西门子PLC可编程逻辑控制器是一种集成化的小型智能控制系统。是专门应用于工业环境的一种可进行二次开发的控制器。它集成化程度高抗干扰能力强。
通常通过数字量或模拟量的输入,用以控制数字量或模拟量输出,达到控制现场的设备的工作。其可靠的抗干扰设计使其在现场的复杂的干扰条件下也能够稳定地工作。但在工业现场中,存在着各式各样的干扰。如大电流浪涌、强磁场干扰、高电压浪涌、高频率脉冲串干扰、等等各种干扰使得PLC在现场的长期使用受到影响。一些大中型的系统都会设计一定的容错机制,但在现场中,这些干扰还是有办法去减低或的。以下主要讨论各种干扰的产生原因及相应的抗干扰措施
干扰的类型
在工业环境中,可编程控制器所受的干扰主要分为传导型和辐射型二中。顾名思义,传导型干扰就是通过电气线路进入PLC系统的干扰信号;辐射型干扰是通过空间感应进入PLC系统的干扰信号。
1. 传导型干扰 通过各种电气线路进入PLC系统,包括供电干扰、强电干扰和接地干扰。
1) 供电干扰 PLC系统本身一般都配备有**的电源模块,用于给PLC系统提供直流稳压电源,如西门子公司的S7系列PLC,提供不同容量的电源模块给PLC提供稳定的直流电源。虽然如此,但从交流供电网络传来的干扰信号仍然可能影响电源电压的稳定性,并可能经过整流后传入PLC控制器,影响PLC的运行。此种干扰信号主要来源于附近大容量电气设备的开、停,负载的突然变化,供电系统中断路器对供电线路的开断和接通,雷击或雷电感应产生的冲击电流等,在严重时甚至使PLC控制器的RAM存贮器中的程序丢失或紊乱,造成难以估量的损失。
2)强电干扰
线路中继电器、接触器等感性负载,其控制电压一般是交流220V,感性负载在断电时会产生过电压和冲击电流,影响驱动电路,还会通过电磁感应干扰其它线路,甚至会进入PLC控制器,影响PLC的正常功能。
3)接地干扰 接地方式不当,容易形成接地环路,产生接地干扰。如果接地点相隔较远时,则不同位置的接地点的电位不相等,从而形成接地电位差。
2. 辐射型干扰 通过空间感应进入PLC系统的干扰。
PLC控制系统一般安装于电气控制柜内,同时它的输入输出信号线常与动力线路在同一桥架内并排敷设,PLC系统和其输入输出信号线附近必定存在有较强的磁场、电场、静电场或电磁波辐射源,在安装中若未认真考虑干扰的问题,常会由于干扰的存在,影响PLC对控制信号的采集和其控制功能的正常发挥。特别是大功率感性负载的通断,引起磁场的急剧变化,接触器触点产生的电火花产生高频辐射对PLC系统的影响。
1、指令分为单扫描周期指令和多扫描周期指令。对于多扫描周期指令,如果en或者req只使能一个扫描周期,该指令不能成功执行;例如大多数的通信指令;
2、fb块的输入输出形参存储于背景数据块中,在调用该fb时实参可选;而fc块的输入输出是临时内存,必须*实参才能运行;
3、fb块的输入输出虽不是静态变量,但亦有保持功能,具体视程序而定;
4、注意变量被多次赋值时的先后顺序!因为变量的值总会被最后执行动作更新,的值将被覆盖;例如下图:
程序初衷为当接受响应完成时err置位,或响应**时err置位。上述程序是可以完成正常功能的;但若二者互换,如下图
接收**时时,err不会置位,因为rev_done为0,err被复位!
5、step 7中的梯形图操作数、能流的监控特征色(蓝绿)、以及监控表中的布尔变量的刷新频率有限,可能不能反映真实的实时运行状况,可借助一个累加器来监视程序的运行状态;例如下图:
6、单个扫描周期中,一个布尔变量的上升/下降沿只能读取一次;因为读取一次之后,其pre变量已被立即刷新,后续的读取不能成功读到该变量的状态变化;
7、数组访问越界将导致cpu错误,err灯闪烁;
8、单扫描周期指令的循环操作是在单扫描周期完成的;
9、多使用宏定义,可使程序易读、方便修改;
10、关于能流:(1)能流流经某个具备en和eno的指令,并不一定代表该指令功能执行完成,只代表该扫描周期扫描完成;(2)算数运算、bool变量操作等单扫描周期指令的eno输出代表该指令执行完成。
11、fb/fc的en端将为能流提供扫描通道,en端断路,能流无扫描通路,内部变量将不再刷新,即该函数不再执行;当fb/fc的en端总是使能,enable输入断开,块内部仍有能流通路,相应变量会被扫描以致刷新;请注意二者区别;例见下图:
前者fb12内部的变量总会被扫描,而后者在m3.0或db_valve.done为1时,内部变量不会被扫描;相应的,前者done变量将被下一扫描周期置0,而后者done置1后将因能流不通不能扫描而自行保持
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