西門子S7-1515/16/17/18CPU顯示面板   6ES75911BA010AA0

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通信

S7-1500 具有不同的通信接口：

• PROFINET IO IRT 接口（2 端交換機），集成在 CPU 中；
  用于獲得確定的響應(yīng)時間和高設(shè)備精度。
• 用于連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信模塊（不久提供 PROFINET）
• 用于點到點連接的通訊模塊。

CPU 1515 PN 具有一個附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨的 IP 地址，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離。對于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS 接口來連接 PROFIBUS 節(jié)點。通過一個 PROFIBUS CM，可方便地對不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進行擴展。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)，可實現(xiàn)具有確定響應(yīng)時間和高精度設(shè)備性能的分布式自動化配置。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200（通過帶有 PROFINET 接口的 CPU）

以下可作為智能設(shè)備或設(shè)備連接：

• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本）
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• ET 200SP CPU 1510SP-1 PN, CPU 1512SP-1 PN
• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• 作為直接按鍵模塊運行的人機界面設(shè)備
• 現(xiàn)場設(shè)備

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通訊模塊,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-1500
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模塊的 CPU）
• SIMATIC S7-300
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶 IM 308
• SIMATIC 505

以下設(shè)備可作為普通從站或智能從站來連接：

• 分布式 I/O 設(shè)備，例如 ET 200
• 現(xiàn)場設(shè)備
• SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP
• SIMATIC S7-400（僅通過 CP 443-5）
• SIMATIC S7-1500（只能通過 CP/CM 1542-5）

不過，安裝有 STEP 7 的編程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板僅使用部分通過 PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。

通過以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信

S7-1500 可通過集成 PROFINET 接口或通過通信模塊連接到工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)?？蛇B接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設(shè)備
• PC、工業(yè) PC
• SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)
• 數(shù)控
• 機械手控制裝置
• 驅(qū)動控制裝置
• 其它廠商的設(shè)備

支持的協(xié)議：

•  TCP/IP
• ISO-on-TCP (RFC1006)
• UDP
• SNMP
• DCP
• LLDP
• HTTP
• HTTPS
• MODBUS TCP

工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

• 1 Gbit 接口
• 支持 *6
• 安全性：通過硬件識別、IP/MAC 訪問列表、防火墻、VPN 隧道進行訪問保護
• 通過 ISO 協(xié)議與 S5 系統(tǒng)通信
• FTP（客戶端/服務(wù)器），電子郵件，SNMPv1 / v3

通過 PROFIBUS 的數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)?？蛇B接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-1200
• SIMATIC S7-1500
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設(shè)備
• PC、工業(yè) PC
• SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)
• 數(shù)控
• 機械手控制裝置
• 驅(qū)動控制裝置
• 其它廠商的設(shè)備

通過點到點通信模塊進行數(shù)據(jù)通信

通過點到點通信模塊，可實現(xiàn)功能強大的點到點連接。例如，可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)
• 機械手控制裝置
• 打印機

支持的協(xié)議：

• Freeport：適用于通用通信的用戶可設(shè)置報文格式
• 3964(R) 可提高傳輸可靠性
• Modbus RTU 主站
• Modbus RTU 從站
• USS，通過指令實現(xiàn)

接口性質(zhì)：

• RS 232 帶輔助信號
• RS 422 用于全雙工連接
• RS 485 用于半雙工和多點連接
• 傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s
• 通過 Sub D 連接器進行連接

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廣州鴻懿電氣設(shè)備有限公司西門子工控設(shè)備銷售區(qū)域列表：

直轄市：北京_重慶_天津_上海

河北省：_石家莊_唐山_秦皇島_邯鄲_邢臺保定_張家口_承德_滄州_廊坊_衡水

山西?。?/strong>_太原_大同_陽泉_長治_晉城_朔州_晉中_運城_忻州_臨汾_呂梁

內(nèi)蒙古?。?/strong>_呼和浩特_包頭_烏海_赤峰_通遼_鄂爾多斯_呼倫貝爾_巴彥淖爾盟_興安盟_錫林郭勒盟和滿洲里?。篲阿拉善盟 _烏蘭察布盟_二連浩特

遼寧省：_沈陽_大連_鞍山_撫順_本溪_丹東_錦州_營口_阜新_遼陽_盤錦_鐵嶺_朝陽_葫蘆島

吉林?。?/strong>_長春_吉林_四平_遼源_通化_白山_松原_白城_延邊朝鮮族自治州

黑龍江?。?/strong>_哈爾濱_齊齊哈爾_雞西_鶴崗_雙鴨山_大慶_伊春_佳木斯_七臺河_牡丹江_黑河_綏化_大興安嶺

江蘇省：_南京_無錫_徐州_常州_蘇州_南通_連云港_淮安_鹽城_揚州_鎮(zhèn)江_泰州_宿遷

浙江?。?/strong>_杭州_寧波_溫州_嘉興_湖州_紹興_金華_衢州_舟山_臺州_麗水

安徽省：_合肥_蕪湖_蚌埠_淮南_馬鞍山_淮北_銅陵_安慶_黃山_滁州_阜陽_宿州_巢湖_六安_亳州_池州_宣城

福建?。?/strong>_福州_廈門_莆田_三明_泉州_漳州_南平_龍巖_寧德

江西?。?/strong>_南昌_景德鎮(zhèn)_萍鄉(xiāng)_九江_新余_鷹潭_贛州_吉安_宜春_撫州_上饒

山東?。篲濟南_青島_淄博_棗莊_東營_煙臺_濰坊_威海_濟寧_泰安_日照_萊蕪_臨沂_德州_聊城_濱州_菏澤

河南?。?/strong>_鄭州_開封_洛陽_平頂山_焦作_鶴壁_新鄉(xiāng)_安陽_濮陽_許昌_漯河_三門峽_南陽_商丘_信陽_周口_駐馬店

湖北省：_武漢_黃石_襄陽_十堰_荊州_宜昌_荊門_鄂州_孝感_黃岡_咸寧_隨州_恩施州

湖南?。?/strong>_長沙_株洲_湘潭_衡陽_邵陽_岳陽_常德_張家界_益陽_郴州_永州_懷化_婁底_湘西州

廣東?。?/strong>_廣州_深圳_珠海_汕頭_韶關(guān)_佛山_江門_湛江_茂名_肇慶_惠州_梅州_汕尾_河源_陽江_清遠_東莞_中山_潮州_揭陽_云浮廣西_南寧_柳州_桂林_梧州_北海_防城港_欽州_貴港_玉林_百色_賀州_河池_來賓_崇左

海南省：_?？赺三亞_白沙黎族自治縣_昌江黎族自治縣_樂東黎族自治縣_陵水黎族自治縣_保亭黎族苗族自治縣_瓊中黎族苗族自治縣_西沙群島_南沙群島_中沙群島_五指山_瓊海_儋州_文昌_萬寧_東方_定安縣_屯昌縣_澄邁縣_臨高縣

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PLC應(yīng)用中的是如何干擾及其抑制

摘要:可編程邏輯控制器(PLC)是用于工業(yè)現(xiàn)場的前端自動化技術(shù)基礎(chǔ)裝備，可以直接在大多數(shù)工業(yè)環(huán)境中使用。但是，當生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈或安

可編程邏輯控制器(PLC)是用于工業(yè)現(xiàn)場的前端自動化技術(shù)基礎(chǔ)裝備，可以直接在大多數(shù)工業(yè)環(huán)境中使用。但是，當生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈或安裝使用不當時，就會造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出。筆者在機電維修行業(yè)工作二十多年。接觸過各種各樣的現(xiàn)場干擾問題。筆者將PLC應(yīng)用中遇到的問題及解決辦法作一系統(tǒng)闡述。希望對讀者有所幫助。
 

PLC控制系統(tǒng)的可靠性一直是機電行業(yè)和自動化生產(chǎn)線所關(guān)注的焦點，因為它直接影響企業(yè)的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟效益，而系統(tǒng)的抗*力則是保證系統(tǒng)可靠運行的重要指標之一。影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源．大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場，對設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射，磁場改變產(chǎn)生電流，電磁高速變化產(chǎn)生電磁波。在實際工作中，為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施，其中．硬件抗干擾是zui基本和zui重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制和消除干擾源，切斷干擾對系統(tǒng)的耦合通道，降低系統(tǒng)對干擾信號的敏感性。

1．來自電源的干擾電網(wǎng)的干擾，頻率的波動，將直接影響到PLC系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。如何抑制電源系統(tǒng)的干擾是提高PLC的抗干擾性能的主要環(huán)節(jié)。
例如：我區(qū)某鋼鐵有限公司4臺加熱爐的PLC系統(tǒng)的電源原先均來自電網(wǎng)供電。由于該地區(qū)屬能源重化工基地，電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)出電壓和電流。特別是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，如開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備啟停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路瞬態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。雖然PLC電源采用隔離電源。但其機構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。

根據(jù)實際工作中的經(jīng)驗分析，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，隔離是不可能的。例如，其中兩臺蓄熱式加熱爐在以前運行中，經(jīng)常無規(guī)律性出現(xiàn)故障，整個眥系統(tǒng)無法正常運行。故障時12PU模塊上指示內(nèi)部故障的LED顯示“INTF”(用戶程序錯誤)、指示外部故障的LED顯示“EXTF”(I/O模板的故障)，經(jīng)常報警，我們從PLC程序開始到I/O模板逐一排查，均未查出問題，但將PLC重啟后故障消除。如此重復(fù)數(shù)次后。懷疑是電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障，所以我們改用在線式不間斷供電電源(UPS)為PLC供電，經(jīng)改造后，運行將近兩年，PLC不再頻繁報警。

    電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的。此外，普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，也容易使PLC接收到錯誤信息。

2．來自信號線的干擾此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾．即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴重的。
由信號引入干擾會引起：I／O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成I／O模件損壞數(shù)相當嚴重．由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

例如：某軋鋼廠蓄熱式加熱爐的自動出鋼系統(tǒng)．由于出鋼機、爐門的電機電源線與PLC控制回路的PROFIBUS信號線的距離偏近，出鋼機啟停過程中產(chǎn)生電磁輻射，控制回路的信號線受電磁輻射感應(yīng)的干擾，致使自動出鋼系統(tǒng)時常在出鋼時工作異常：出鋼機前進過程中，爐門突然下降，使爐門與出鋼托桿相撞，將爐門撞壞。后經(jīng)改造，使控制回路的信號線遠離強電電源．才得以控制。

(注：PROFIBUS是一種工業(yè)現(xiàn)場總線．它取代了以往的點對點式的I／O連接方式．只用一根PROFIBUS電纜和標準的。PROFIBUS插頭就可以完成連接的過程。本例中的PROFIBUS電纜的作用是連接控制室PLC與現(xiàn)場PLC)。為了減少動力電纜輻射電磁干擾，我們將PROFIBUS電纜遠離動力電纜，動力電纜走地下電纜溝，PROFIBUS電纜走架空線路。而對于其他信號電纜，不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應(yīng)按傳輸信號種類分層敷設(shè)。避免同一電纜的不同導(dǎo)線同時傳送動力電源和信號。避免信號線與動力電纜靠近平行敷設(shè)，以減少電磁干擾。

3．來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。

例如：某鋼鐵廠蓄熱式加熱爐在大修施工期間，某電工將PLC系統(tǒng)的系統(tǒng)地、屏蔽地、保護地接到一起，調(diào)試過程中，整個爐子的控制系統(tǒng)極不穩(wěn)定，如時常接收到誤信號(PLC接收到引風(fēng)機、循環(huán)水泵、給水泵等掉電信號，而實際上以上設(shè)備均正常運行)，使爐子連鎖緊急停爐，嚴重威脅到生產(chǎn)的正常運行。后將PLC系統(tǒng)的系統(tǒng)地、屏蔽地、保護地獨立接地，才避免了此類事故的發(fā)生。

PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響控制系統(tǒng)內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。控制系統(tǒng)工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響控制系統(tǒng)的邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端a、b都接地．就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發(fā)生異常狀態(tài)，如雷擊時，地線電流將增大。

此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)會出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，形成干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其他接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布。

完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地；不接地時，應(yīng)在PLC側(cè)接地：信號線中間有接頭時，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接點。