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二、常发生的故障现象分析: 当PLC的RS485口经非隔离的PC/PPI电缆与电脑连接、PLC与PLC之间连接或PLC与变频器、触摸屏等通时有通口损坏现象发生,较常见的损坏情况如下: ●R1或R2被烧断,Z1、Z1和SN75176完好。这是由于有较大的瞬态干扰电流经R1或R2、桥式整流、Z1或Z1到地,Z1、Z2能承受10A电流的冲击,而该电流在R1或R2上产生的瞬态功率为:102×10=1000W,当然会将其烧断。 ●SN75176损坏,R1、R2和Z1、Z2完好。这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于Z1、Z2的动作速度造成的,静电无处不在,仅人体模式也会产生±15kV的静电。 ●Z1或Z2、SN75176损坏,R1和R2完好。这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将Z1或Z2和SN75176击穿,由于电流较小和发生时间较短因而R1、R2不至于发热烧断。 由以上分析得知PLC接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成,产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂,如由于PLC内部24V电源和5V电源共地,24V电源的输出端子L+、M为其它设备混合供电可能导致地电位变化,从而造成共模电压超出允许范围。所以EIA-485标准要求将各个RS485接口的号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等,地线环流! 当带电插拔未隔离的连接电缆时,由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件,插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。 连接在RS485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到PLC,总线上连接的设备站点数越多,产生瞬态过电压的因素也越多。 当通线路较长或有室外架空线时,雷电必然会在线路上造成过电压,其能量往往是巨大的,常有用户沮丧地说:“联网的几十台PLC全部遭打坏了!”。 三、 解决办法: 1、从PLC内部考虑: ●采用隔离的DC/DC将24V电源和5V电源隔离,分析了三菱、欧姆龙、施耐德PLC以及西门子的PROFIBUS接口均是如此。 ●选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次RS485芯片,如:SN65HVD1176D、MAX3468ESA等,这些芯片价格一般在十几元至几十元,而SN75176的价格仅为1.5元。 ●采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的新型保护器件TVS或BL浪涌吸收器,如P6KE6.8CA的钳制电压为6.8V,承受瞬态功率为500W,BL器件则可抗击4000A以上大电流冲击。 ●R1和R2采用正温度系数的自恢复保险PTC,如JK60-010,正常情况下的电阻值为5欧,并不影响正常通,当受到浪涌冲击时,大电流流过PTC和保护器件TVS(或BL),PTC的电阻值将骤然增大,使浪涌电流迅速减小。 2、从PLC外部考虑: ● 使用隔离的PC/PPI电缆,尽量不用廉价的非隔离电缆(特别是在工业现场)。西门子公司早期出产的PC/PPI电缆(6ES7 901-3BF00-0XA0)是不隔离的,现在也改成隔离的电缆了! ● PLC的RS485口联网时采用隔离的总线连接器. ● 与PLC联网的第三方设备,如变频器、触摸屏等的RS485口均使用RS485隔离器BH-485G进行隔离,这样各RS485节点之间就无“电”的联系,也无地线环流产生,即使某个节点损坏也不会连带其它节点损坏。 ● RS485通线采用PROFIBUS总线专用屏蔽电缆,保证屏蔽层接到每台设备的外壳并后接大地。 ● 对于有架空线的系统,总线上设置专门的防雷击设施。
漳州芗城楚控自动化设备有限公司秉承自主创新的理念,始终坚持把科技创新作为企业生存与发展的源泉和动力,不断加大投入。在 西门子通讯电缆的产业背景、公司经营指标连年增长。
? 监控大型复杂网络
? 基于规则的网络基础设施配置
? 基于拓扑结构实施的中央固件管理
? 适用于所有行业的跨部门应用
西门子即将推出功能强大、面向未来的网络管理系统(NMS)Sinec NMS。它能够帮助用户应对市场对于工业通网络日益增长的需求,例如联网程度的提高,数据量的增加以及网络结构的复杂性。用户量在50到12500名之间的网络均可以使用该软件进行全天候集中配置、管理和监控。这有利于用户进行前瞻性规划,对问题做出快速响应,故障发生,从而提高生产率。该软件可适用于所有行业。
Sinec NMS在整个工业网络架构中为用户提供极高的透明度。新组件可以轻松集成到网络中,并且可以对现有设备进行不间断地配置和维护。网络组件可根据名为 “policies” 的规则进行配置,该规则可用于特定范围的组件。例如,用户可以轻松更改访问设备所需的密码。这在用户网络配置期间和故障排除期间节省了大量时间,尤其是在配有大量设备的大型网络中。
NMS的分布式部署方式使其可以轻松灵活地适应所有类型的工厂网络要求。为了管理大型网络,系统分为控制和操作两个层级。控制站是Sinec NMS的核心;它可以快速、清晰地显示网络的整体状态。操作管理也在这里进行。操作站本身分布在整个网络中,并将来自控制的配置规范应用在所有设备的控件上。
作为现代网络管理系统(NMS),Sinec NMS涵盖了ISO(国际标准化组织)定义的FCAPS模型的所有五大基本功能。首先,“故障管理”可以快速、轻松地定位故障。其次,“配置管理”通过中央配置以及维护整个网络来节省时间和费用。第三,“计费管理”通过测试网络和可靠地记录事件来确保。第四,“性能管理”通过优化网络实现灵活性,通过生成统计数据让用户及时掌握系统状况,并通过持续监控网络实现高利用率。第五,“管理”提高网络性。
Sinec NMS还提供两个通用元素:系统管理和北向接口,目的是用于满足对网络的工业要求。
这些程序可以相互转换换。指令表及梯形图程序如果按一定的规则编写,也可以实现到SFC图的逆变换。
2.高速处理西门子系列PLC可以实现高速处理,FX系列可编程控制器内置的高速计数器,对来自特定的输入继电器的高速脉冲进行中断处理,因此与扫描时间无关,可以进行高达60kHz/h的高速脉冲。在可编程控制器中设置了C-R滤波器,以防止输入号的震动和噪音的影响。可以对脉冲进行捕捉,在脉冲捕捉中可以监视来自特定输入的脉冲号,也可以在输入时采用中断处理设置特殊辅助继电器。
3.FX的PLC支持顺序控制。可编程控制器的扫描周期是恒定模式,采用次模式可以以固定的周期处理和运算同步执行的指令。在设备不停机的情况下也可以对运行过程中的程序进行改变的功能。
4.应用指令FX系列PLC基于追求“基本功能、高速处理、便于使用”的规范理念,FX可编程控制器具有数据的传送和比较,四则运算及逻辑运算、数据的循环和位移等基本指令,还有输入输出刷新、中断、高速计算器专用比较指令、高速脉冲输出等高速处理指令,以及在SFC控制方面,将机械控制的标准动作封袋化的状态初始化指令等。此外,还提供了可适应更复杂的控制的浮点运算及PID运算等。
西门子系列PLC
西门子股份公司(SIEMENSAGFWB:SIE,NYSE:SI)是世界的机电类公司之一,1847年由维尔纳-冯-西门子建立。西门子SIAMTIC模块化控制器有着很大的优势,它可以即买即用,长期兼容性和可用性,可以在恶劣环境下工作,模块还可以扩展和升级。西门子的产品十分的抗震动,通过集中式和分布式I/O控制。所以西门子在近的一些年内能够很有力的打进中国的市场并能在中国的市场牢牢的扎根。这和西门子产品的质量和性能有着十分大的关系。其中就有S7-200、S7-300、S7-400。
S7-200它适用于一系列机械设备的制造或用作独立的解决方案,型自动化系统的组成部分,STEP7Micro/WIN工程组态软件应用于它,,应用于性能要求较低的自动化任务。它是低成本的型系统。西门子S7-300它设计紧凑,安装在DIN导轨上,在CPU中集成了
许多功能,通过在型存储器上保持数据实现免维护,PROFIBUS上的等时模式,属于故障类型。西门子S7-400具有多种机架类型的机架系统,优异的高速处理能力和通讯性能,可以在运行中更改组态,PROFIBUS上的等时模式(图1),还支持PROFIBUS连接分布式I/O(如图2),属于故障和容错类型,热插拔。S7-400的三个HCPU,支持硬件同步,功能强大的解决方案,不会发生任何息损失,且可对工程任务提供高级支持,无需额外的编程费用,可以为应用轻松扩展H系统。
西门子plc现在不仅使用16位、32位高性能处理器,高性能位片式处理器,RISC(reducedinstructionsetcomputer)精简指令系统CPU等高级CPU,而且在一台PLC中配置多个处理器,进行多通道处理,同时生产了大量内含处理器的智能模块,使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通功能的真正名符其实的多功能控制器。
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