发电厂PLC控制系统抗干扰措施。具体内容如下:
4.1 硬件抗干扰措施 对PLC控制系统的硬件进行隔离是抗干扰最有效的办法。一般来说,PLC控制系统的输入输出电路均是由光电藕合器进行信号的传送,这种信号传送方式使PLC控制系统与CPU之间没有任何的电路上的关联,从而输入与输出端之间的信号也不会相互传递,也就不存在地线干扰性问题。另外,由于PLC控制系统中输出端口所用的是二级发光管,其电阻大约为1千欧姆,从而使输入电阻降低,但就干扰源来讲,一般都是阻抗较大的电阻,虽然会产生较大的电压干扰信号,但是所产生的能量却是十分有限的,因此可以很有效地抵抗外界干扰源对PLC控制系统的干扰。
除此之外,利用滤波来抵抗外界干扰源也是一个十分有效的办法。这种滤波抵抗方式主要是在系统VO模板与PLC电路电源之间设置多条滤波电路。因为滤波电路通常对干扰源有着极好的抵抗能力,并且可以通过滤波发出的磁场将PLC控制系统电路与干扰源相隔离,彻底抑制干扰源进入PLC控制系统中。
4.2 选择正确的接地点 PLC控制系统中,接地点的正确与否直接关系到抗干扰能力的强弱。
因此在以PLC控制系统为发电厂生产运行核心的体系中,首先要设置多个PLC接地点,并且这些接地点都要遵循着零电位基础原则。另外,就PLC控制系统安全性来讲,高频电路在接地时应采用多点接地方式,而低频电路在接地时则应采用一点式接地方式。这主要是因为在高频电路中,各元件间的电磁感应通常都较大,如果此时选择一点接地会使PLC控制系统在运行时受外界干扰信号的干扰,从而产生PLC控制系统错误信号的导入。而当PLC控制系统处于低频时,所发出的信号及各元件间的电磁感应较弱,此时如果采用多点接地会使环地电流过多,从而产生外界干扰。
除此之外,一般情况下,PLC控制系统所采用的接地方式均与设备的频率及电阻相关。也就是说,当设备的频率低于十赫兹时,PLC采用一点接地方式,而当设备频率高于十赫兹时,则采用多点接地方式。如果当设备所发出的频率介于一到十赫兹之间时,则要根据具体的实际情况进行接地方式的选择。另外,在电路接地时,交流地与信号地是不能够用同一个载体的。因为在交流电压进行信号传输时,间隔一段时间内电路上会产生较强的电压,而对于低电平也就是信号传输时则需要电路电平要保持绝对的零电压,因此为了防止交流电压对信号所产生的干扰,就必须在直流电压电路上加设多个隔离层。同时严格禁止交流电压与信号共用同一根导线。
另外,在PLC控制系统中,为保证抗干扰能力,需要在系统设备的关键性部位利用金属外壳加设隔离网。例如:强磁铁、大型设备的藕合器、变压器等,可以在其关键性部位的外层采用高导磁材料做一层隔离防护,并将其直接接入大地中,同时用屏蔽地或模拟信号地对系统电路进行保护。
4.3 利用电缆布线方式抗干扰 电缆布线方式对PLC抗干扰也是十分重要的。对于不同型号的信号分别要用不同类型的电缆进行布置,并且在电缆设置时要根据具体的情况及信号传输方式不同分层次进行。需要注意的是,在电缆布置中,禁止用同一根电缆对不同信号传输方式的导线进行铺设,同时要保证动力电缆与信号导线不要在同一水平面上,以此来最大限度降低干扰频率。
5 结语
综上所述可知,发电厂PLC控制系统抗干扰对信号指令的正确输入输出是十分重要的。因此,在抗干扰设计时,首先要针对干扰源的产生制定出解决方案,并从系统硬件及电缆布置等方面入手,彻底排除干扰源。
参考文献:
[1]梁红凯.PLC控制系统的抗干扰技术应用[C].//2006年全国发电厂DCS与SIS技术研讨会暨热工自动化专业会议论文集.2006:702-705.
[2]张明.PLC控制系统在火力发电厂的应用及注意事项[J].现代电子技术,2010,33(23):177-180.
三菱PLC控制系统抗干扰的措施 篇12
PLC控制系统是由基于微处理器的各类数字控制设备构成的, 可单独工作, 也可多台联机以网络控制系统的形式工作。PLC不仅具有输入、输出功能, 还具有控制、通信功能。其中, 输入、输出主要通过逻辑信号实现, 辅以模拟信号;控制主要通过逻辑控制、顺序控制实现, 辅以连续控制。
选煤厂PLC控制系统是选煤厂整个控制系统正常运行的基础, 其抗干扰能力 (即稳定性) 是选煤厂安全、高效生产的重要保障。就目前而言, PLC控制系统相关技术已经取得了一定的成绩, 但有些问题仍旧难以完全避免, 它们轻则会引起生产停顿, 重则可能造成整个控制系统瘫痪[1]。
2 选煤厂PLC控制系统干扰源分析
(1) 导线干扰。对于选煤厂而言, 其控制系统需要实现对多个设备的控制。受控设备不仅数量众多, 而且较为分散, 因此, PLC和设备之间往往存在较长的距离, 需要用到较长的信号线或控制线, 加重了复杂敷设环境对导线的干扰作用。 (2) 电源干扰。PLC控制系统大多采用经过降压、整流之后的电网工频交流电源。受电网自身或部分大容量电气设备启停影响, 有可能导致浪涌电压及尖脉冲等问题, 继而引发一定幅度的波动[2]。 (3) 电磁干扰。在选煤厂中, 大电流装置随处可见。该种装置在启动环节或工作过程中, 将会对整个PLC系统产生极大的干扰, 如继电器和接触器相关动作将会形成强烈电磁场, 这些电磁场又会以控制线为突破口入侵控制系统, 最终干扰PLC控制系统。 (4) 在线干扰。PLC控制系统的在线干扰源主要集中在I/O信号通道上。PLC控制系统在实时控制以及数据交换过程中, 伴有开关量信号与模拟量信号的大量输出、输入。这些信号将在不同控制电缆中以双向方式进行传输。某时段, 系统中一旦出现脉冲信号, 那么感应电压干扰信号也会随之在I/O信号通道上产生。这些干扰信号降低了PLC控制系统的稳定性, 进而破坏了PLC控制系统的安全性[3]。 (5) 接地不当干扰。接地处理可以有效提高电子设备的电磁兼容性。接地得当, 一方面能够提高设备的抗干扰能力, 另一方面可以降低设备对外界的干扰;接地不当, 将会引入强烈的干扰信号, 最终导致PLC控制系统难以正常工作。
3 选煤厂PLC控制系统抗干扰整体设计思路
在PLC控制系统设计初期, 应重点考虑以下几方面: (1) 干扰源的抑制; (2) 传播途径的减少; (3) PLC控制系统抗干扰能力的提高。以上3点是选煤厂PLC控制系统抗干扰的整体设计思路, 也是最基本的设计原则。若想做好选煤厂PLC控制系统的抗干扰工作, 一方面要求产品本身具有规定的抗干扰能力, 另一方面要求设备布置、安装乃至运行维护都应合理规范[4]。
4 选煤厂PLC控制系统抗干扰措施
4.1 设备选型
设备选型过程中, 首先应重点考虑设备本身所具备的抗干扰能力, 如设备的电磁兼容性等;其次要结合选煤厂PLC控制系统的抗干扰指标, 如共模抑制比、耐压能力等。选购国外进口设备时, 需要重点考虑国内外电网的异同之处。目前, 我国电网采用的是220 V高内阻电网, 而欧美国家电网采用的110V低内阻电网。在我国, 受电网内阻较大的影响, 零点电位也表现出了较大偏移的特点, 进而造成了低电位的剧烈变化, 所以, 我国选煤厂PLC控制系统所受到的电磁干扰往往是欧美国家的4倍左右。鉴于此, 我国更加重视PLC控制系统的抗干扰问题。在欧美国家可以正常运行的设备, 并不代表在我国也能正常运行, 所以, 选购国外设备时, 一定要结合我国的相关标准, 最终作出恰当的选择[5]。
4.2 预防外部配线干扰
在选煤厂PLC控制系统中, 控制器的接地线、电源线、动力线三者应该隔离开来, 不应共用一根电缆。大电流或高电压的动力线应该和信号线分开配线, 以防对信号的输入、输出造成影响。当长距离配线不可避免时, 信号线的输入、输出最好采用独立的电缆来完成。集成电路的信号线应采用屏蔽电缆, 同时将输入端和输出端作悬空设置及单端接地处理。
4.3 减少电源干扰
可采取如下办法来减少电源干扰: (1) 对变压器作隔离屏蔽处理, 并用其供电。经过隔离屏蔽处理的变压器能有效阻止浪涌电压及尖脉冲的通过, 从而将高频干扰与静电感应的不良影响降到最低。经处理的变压器在原、副两边之间最少需设置多于两层的屏蔽保护。如果是单层屏蔽, 那么将会出现寄生电容的问题, 导致变压器受到工频干扰的影响而无法正常工作。 (2) 对于那些要求严格的系统, 则需安装低通滤波器, 为系统阻挡高频干扰信号的侵扰。安装低通滤波器应注意两点:一是要与微控器系统相匹配, 二是要在隔离变压器之前安装。 (3) 交流电引进线越短越好, 还应将引进接口尽量靠近变压器及低通滤波器, 从而最大程度降低50 Hz信号造成的干扰。 (4) 考虑到微处理器的核心作用, 其所需电源应该采用多级滤波处理, 同时结合集成电压调整器展开相应调整, 从而减少交流电网中常见的过电压及欠电压问题[6]。
4.4 做好隔离
通常在PLC控制系统内部采用光电耦合器或光电可控硅等器件来取得对开关量信号的有效隔离, 在PLC的模拟量模块上通常采用光电耦合器来进行隔离。以上隔离办法, 一方面减轻了外界因素对PLC控制系统的干扰, 另一方面使CPU模块免受外侵高压电的影响。因此, 通常不必在PLC控制系统的外部再加设干扰隔离器。值得一提的是, 若PLC内部隔离措施未达预期的抗干扰效果, 那么需要在开关量信号输入、输出回路上外加继电器来实现对干扰信号的隔离, 从而满足抗干扰要求。
4.5 选择合适的I/O模块
选择I/O模块时, 应结合PLC控制系统的抗干扰问题, 对以下两点予以重点考虑: (1) 如果环境中干扰因素较多, 那么应选用绝缘性能良好的I/O模块; (2) 如果环境中干扰因素较少, 在允许选用非绝缘性I/O模块的同时, 要保证输入、输出信号以及内部电流在非绝缘条件下具有良好的抗干扰性能。
4.6 做好接地处理
做好接地系统, 一方面可以大大提高安全性, 另一方面可以有效抑制干扰。所以, 在选煤厂PLC控制系统抗干扰措施中, 做好接地系统是十分重要的一项工作。系统接地方式主要有3种, 即浮地方式、直接接地方式和电容接地方式。考虑到选煤厂PLC控制系统是一种高速低电平控制装置, 所以建议采用第二种接地方式, 即直接接地方式。受信号电缆分布电容及输入装置滤波的影响, 装置相互之间的信号交换频率通常在1 MHz以下, 因此, PLC控制系统接地线通常采用一点接地以及串联一点接地方式。对于集中布置的PLC系统, 可采用并联一点接地方式, 各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。若装置之间相距较远, 则可采用串联一点接地方式, 用一根较大截面的铜母线 (也可以是绝缘电缆) 将各装置柜体中心的接地点连在一起, 然后把该接地母线与接地极直接相连。接地线一般采用截面22mm2以上的铜导线, 总母线一般使用截面60mm2以上的铜排。接地极的接地电阻应在2Ω以下, 接地极一般选择埋在距离建筑物10~15m的位置, 而且要保证PLC系统的接地点和强电设备接地点的距离在10m以上[7]。
5 结语
如何增强选煤厂PLC控制系统的抗干扰能力是一个系统而复杂的工程。在抗干扰设计中, 应对相关因素进行深入总结与分析, 采取有针对性的措施, 从而最大程度提高PLC控制系统的抗干扰能力。鉴于选煤厂生产环境的特殊性, 有必要对一些干扰因素进行现场确认与具体分析, 从而保证选煤厂PLC控制系统日常工作的正常化、高效化。
[参考文献]
收稿日期:2013-05-02
作者简介:张旭可 (1982—) , 男, 河南许昌人, 助理工程师, 研究方向:工业自动化。
参考文献
[1]刘玄.PLC控制系统抗干扰探议[J].才智, 2012 (35)
[2]杜艳青.选煤厂PLC抗干扰技术应用[J].科技视界, 2012 (22)
[3]李广静.PLC控制系统的抗干扰措施[J].硅谷, 2012 (22)
[4]鲁炳文, 赵亮.PLC控制系统的干扰因素分析与抗干扰措施[J].工业仪表与自动化装置, 2011 (3)
[5]马骥.基于PLC控制系统安全可靠运行措施分析[J].中国新技术新产品, 2011 (17)
[6]黄海.PLC控制系统中干扰信号源分析及抗干扰措施[J].现代企业教育, 2012 (18)
【三菱PLC控制系统抗干扰的措施】推荐阅读:
三菱PLC定位系统06-10
三菱PLC应用10-20
三菱PLC程序08-20
三菱PLC理论07-17
三菱plc与plc通讯02-25
三菱PLC编程教学06-21
三菱PLC型号说明10-29
三菱Q系列PLC09-25
三菱plc工程应用实例09-12
三菱plc基础知识10-29