ICS T9832

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電氣控制原理電路設計的方法主要有分析設計法和邏輯設計法兩種。

1、分析設計法

分析設計法是根據生產工藝的要求選擇適當的基本控制環節（單元電路）或將比較成熟的電路按其聯鎖條件組合起來，并經補充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整線路。當沒有現成的典型環節時，可根據控制要求邊分析邊設計。

分析設計法的優點是設計方法簡單，無固定的設計程序，它是在熟練掌握各種電氣控制電路的基本環節和具備一定的閱讀分析電氣控制電路能力的基礎進行的，容易為初學者所掌握，對于具備一定工作經驗的電氣技術人員來說，能較快地完成設計任務，因此在電氣設計中被普遍采用；其缺點是設計出的方案不一定是最佳方案，當經驗不足或考慮不周全時會影響線路工作的可靠性。為此，應反復審核電路工作情況，有條件時還應進行模擬試驗，發現問題及時修改，直到電路動作準確無誤，滿足生產工藝要求為止。

2、邏輯設計法

邏輯設計法是利用邏輯代數來進行電路設計，從生產機械的拖動要求和工藝要求出發，將控制電路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電，觸點的閉合與斷開，主令電器的接通與斷開看成邏輯變量，根據控制要求將它們之間的關系用邏輯關系式來表達，然后再化簡，做出相應的電路圖。

邏輯設計法的優點是能獲得理想、經濟的方案，但這種方法設計難度較大，整個設計過程較復雜，還要涉及一些新概念，因此，在一般常規設計中，很少單獨采用。其具體設計過程可參閱專門論述資料，這里不再作進一步介紹。

1、采用性能優良的電源，抑制電網引入的干擾

 

在PLC控制系統中，電源占有極重要的地位。電網干擾串入PLC控制系統主要通過PLC系統的供電電源（如CPU 電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的。現在，對于PLC系統供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對于變送器供電的電源和PLC系統有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數大，抑制干擾能力差，經電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術）的配電器，以減少PLC系統的干擾。

 

此外，位保證電網饋點不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統的理想電源。

 

2、電纜選擇的敖設

 

為了減少動力電纜輻射電磁干擾，尤其是變頻裝置饋電電纜。筆者在某工程中，采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，從而降低了動力線生產的電磁干擾，該工程投產后取得了滿意的效果。

 

不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類分層敖設，嚴禁用同一電纜的不同導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敖設，以減少電磁干擾。

 

3、 硬件濾波及軟件抗如果措施

 

由于電磁干擾的復雜性，要根本消除迎接干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統的軟件設計和組態時，還應在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統的可靠性。常用的一些措施：數字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態零點，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術，設計相應的軟件標志位；采用間接跳轉，設置軟件陷阱等提高軟件結構可靠性。

 

信號在接入計算機前，在信號線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。

 

對干較低信噪比的模擬量信號．常因現場瞬時干擾而產生較大波動，若僅用瞬時采樣植進行控制計算會產生較大誤差，為此可采用數字濾波方法。

 

  現場模擬量信號經A／D轉換后變成離散的數字信號，然后將形成的數據按時間序列存入PLC內存。再利用數字濾波程序對其進行處理，濾去噪聲部分獲得單純信號， 可對輸入信號用m次采樣值的平均值來代替當前值，但井不是通常的每采樣。次求一次平均值，而是每采樣一次就與最近的m－l次歷史采樣值相加，此方法反應速度快，具有很好的實時性，輸入信號經過處理后用干信號顯示或回路調節，有效地抑制了噪聲干擾。

由干工業環境惡劣，干擾信號較多， I／ O信號傳送距離較長，常常會使傳送的信號有誤。為提高系統運行的可靠性，使PLC在信號出錯倩況下能及時發現錯誤，并能排除錯誤的影響繼續工作，在程序編制中可采用軟件容錯技術。

 

4、正確選擇接地點，完善接地系統

接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統是PLC控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。

 

系統接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對PLC控制系統而言，它屬高速低電平控制裝置，應采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統接地線采用一點接地和串聯一點接地方式。集中布置的PLC系統適于并聯一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應采用串聯一點接地方式。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22 mm2的銅導線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω，接地極最好埋在距建筑物10 ~ 15m遠處(或與控制器間不大于50m)，而且PLC系統接地點必須與強電設備接地點相距10m以上。

 

信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地；不接地時，應在PLC側接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應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，各屏蔽層應相互連接好，并經絕緣處理。選擇適當的接地處單點接點。

優勢產品：
l Invensys Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series系統，FBM（現場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數模轉換、輸入/輸出信號處理、數據通信及處理等。
l Invensys Triconex: 冗余容錯控制系統、基于三重模件冗余（TMR）結構的最現代化的容錯控制器。
l Bently Nevada（本特利）：3500/3300系統
l Westinghouse（西屋）： OVATION系統、WDPF系統、WEStation系統備件。
l Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。
l Schneider Modicon（施耐德莫迪康）：Quantum 140系列處理器、控制卡、電源模塊等。
l ABB：工業機器人備件DSQC系列、Bailey INFI 90等。
l Siemens(西門子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens數控系統等。
l Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等系列。
l XYCOM：I/O 、VME板和處理器等。
l GE FANUC(GE發那科)：模塊、卡件、驅動器等各類備件。
l Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達、伺服驅動器。
l Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅動模塊等。
l Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數字控制器。

注：聯系我時，請說是在“傲立機床網”上看到的，謝謝！