黃石西門子代理商

西門子 S7-1500控制器提供了更高性能，位指令的處理時(shí)間至1ns，浮點(diǎn)運(yùn)算的指令處理時(shí)間至10ns(取決于CPU類型，這在次上市發(fā)布的產(chǎn)品中是不可能的)。背板總線的速度是S7-400PLC的40倍;由于代碼生成得到優(yōu)化，CPU的響應(yīng)速度與現(xiàn)有控制器的CPU相比更快。

　　每個(gè)CPU都配有一個(gè)PROFINET IO (2端口交換機(jī))標(biāo)準(zhǔn)接口。CPU 1516-3PN/DP另外還具有一個(gè)集成PROFINET基本接口，例如，可用于網(wǎng)絡(luò)隔離。

　　除集成接口外，每個(gè)西門子 S7-1500控制器還可通過通信模塊或通信處理器進(jìn)行擴(kuò)展。這樣就提供了很多其它連接方法，例如，通過PROFIBUS進(jìn)行連接，通過以太網(wǎng)進(jìn)行連接，或通過采用協(xié)議USS或Modbus RTU的串行接口進(jìn)行連接。

　　西門子S7-1500PLC集成技術(shù)

　　西門子S7-1500可以不使用任何附加模塊而在PLC中集成運(yùn)動(dòng)控制功能。通過PLCopen，該控制器提供了標(biāo)準(zhǔn)化的塊，可用來連接模擬驅(qū)動(dòng)器和PROFIdrive驅(qū)動(dòng)器。運(yùn)動(dòng)控制功能支持轉(zhuǎn)速軸和定位軸以及外部編碼器。

　　為了有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器和閉環(huán)控制器，西門子 S7-1500還針對所有CPU變量提供了廣泛的跟蹤功能，既可用于實(shí)時(shí)，又可用于不定時(shí)故障檢測。

　　除驅(qū)動(dòng)器功能外，S7-1500還提供了豐富的閉環(huán)控制功能，例如，可通過便于組態(tài)的塊來自動(dòng)優(yōu)化控制參數(shù)以獲得控制質(zhì)量。

　　此外，還可利用工藝模塊來執(zhí)行高速計(jì)數(shù)、位置捕獲等功能，或針對24V直至200kHz的信號執(zhí)行測量。

　　西門子S7-1500PLC集成了功能

　　與STEP7結(jié)合使用時(shí)，每個(gè)CPU都會(huì)提供基于密碼的知識保護(hù)，可防止未經(jīng)授權(quán)而讀出并更改程序塊的內(nèi)容。

　　復(fù)制保護(hù)加強(qiáng)了防護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)而復(fù)制程序塊?？梢詫⒕唧w程序塊鏈接至存儲(chǔ)卡的序列號，以便只有在將組態(tài)的存儲(chǔ)卡插到CPU中之后，才會(huì)執(zhí)行該程序塊。

　　并且，控制器具有四個(gè)不同的訪問級別，以便向不同用戶組分配不同的訪問權(quán)限。

　　由于操作保護(hù)得到改進(jìn)，因此，控制器可以檢測到數(shù)據(jù)更改或未經(jīng)授權(quán)的組態(tài)數(shù)據(jù)傳輸。

　　以太網(wǎng)通信處理器(CP 1543-1)通過防火墻為用戶提供了附加訪問保護(hù)，并可建立VPN連接(V12SP1及更高版本)。

黃石西門子代理商

變頻器輸入端電源濾波器是采用高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁心及鐵粉芯，配接一定的電容，構(gòu)成LC濾波器，將變頻器產(chǎn)生的高次諧波（在某一頻帶內(nèi)的）濾掉，而使臨近或同一電網(wǎng)工作的電器設(shè)備不受干擾，能夠正常工作。其原理圖如圖1所示。

　　                                                          圖1 輸入濾波器電路原理圖

　　變頻器輸出端電源濾波器采用電感（L）濾波，抑制變頻器輸出的傳導(dǎo)干擾和減少輸出線上低頻輻射干擾，使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)電磁噪聲減小，使電機(jī)的銅損、鐵損大幅減少。其原理圖如圖2所示。

　購買了該類濾波器后，我們?nèi)ガF(xiàn)場進(jìn)行了調(diào)試。由于對該類現(xiàn)場接觸較少，技術(shù)人員準(zhǔn)備不太充分，雖然增加了濾波器，但濾波效果仍不理想，在重載時(shí)仍存在干擾，DCS系統(tǒng)不能正常工作，變頻器仍無法運(yùn)行。于是我們對問題做了具體的分析。

　　變頻器產(chǎn)生干擾的原因

　　                                                                  圖3 變頻器主電路圖

　　變頻器主電路一般是交流—直流—交流模式見圖3，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓信號，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號。在整流回路中，輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波，波形按傅立葉級數(shù)分解為基波和各次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中，輸出電流信號是受PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形，對于GTR大功率逆變元件，其PWM的載波頻率為2～3kHz，而IGBT大功率逆變元件的PWM載頻可達(dá)15kHz。同樣，輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波，而高次諧波電流對負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。

　　變頻器干擾的主要傳播途徑

　　變頻器工作時(shí)，作為一個(gè)強(qiáng)大的干擾源，其干擾途徑一般分為輻射、傳導(dǎo)、電磁耦合、二次輻射和邊傳導(dǎo)邊輻射等。主要途徑如圖4所示：

　　                                                      圖4變頻器干擾的主要傳播途徑

　　從上圖可以看出，變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對周圍的無線電接收設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲，使得銅損、鐵損大幅增加，同時(shí)傳導(dǎo)干擾和輻射干擾對電源輸入端所連接或鄰近的電子敏感設(shè)備有很大的影響。

　　針對這兩次調(diào)試情況和變頻器產(chǎn)生干擾及干擾的途徑，我們聯(lián)合電源濾波器生產(chǎn)廠商的工程師進(jìn)行了分析總結(jié)，并與北京康拓生物工程有限公司的工程師多次進(jìn)行了溝通，了解了其工作原理、布線情況，分析認(rèn)為主要還是變頻器輸入端產(chǎn)生的高頻諧波造成的干擾。因裝變頻器后，變頻器的輸入線在原動(dòng)力線槽內(nèi)，而輸出線不在線槽內(nèi)，離電機(jī)也比較近。再者，原布線系統(tǒng)不太合理，動(dòng)力線槽與控制線槽距離較近，只有20cm，按規(guī)定應(yīng)不少于50cm，且兩線槽平行走線，這些都是比較忌諱的。變頻器的地線接的也不太合理，接在了電源線的走線槽上，線槽的作用一是支撐電源線、二是起屏蔽的作用，變頻器的干擾又通過地線到了線槽上。變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過變頻器的輸入線和地線輻射到其它設(shè)備的電源線和信號線上（尤其是比較敏感的傳感器的信號線。這里強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：我們的變頻器與DCS控制系統(tǒng)不是同一臺(tái)變壓器給電，可以排除直接傳導(dǎo)干擾），干擾了控制系統(tǒng)的正常工作。

　　分析這些問題，由于原布線系統(tǒng)已成定型，再動(dòng)幾乎是不可能，因此改變電源線和信號線布線的想法應(yīng)予以排除，變頻器地線可以另走，拉一根地線直接接至配電室電控柜的地線上，對變頻器的輸入端再加強(qiáng)濾波措施，按理論問題應(yīng)于解決。

在現(xiàn)場原發(fā)酵罐停車后，我們在原濾波器基礎(chǔ)上又增加了一套共模及差模磁環(huán)，在輸入、輸出每相線上各套二個(gè)差模環(huán)，在輸入的三根相線上套兩個(gè)共模磁環(huán)，并將地線接至配電室的地上。這樣處理后開機(jī)運(yùn)行，在電機(jī)空載的情況下運(yùn)行正常，沒有出現(xiàn)干擾報(bào)警現(xiàn)象。

　　帶載運(yùn)行時(shí)，305、307罐出現(xiàn)干擾報(bào)警。將地線改至控制307罐（該罐已使用變頻器，線槽內(nèi)走的是該變頻器的輸出線）變壓器的地線上，305罐不再干擾報(bào)警，但307罐仍間隔幾分鐘出現(xiàn)干擾報(bào)警現(xiàn)象，分析可能是兩臺(tái)變頻器產(chǎn)生的共模干疊加所至，也可能是地線放在動(dòng)力線槽內(nèi)，走線較長引起的，于是在地線上加裝地線濾波器，但效果也不太好。后來將地線拆除（經(jīng)測量變頻器整機(jī)漏電流很小，對人體不會(huì)造成危害，所以可以將地線拆除），效果好一些，但報(bào)警現(xiàn)象也是間斷出現(xiàn)，這樣分析應(yīng)該不是地線引起的，還是輸入端的濾波措施不夠，沒有將高頻干擾濾除干凈。因此停機(jī)，在輸入的每相線上再加兩只差模環(huán)，在三條輸入相線上再套三個(gè)共模環(huán)，這樣開機(jī)運(yùn)行，工作正常，整個(gè)系統(tǒng)不再出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。系統(tǒng)處理后的框圖如圖5所示。