西門子PLCS7-1500模擬量輸出模塊

我公司致力于推廣西門子高性能自動化系統和驅動產品，所經營產品范圍包括：LOGO!通用模塊；SIMATIC S7-200、S7-300、S7-400系列可編程控制器； SIMATIC HMI面板，工控機，編程器；工業PROFIBUS、以太網及無線通訊等相關產品；正版PCS7 軟件、WINCC組態軟件、STEP 7編程軟件；SITOP工業開關電源；通用型、工程型變頻器，直流調速裝置等。隨著技術的發展和產品的更替，產品的出現層出不窮，我公司也緊隨西門子腳步爭取為廣大客戶提供新的自動化產品：SIMATIC S7-1200系列PLC；SIMATIC BASIC HMI面板；G120、G130、G150、S120等全新SINAMICS家族驅動產品；PCS7 V7.1和新的STEP7 Basic平臺軟件等。公司各類產品齊全，貨量充足，能夠滿足客戶緊急大量現貨需求，保證工期進度。

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　在電弧爐煉鋼的工業環境中，切實有效的硬件和軟件抗干擾措施的實施成為系統設計和工廠設計及設備制造和安裝過程中必須謹慎考慮的非常主要的環節。
　 　根據現場運行實踐證明，電爐變壓器在高壓合閘瞬間所產生的浪涌，大電流運行時變壓器所產生的強磁場，爐內電弧以及大電流線路在電弧短路時所產生的強電磁 場，電網的諧波分量等諸因素綜合起來的干擾源可視為一個從低頻到甚高頻的寬帶噪聲源，其所產生的各種干擾都將嚴重威脅系統運行及通訊網絡的安全和穩定。 故而在設計中針對各種干擾的存在考慮了以下的抗干擾措施：
3．1 隔離電源
PLC主站和遠程從站的工作電源均通過帶屏蔽的隔離變壓器完成對PLC電源供電，使PLC與大功率電氣設備的電位隔離開來，以避免供電線路帶來的噪擾。
3．2 電源濾波器
　　隔離變壓器的二次側采用電源濾波器以濾除和衰減以共模和串模形態出現的工頻干擾。共模形態出現的干擾將沿地線被濾除，串模干擾則被旁路。
3．3 有源隔離端子
　　現場引入的模擬量輸入信號和輸出信號采用有源隔離端子將由地環路引起的噪聲隔離，切斷通過現場引入的模擬量信號地環路中的噪聲通道。
3．4 模擬量輸入通道的濾波
　　三相電弧電流、電弧電壓等主要電氣參數的模擬量采樣信號輸入通道在進入PLC模擬量通道前在經過有源隔離后再由有源濾波器抑制模擬量通道中的串模干擾，在保證有用信號不被衰減的情況下Zui大限度地將高頻噪聲衰減，提高通道的信噪比。有源濾波能確保通道信號的增益。
3．5 模擬量通道的屏蔽
　　模擬量通道的輸入信號傳輸導線設計采用耐高溫的有屏蔽的雙絞線電纜以降低輻射干擾和電磁耦合性干擾。
3．6 數字量輸入通道的隔離
　　PLC的數字量輸入通道采用光電隔離模塊，從強電場現場環境（如高壓開關室的真空斷路器柜）引入的數字量信號在其觸點和模塊間加設中間繼電器對通道進行雙重隔離，防在真空斷路器合閘操作同時強干擾串入而引起真空斷路器誤分閘動作。
3．7 數字量輸出通道的隔離
PLC的數字量輸出通道主要驅動交流和直流感性負載，大電流負載采用中間繼電器過渡，所有通道均設計采用浪涌吸收和RC組件做為保護。
3．8 電磁屏蔽
　　工程師站和操作員站采用鋼殼機箱的工控機，系統中的電子設備亦采用屏蔽外殼，再置入控制柜臺內形成與柜臺外殼間絕緣的雙重電磁屏蔽。PLC采用懸浮安置方式將金屬安裝底版與柜殼絕緣隔離。所有電子設備均采用獨立引出的專用地線接地，柜臺的外殼則接保護地。
3．9 電子設備的浮地供電
　　電子設備的直流供電電源采用浮地供電，輸入和輸出通道直流供電電源各自獨立。計算機采用在線式UPS電源供電，電子設備采用線性電源供電，其它直流負載采用開關電源供電。

3．10 通訊電纜的敷設
　　兩個物理層的通訊電纜采用SIEMENS公司的 PROFIBUS通訊電纜（bus cable solid）?熏在敷設時單獨金屬穿管。電纜的屏蔽層通過電纜插頭的金屬外殼經PLC的通訊模塊CP和DP的接口接入獨立引出的專用地線接地。同時在電纜走向上注意避免與動力電纜平行，并盡可能遠離電爐爐體和大電流線路。
3．11 地線
電弧爐爐體外殼采用相對獨立的接地線引出接地。
電氣設備的保護接地進入工廠接地網。
　　計算機、PLC和通訊網絡及電子設備的接地則進入獨立的專用地線。浮地處理的電子設備的地線各自獨立。
3．12 電氣設備制造工藝的保證
　　電氣設備柜內的布局，柜內各種電纜和導線（動力、信號、通訊以及接地）的走向，屏蔽和接地的合理布置也是須在設計和設備制造過程中加以認真考慮的。
3．13 軟件設計中的抗干擾處理
　　合理設置PLC的硬件看門狗時間及采樣中斷時間。在程序設計中對數字量輸入信號采用脈寬甄別、鎖存、指令復執技術。在對緩變的模擬量信號進行運算處理之前采用滑動均值濾波等數字濾波技術措施。在PID調節過程中對干擾比較敏感的一是當偏差e較小時，易受影響，二是微分項易引起較大變動。前者用一階及一階滯后濾波處理，后者則用微分型PID算法。
　　設置合理的通訊波特率?熏包括PROFIBUS－S7和PROFIBUS－DP通訊物理層。
4 結語
　　在系統的熱負荷調試和以后的運行情況表明，在設計中只要充分注意和采用正確合理的抗干擾措施，在惡劣的工業環境中SIEMENS S7－300系列PLC（四臺主站設計選型均為S7－315－2DP）及其PROFIBUS的S7和DP通訊網絡的可靠穩定及經濟安全運行是可以得到保證的。
　 　SIEMENS公司的SIMATIC STEP7 Basis V5．0 編程平臺安裝在工程師站?；赽bbbbbs NT操作平臺的支持下在系統運行過程中對各PLC主站程序的診斷、在線監控、修改和下載都比較方便和快捷。而符號名尋址方式使用戶參照硬件原理圖閱讀理解 程序變得簡明容易，NCM、Configuration等組態工具以及PID、Fuzzy Control＋＋等軟件開發工具包給設計編程人員減少了二次開發的工作量

內部集成的PPI接口為S7-200的用戶提供了強大的通訊功能。PPI接口物理特性為RS485，可在三種方式下工作：

    一、PPI方式
        PPI通訊協議是西門子專為S7-200系列PLC開發的一個通訊協議?？赏ㄟ^普通的兩芯屏蔽雙絞電纜進行聯網。波特率為9.6kbit/s,19.2kbit/s和187.5kbit/s。PPI通訊網絡是一個令牌傳遞網，在不加中繼器的情況下，Zui多由31個S7-200系列PLC，TD200,OP/TP面板或上位機（插入MPI卡）為站點，構成PPI網。
    二、MPI方式
        S7-200可以通過內置接口連接到MPI網絡上，波特率為19.2k/187.5kbit/s。它可與S7-300/S7-400 CUP進行通訊。S7-200 CUP在MPI網絡中作為從站，它們彼此間不能通訊。
    三、自由通訊口方式
        S7-200可以與任何通訊協議公開的其它設備、控制器進行通訊，即S7-200可以由用戶自定義通訊協議（例ASCII協議）。波特率Zui高為38.4kbit/s（可調整）。因此，使可通訊的范圍大大增加，使控制系統配置更加靈活，方便：1、任何具有串行接口的外設，如打印機、條形碼閱讀器和變頻器等；2、用于S7-200系列兩個CUP間簡單的數據交換。
    在S7-200系列的CUP中，CPU222,224,226,226XM，都可以通過增加EM277 PROFIBUS-DP擴展模塊的方法支持Profibus DP 網絡協議。Zui高傳輸速率可達12Mbit/s

西門子PLCS7-1500模擬量輸出模塊