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西門子S7-300/400串行通訊模塊基本信息介紹

CP340/CP341/CP440/CP441-1/CP441-2模塊是西門子S7-300/400系列PLC中的串行通訊模塊，這些模塊具有1個或2個（CP441-2）串行通訊接口（RS232C、20mA-TTY或RS485/422）?？梢允褂眠@些通訊模塊實現(xiàn)S7-300/400系統(tǒng)與其他串行通訊設備的數(shù)據(jù)交換，例如打印機、掃描儀、智能儀表、第三方MODBUS主從站、Data Highway、變頻器，USS站等。

2. 串行通訊模塊以及訂貨信息

3、注意事項：

3.1實現(xiàn)MODBUS通訊時，需要在CP341/CP441-2模塊上插入相應協(xié)議的硬件狗（硬件狗、Dongle、協(xié)議驅動或Loadable driver指的是同一個東西）下圖：

3.2  MODBUS 是單主站結構的串行通信協(xié)議，系統(tǒng)中只能夠有一個MODBUS主        站，并且只能夠實現(xiàn)主站和從站的數(shù)據(jù)交換，從站之間不能進行數(shù)據(jù)交換。

3.3    RS232C接口的通訊最大距離為15m；

RS422/485接口的通訊最大距離位1200m。

3.4   串行通訊模板只有RS232C、20mA-TTY或RS485/422 三種電氣接口類型， 想實現(xiàn)串口的光纖通訊，只能購買第三方轉換設備，西門子不提供該類設備。

現(xiàn)有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。 產(chǎn)品范圍包括 7 種標準的 CPU、 7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。 現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm SIMATICS7-300 是我們全集成自動化設計的一部分，是銷量的控制器。

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護成本，因此提高了性價比。

編程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對 CPU 進行編程?？梢允褂孟铝芯幊坦ぞ撸篠TEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以運行 CPU 314 的工程與組態(tài)工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

標準型CPU

對標準型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。

緊湊型 CPU

對緊湊型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級。

S7-300/ET 200M 需要 24V DC 電源。

SITOP 負載電源把 120/230 VAC 線路電壓轉換到所需的 24 VDC 工作電壓。

這些模塊可利用外部電壓為S7-300/ET200M以及傳感器和執(zhí)行器供電。

負載電源模塊安裝在 CPU/IM 361/IM153（插槽1）左邊的 DIN 導軌上。

通過所提供的電源連接器連接到 CPU/IM 361/IM153 上。

該模板的前面板包括：

前面板上通過蓋板保護的還有：

負載電源也可安裝在 35 mm 的標準導軌上（EN 50 022），這需要下述安裝適配器：

S7-300

SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統(tǒng)，可滿足中、低端的性能要求。

模塊化、無風扇設計、易于實現(xiàn)分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務的經(jīng)濟、用戶友好的解決方案。

SIMATIC S7-300 的應用領域包括：

多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模塊，可允許用戶根據(jù)不同的應用選取相應模塊。任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器：

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環(huán)境造成損害。

S7-300F 滿足下列安全要求：

另外，標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng)，在非安全相關和安全相關任務共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態(tài)和編程。

S7-300

一般步驟

S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

設計

簡單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

擴展

若用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

PROFIBUS DP進行過程通信

SIMATIC S7-300 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 主站/從站接口的 CPU,可構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）。

以下設備可作為主站連接：

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

以下設備可作為從站連接：

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構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，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）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

可將下列設備作為 IO 設備進行連接：

通過 AS-Interface 進行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點對點）進行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質支持不同的通信協(xié)議：

可以連接以下設備：

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。

使用多點接口 (MPI) 進行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡任務。

中央處理單元 (CPU) 是 SIMATIC S7-1500 的核心組件。它們除了可以執(zhí)行用戶程序，還可用于連接控制器和其它自動化組件。

首次發(fā)布的產(chǎn)品中包含以下三種 CPU：

CPU-1511-1 PN 適用于中小型應用

CPU-1513-1 PN 適用于大中型應用

CPU-1516-3 PN/DP 適用于要求較高的大型應用和其它通信任務

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憑借各種創(chuàng)新技術，SIMATIC S7-1500 的 CPU 極大地提升了生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。該系列 CPU 的硬件設計緊湊。組件和模塊高度集成、通用性強，不僅節(jié)省了機柜空間，同時還降低了備件的庫存費用。

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性能

機器的響應時間降至低，極大提升了生產(chǎn)效率（控制質量）

縮短了循環(huán)時間，提高了生產(chǎn)效率

相同的循環(huán)時間內可執(zhí)行更多程序

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顯示調試和診斷信息

主機架模塊和分布式模塊中統(tǒng)一使用純文本診斷信息，縮短了停機時間

可直接使用用戶特定的網(wǎng)絡設置，無需進行現(xiàn)場編程

支持在操作過程中對顯示屏進行熱插拔操作

可通過 TIA 博途設置顯示屏操作密碼

使用壽命更長，運行時間長達 50,000 小時

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每個 CPU 上都支持 PROFINET 標準

PN IRT (V2.2) 可確保的響應時間以及工廠設備的高精度操作

高端 CPU 上附帶的以太網(wǎng)接口，便于集成到工廠網(wǎng)絡中

Web server，可快速瀏覽服務和診斷信息

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創(chuàng)新的存儲機制

充足的存儲空間，可用于各行業(yè)的所有應用

靈活的存儲卡機制，適合各種項目規(guī)模

較大的存儲空間：支持高達 2 GB 的存儲卡，可存儲項目數(shù)據(jù)、歸檔、配方和相關文檔

優(yōu)化后的數(shù)據(jù)模塊，可精確選擇剩余存儲空間中的數(shù)據(jù)。

SIMATIC 工業(yè)軟件具有模塊化的設計。各個工具可根據(jù)特定應用而單獨使用。

提供了 4 個軟件級別：

STEP 7 是用于對 SIMATIC S7/C7/WinAC 進行編程的基礎。編程時總要使用該軟件。 它具有以下版本：

STEP 7： 用于各種應用的*版本，帶有梯形圖、功能塊圖和指令表編程語言

STEP 7 Professional 高性能軟件包： 支持所有 IEC 語言（梯形圖、功能塊圖、指令表、順序功能圖和結構化文本）。并且，還提供了一個集成離線模擬組件 (S7-PLCSIM)。

STEP 7 Lite： 適用于較低性能范圍的版本，可用于 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC C7

STEP 7 Micro： 用于 SIMATIC S7-200 的精簡編程軟件包

工程工具是一些面向任務的工具，除 STEP 7 之外也可使用這些工具。它們可大大降低能源成本，并顯著提高舒適性。

設計工具（Engineering Tool）包括：

供編程人員使用的高級語言

供技術專家使用的圖形化語言

用于診斷、模擬、遠程維護、設備文檔制作等的擴展軟件。

運行版軟件包括已編程好并可由用戶程序調用的解決方案。它直接集成在自動化解決方案中，分為兩種類型：

硬件捆綁： 軟件與特定硬件相關

非硬件捆綁： 軟件可滿足一般硬件要求。

例如，運行版軟件包括：

用于 SIMATIC S7 和 WinAC 的控件

用于將自動化系統(tǒng)集成到 Windows 應用程序中的工具

您可在“基于 SIMATIC PC 的控制”下面找到用于基于 PC 的控制的運行版軟件。

人機界面包括：

SIMATIC ProTool 和 ProTool/Lite 用于組態(tài)操作面板

SIMATIC ProTool/Pro – 通過 PC 實現(xiàn)機器級可視化

SIMATIC ProAgent ? 用于過程診斷的選件包

SIMATIC WinCC flexible – 用于組態(tài) SIMATIC HMI 操作員面板的工程工具和用于在機器級簡便完成可視化任務的高性能可視化軟件

SIMATIC WinCC – Windows NT/2000/XP 系統(tǒng)下的高性能可視化系統(tǒng)

一、合理的結構型式

PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式。

整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I/O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復雜的控制系統(tǒng)。

二、安裝方式的選擇

PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件,系統(tǒng)反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別獨立控制,又要相互聯(lián)系的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。

三、相應的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能,對于只需要開關量控制的設備都可滿足。

對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現(xiàn)PID運算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。

四、響應速度要求

PLC是為工業(yè)自動化設計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用范圍內的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號有特殊的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

五、系統(tǒng)可靠性的要求

對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng),應考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。

六、機型盡量統(tǒng)一

一個企業(yè),應盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：

1)機型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購和管理。

2)機型統(tǒng)一,其功能和使用方法類似,有利于技術力量的培訓和技術水平的提高。

3)機型統(tǒng)一,其外部設備通用,資源可共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)

德國西門子總部：

產(chǎn)品信息:

現(xiàn)有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。

產(chǎn)品范圍包括 7 種標準的 CPU、

7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。

現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm

SIMATIC S7-300 是我們佺集成自動化設計的一部分，是銷量較大的控制器。

應用范圍

在*一個實例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機械工程，特別是特殊機械制造和機器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程

作為一種多用的自動化系統(tǒng)，S7-300 是那些需要靈活的設計以實現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應用的理想解決方案。

對于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅固性的應用，我們可以提供SIPLUS 極端設備。

特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：

汽車工業(yè)

通用機械工程

特殊機器制造

系列機械工程，OEM

塑料加工

包裝行業(yè)

食品和飲料工業(yè)

加工工程

快速計數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計數(shù)器

簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器

帶有集成功能塊的 PID-Regulation

由于具有高處理速度，CPU 可以實現(xiàn)非常短的機器循環(huán)時間。

S7-300 系列 CPU 可以為各種應用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務實際需要的性能付款

S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則

現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實現(xiàn)分布式組態(tài)。

集成的 PROFINET 接口可以實現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡化，與其它運行管理等級方便的進行數(shù)據(jù)交換

模塊寬度窄，可以實現(xiàn)緊湊式的模塊設計或者小型控制柜。

能夠把強大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護設計集成在一起，從而避免附加投資。

設計

S7-300 可以實現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài)。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉到位。

這樣就實現(xiàn)了堅固而且具有 EMC 兼容性的設計。

隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進行擴展。S7-300 系列豐富的產(chǎn)品既可以用于集中擴展，也可用于構建帶有 ET 200M 的分布式結構；因此實現(xiàn)了經(jīng)濟效率的備件控制。

擴展選件

如果自動化任務需要超過 8 個模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴展裝置 (EU) 擴展。中心架上多可以有 32 個模塊，每個擴展裝置上多 8 個。接口模塊 (IM) 可以同時處理各個機架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（長 10m）。

在單層結構中，這可以實現(xiàn) 256 個 I/O 的較大組態(tài)，在多層結構中多可以達到 1024 個 I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中，可以有 65536 個 I/O 連接（多 125 個站點，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規(guī)則。

S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動化解決方案中。

與 S7-300 具有相同結構的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。

20個不同的CPU:

7種標準型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)

6 個緊湊型 CPU（帶有集成技術功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP）

5 個故障安佺型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）

2種技術型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)

18種CPU可在-25°C 至 +60°C的擴展的環(huán)境溫度范圍中使用

具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。

SIMATIC S7-300 提供多種性能等級的 CPU。除了標準型 CPU 外，還提供緊湊型 CPU。 同時還提供技術功能型 CPU 和故障安佺型 CPU。

下列標準型CPU 可以提供：

CPU 312，用于小型工廠

CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠

CPU 315-2 DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠

CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠

CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

CPU 319-3 PN/DP，用于具有極大容量程序量何組網(wǎng)能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

下列緊湊型CPU 可以提供：

CPU 312C，具有集成數(shù)字量 I/O 以及集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU

CPU 313C，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU

CPU 313C-2 PtP，具有集成數(shù)字量 I/O 、2個串口和集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU

CPU 313C-2 DP，具有集成數(shù)字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù)器功能的緊湊型 CPU

CPU 314C-2 PtP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 、2個串口和集成計數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU

CPU 314C-2 DP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU

下列技術型CPU 可以提供：

CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求、同時需要對8個軸進行常規(guī)運動控制的工廠。

CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)、對程序量有高要求、又必須同時能夠處理運動控制任務的工廠

下列故障安佺型CPU 可以提供：

CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求的故障安佺型工廠

CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的故障安佺工廠

CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的故障安佺型工廠，在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

 1.概述

　　隨著科學技術的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統(tǒng)的抗*力是關系到整個系統(tǒng)可靠運行的關鍵。自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，設計人員只有預先了解各種干擾才能有效保證系統(tǒng)可靠運行。

　　2.電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾是什么？

　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。

　　干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)（同方向）電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

　　3.PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有哪些呢？

　　(1)來自空間的輻射干擾

　　空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對PLC內部的輻射，由電路感應產(chǎn)生干擾；而是對PLC通信內網(wǎng)絡的輻射，由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設備布置及設備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。

　　(2)來自系統(tǒng)外引線的干擾

　　主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴重。

　　(3)來自電源的干擾

　　實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC電源，問題才得到解決。

　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內部的變化，入開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，隔離是不可能的。

　　(4)來自信號線引入的干擾

　　與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽略；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，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。PLC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。

　?。?）來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾

　　接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）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。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，影響系統(tǒng)正常工作。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)加雷擊時，地線電流將更大。

　　此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內有會出現(xiàn)感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC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PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存儲，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致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。

　?。?）來自PLC系統(tǒng)內部的干擾

　　主要由系統(tǒng)內部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路

　　互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠對系統(tǒng)內部進行電磁兼容設計的內容，比較復雜，作為應用部門是無法改變，可不多考慮，但要選擇具有較多應用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。

　　4．怎樣才能更好、更簡單解決PLC系統(tǒng)干擾？

　　1）選用隔離性能較好的設備、選用優(yōu)良的電源，動力線和信號線走線要更加合理等等，也能解決干擾，但是比較煩瑣、不易操作而且成本較高。

　　2）利用信號隔離器這種產(chǎn)品解決干擾問題。只要在有干擾的地方，輸入端和輸出端中間加上這種產(chǎn)品，就可有效解決干擾問題。

　　5．為什么解決PLC系統(tǒng)干擾都選信號隔離器呢？

　　1）使用簡單方便、可靠，成本低廉。

　　2）可大量減輕設計人員、系統(tǒng)調試人員工作量，即使復雜的系統(tǒng)在普通的設計人員手里，也會變的非?？煽俊?/span>

　　6．信號隔離器工作原理是什么？

　　首先將PLC接收的信號，通過半導體器件調制變換，然后通過

　　光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間獨立。

　　7．信號隔離器功能是什么？

　　一：保護下級的控制回路。

　　二：消弱環(huán)境噪聲對測試電路的影響。

　　三：抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設備的干擾；同時對下級設備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實防護。標準系列導軌結構，易于安裝，可有效的隔離：輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動干擾。

　　8.現(xiàn)在市場有那么多品牌的隔離器，價格參差不齊，該怎么選擇呢？

　　隔離器位于二個系統(tǒng)通道之間，所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能，同時要使隔離器輸入輸出模式（電壓型、電流型、環(huán)路供電型等）適應前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強度﹑總線通訊功能等許多重要參數(shù)涉及產(chǎn)品性能，例如：噪音與精度有關、功耗熱量與可靠性有關，這些需要使用者慎選。總之，適用、可靠、產(chǎn)品性價比是選擇隔離器的主要原則。

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