西门子模块6ES7214-2BD23-0XB8产品特点1 概 述 PLC作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置，因为其本身的高可靠性、允许在较为恶劣的环境下工作而在自动控制领域中得到广泛应用。在PLC控制系统中，就PLC本身来说，其薄弱环节在I／O端口，它有与现场相当可靠的隔离和端口之间的隔离以及端口输入、输出信号与总线信号之间的隔离，但由于PLC的应用场合越来越广，应用环境越来越复杂，所受到的干扰也越来越多。如来自电源波形的畸变、现场设备所产生的电磁干扰、接地电阻的耦合、输入元件触点的抖动等各种形式的干扰，都可能使系统不能正常工作。研究PLC控制系统干扰信号的来源、成因及抑制措施，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。2 影响PLC控制系统稳定的干扰因素 影响PLC控制系统稳定的干扰因素很多，主要 的有下面几种： （1）电源波形畸变干扰：由于PLC控制系统本身或者电网其它设备采用SCR、GTO、IGBT等电力半导体器件，在工作时产生的高次谐波、噪声、寄生振荡等，引起电网电源波形畸变，通过电源线路对PLC产生的干扰。 （2）电路耦合干扰：由于PLC接地点选择不当或接地不良，通过回路公共阻抗发生耦合而产生的电流干扰。 （3）输入元器件触点的抖动干扰：由于现场强烈振动使PLC输入元器件触点发生抖动（尤其是常闭触点）产生的误信号所形成的干扰 （4）电容性干扰：在干扰源与干扰对象（PLC）之间存在分布电容耦合所产生的干扰。 （5）电感性干扰：干扰源中的交变磁场通过干扰对象（PLC）中的电感性元件耦合所产生的干扰。 （6）波干扰：由空间电磁波（主要是雷达、电台、移动等）的电磁场、传导波的传导电流和传导电压所产生的干扰。过合理配置供电电源、正确选择接地点、接地方式和输入输出配线等措施，可有效提高系统的抗干扰能力。3．1 供电电源 由于PLC本身抗干扰的能力很强，通常只要将PLC电源与系统动力设备分开配线，对于从电源来的干扰，具有足够强的抑制能力。如果遇到特殊情况，电源干扰特别严重，可采用带屏蔽层的隔离变压器供电，甚至加接线路滤波器，以抑制从交直流电源侵入的常模和共模瞬变干扰，还可抑制PLC内部开关电源向外辐射噪声。在有较强干扰源的环境中使用PLC，或对PLC工作可靠性要求特别高时，应将屏蔽层和PLC浮动地端子接地。3．2 接地 在PLC控制系统中，具有多种形式的“地”，主要有： （1）信号地：是输入端信号元件———传感器的地。 （2）交流地：交流供电电源的N线，通常它是产生噪声的主要地方。 （3）屏蔽地：一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网，通过专门的铜导线将其与地壳连接。 （4）保护地：一般将机器设备外壳或设备内独立器件的外壳接地，用以保护人身安全和防护设备漏电。 为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下，接地方式与信号频率有关，当频率低于1 MHz时，可用一点接地；高于10 MHz时，采用多点接地；在1～10 MHz间采用哪种接地视实际情况而定。PLC组成的控制系统常用一点接地，接地线截面积不能小于2 mm2，接地电阻不能大于100Ω，接地线好是专用地线。若达不到这种要求，也可采用公共接地方式，禁止采用与其它设备串联接地的方式。 交流电源在传输时，在相当一段间隔的电源导线上，会有几mV、甚至几V的电压，而低电平信号传输要求延路电平为零。为防止交流电对低电平信号的干扰，在直流信号的导线上要加隔离屏蔽；不允许信号源与交流电共用一根地线；各个接地点通过接地铜牌连接到一起。 屏蔽地、保护地不能与电源地、信号地和其它地扭在一起，只能各自独立的接到接地铜牌上。为减少信号的电容耦合噪声，可采用多种屏蔽措施。对于电场屏蔽的分布电容问题，通过将屏蔽地接入大地可解决。对于纯防磁的部位，例如强磁铁、变压器、大电机的磁场耦合，可采用高导磁材料作外罩，将外罩接入大地来屏蔽。3．3 输入、输出配线 （1）PLC电源线、I／O电源线、输入信号线、输出信号线、交流线、直流线都应尽量分开布线。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，并且要将屏蔽层接地。由于双绞线中电流方向大小相等，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。（2）输入、输出信号的防错 当输入信号源为晶体管，或是光电开关输出类型时，在关断时仍有较大的漏电流。而PLC的输入继电器灵敏度较高，如漏电流干扰超过一定值，就形成了误信号。同样，当输出元件为VTH（双向晶闸管）或是晶体管输出，而外部负载又很小时，会因为这类输出元件在关断时有较大的漏电流，引起微小电流负载的误动，导致输入与输出信号的错误，给设备和人身造成不良后果。 解决办法是在这类输入、输出端并联旁路电阻，以减小PLC输入电流和外部负载上的电流，电路接线如图3—1所示。图中，旁路电阻按下式求出：式中，Il———输入信号源或输出晶闸管大漏电流；Um———输入信号电压或外部负载电压大值；IN———输入点或外部负载的额定电流。 还有一种方法是在PLC输入端加RC滤波环节，利用RC的延迟作用来抑制窜入脉冲所引起的干扰。在晶闸管输出的负载两端并联RC浪涌电流抑制器，减小漏电流的干扰。4 从软件设计方面提高系统抗干扰能力 PLC内部具有丰富的软元件，如定时器、计数器、辅助继电器等，利用它们设计一些程序，可以屏蔽输入元件的误信号，防止输出元件的误动作，提高 系统的抗干扰能力。4．1 利用PLC内部定时器，屏蔽输入端可能出现的误信号 在PLC组成的自动控制系统中，每一次循环，各工步的动作时间通常是固定不变的，行程开关（或其它敏感元件，如光电开关）总是在该工步的同一时刻发出信号。根据这一特点，用两个内部定时器，限定PLC只在该开关正常发信号的时间内采样，就可屏蔽掉其它时间可能发出的误信号———干扰信号。 图4—1所示是以FX2N—48MR型PLC控制为例（文中举例均为此机型），某自动生产线上对输入X000采样的梯形图程序及时序图。根据计算和实测，正常情况下，输入X000总是在输出Y000启动后0．7 s左右发出信号。但在实际运行时，由于现场环境恶劣，有可能使X000发出误信号，引起控制系统的错误动作。现在，将定时器T0的延迟时间设为0．5 s，T1的延迟时间设为0．9 s，从图可知，只有在Y000＝1后0．5～0．9 s的时间内采样的X000信号，才被认为是有效信号M0，其它时间内，X000误发信号，也会被屏蔽掉。4．2 利用PLC内部计数器，消除输入元件触点“抖动”干扰 在PLC控制系统中，由于外界干扰的影响，有些输入元件在接通时，会发生触点时断时续的“抖动”现象而发出错误信号。在图4—2a中，当输入X001发生抖动时，输出Y001也会跟着抖动。消除 这种干扰的方法是利用计数器经适当编程来实现。图4—2b是用计数器组成的消“抖动”程序和波形图。当“抖动”干扰使X001断开的间隔Δt＜x×0．1s（注：M8012为特殊辅助继电器，产生0．1 s的时钟脉冲）时，计数器输出为“0”，输出继电器Y001保持接通，干扰对PLC正常工作不构成影响；当X001断开时间Δt≥x×0．1 s，计数器C1计满x次时，C1为“1”，输出继电器Y001输出为“0”。计数器的计数次数x可在调试时根据干扰情况修改。5 随着PLC的应用越来越广泛，它所要克服的干扰越来越多，越来越复杂。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。一、MDT—2000 电梯专用PLC电梯控制方案 1. 系统组成框图： 系统由串行电梯专用PLC、输入输出接口和拖动部分（包括变频器、旋转编码器、PG速度卡、制动单元、制动电阻、电动机等）组成。 如图1所示： 电梯专用PLC系统组成框图 2.特点： ① 集PLC的可靠性，开放性与电梯专用控制器的CANBUS通信功能于一体。 ② 编程口协议，梯形图语言兼容三菱PLC。 ③ 提供标准版电梯控制软件，用户可在此基础上进行二次开发，保护自己的技术秘密。 ④ 性价比比较高，价格比电脑控制器优惠很多。 3.适用情况： 主要用于高楼层或复杂的客梯控制，电梯专用PLC控制精度高，考虑了所有可能发生的情况，安全可靠，舒适感很强，能很好的完成控制要求。 二．EC系列PLC电梯控制方案： 1. 系统组成框图： 系统由EC系列PLC、输入输出接口和拖动部分（包括变频器、旋转编码器、PG速度卡、制动单元、制动电阻、电动机等）组成。 如图2所示： 图2 EC系列PLC系统组成框图 2.特点： ① PLC性能好，可靠性高，便于维护。 ② 具有CANBUS通信功能，通信速度快，布线简单。 ③ 编程口协议，梯形图语言兼容三菱PLC。 ④ 提供标准版电梯控制软件，用户可在此基础上进行二次开发，保护自己的技术秘密。 3. 适用情况： 主要用于低楼层的客梯控制和教复杂的货梯控制，即有PLC高性能，稳定性的特点，又带有强大的CANBUS通信功能，并带有字符屏，故障检修十分方便。 三．EP系列PLC电梯控制方案： 1. 系统组成框图： 系统由EP系列PLC、输入输出接口和拖动部分（包括变频器、旋转编码器、PG速度卡、制动单元、制动电阻、电动机等）组成。 如图3所示： EP系列PLC系统组成框图 2.特点： ① 制造，检验遵循标准流程，PLC的性能好，可靠性高，便于维护。 ② 编程口协议，梯形图语言兼容三菱PLC。 ③ 提供标准版电梯控制软件，用户可在此基础上进行二次开发，保护自己的技术秘密。 ④ 。 ⑤ 布线为点对点直连。 3. 适用情况： 主要用于简单货梯的控制，能在恶劣环境下长时间工作，可靠性高，点对点直连布线，价格比进口PLC实惠很多，能节约成本 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多知识。以下是万贯五金机电网小编为大家提供的什么是步进电机？步进电机特点有哪些？步进电机工作原理是什么？ 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多知识。 步进电机的主要特性： 1步进电机必须加驱动才可以运转，驱动型号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。 2步进电机的步进角度为7.5度，一圈360度，需要48个脉冲完成。 3步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 4改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。 目前打印机，绘图仪，机器人，等等设备都以步进电机为动力核心。 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进电机基本原理 通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
