西門子TP1500面板6AV2124-0QC02-0AX1

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分析了電磁干擾及其對PLC控制系統(tǒng)干擾的機(jī)制，指出在工程應(yīng)用時必須綜合考慮控制系統(tǒng)的抗干擾性能，并結(jié)合工程提出了幾種有效的抗干擾措施。

[關(guān)鍵詞] 電磁干擾 電磁兼容性 PLC控制系統(tǒng) 接地技術(shù)

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)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(jì)運行，系統(tǒng)的抗干擾力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)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(jī)設(shè)備上，它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)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，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備的抗干擾力；另一方面，要求工程設(shè)計、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。

2 電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾

2.1 干擾源及干擾一般分類

影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)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、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)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(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，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(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)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模件損壞率較高的主要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)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。

2.2 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源

2.2.1 來自空間的輻射干干擾

空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，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(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

2.2.2 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(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。

（1）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(diào)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，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)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，絕對隔離是不可能的。

（2）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息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；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(yán)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(yán)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(jī)。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(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

（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（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(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴(yán)重的干擾信號，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作

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選擇水平、不會搖晃且干燥的存放位置。如果按照存放要求是必要的，請在存放前修復(fù)損壞的包裝。將電機(jī)、設(shè)備和包裝箱放置在底架、大方木料或基座上，以防止地面濕氣。防止電機(jī)陷入地下。否則會妨礙所存放物品下方的空氣流通。

防潮用的蓋布或防雨布不得與所存放物品的表面接觸。放置間隔板墊，以確保足夠的空氣循環(huán)。

室內(nèi)存放

應(yīng)防止受天氣的影響。儲藏室應(yīng)保持干燥、通風(fēng)良好并且防塵、防凍、防撞、抗振。

金屬裸露表面

考慮到運輸已對裸露部分（如軸端、法蘭表面、中心邊緣）進(jìn)行了臨時的防腐處理（< 6 個月）。長期存放時，須采取適當(dāng)?shù)姆栏胧?/p>

冷凝水排水孔

根據(jù)環(huán)境條件，遲每 6 個月打開一次冷凝水排水孔，以排出冷凝水。

存放溫度

允許的溫度范圍：-20 °C 到 +50 °C

允許的大空氣濕度：60 %

對于因環(huán)境溫度而對運行狀態(tài)或安裝高度有特殊規(guī)定的電機(jī)，其存放溫度需要遵守其他條件。此時請參照電機(jī)功率銘牌上的環(huán)境溫度和安裝高度的說明。

存放時間

每年必須至少旋轉(zhuǎn) 1 次軸，避免振蝕。長期存放會降低軸承的潤滑脂使用壽命（老化）。

開放型軸承

• 存放超過 12 個月時，應(yīng)對開放型軸承的潤滑脂進(jìn)行檢查，如 1Z 型。

• 如果檢查時發(fā)現(xiàn)潤滑脂耗盡或受污染，必須立即更換潤滑脂。冷凝水滲入會改變潤滑脂粘稠度。

密封型軸承

• 密封型軸承存放超過 48 個月時，應(yīng)更換驅(qū)動端和非驅(qū)動端軸承

運輸和存放

在電機(jī)上作業(yè)時請注意以下事項：

• 請遵守一般安全說明。

• 請遵守適用的國家及行業(yè)法規(guī)。

• 在歐盟范圍內(nèi)使用電機(jī)時，請遵守EN 50110?1中關(guān)于安全操作電氣設(shè)備的要求。

警告 懸掛運輸時的墜落和搖擺危險 使用繩索懸掛運輸電機(jī)時，繩索可能因損壞而斷裂。此外，電機(jī)有可能因固定不夠而搖擺。結(jié)果可能導(dǎo)致人員死亡、重傷或財產(chǎn)損失。 運輸或安裝時，如果需要，可使用適當(dāng)?shù)妮o助吊具。 已有兩根繩索可支承全部荷載。 固定吊具，防止吊具松脫。 使用兩根繩索時需要遵守符合 ISO 3266（DIN 580）標(biāo)準(zhǔn)的大傾斜角度（≤45°）。 校準(zhǔn)環(huán)首螺栓，使得拉緊繩索與環(huán)面呈一條直線。

警告 電機(jī)翻轉(zhuǎn)或滑脫 如果不按規(guī)定提升或運輸電機(jī)，電機(jī)可能滑脫或翻轉(zhuǎn)。結(jié)果可能導(dǎo)致人員死亡、重傷或財產(chǎn)損失。 使用電機(jī)上可用的所有吊環(huán)。 在電機(jī)上使用吊環(huán)時不要固定額外的負(fù)載或重量。吊環(huán)只能承受電機(jī)的自身重量。 將吊環(huán)旋緊固定。 將環(huán)首螺栓擰緊至其支承面。 遵守環(huán)首螺栓允許的負(fù)載。 如必要，請使用經(jīng)準(zhǔn)確測量的合適吊具，如吊裝索 (EN1492-1) 和加固帶 (EN12195-2)。

• 請勿在被吊起的電機(jī)下方或其周圍逗留。

  警告 電機(jī)墜落可引發(fā)生命危險 一旦起重附件或承重附件失效，電機(jī)就可能墜落。這可能會造成人員死亡、重傷或是財產(chǎn)損失。

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  需要在電機(jī)下方進(jìn)行操作時，務(wù)必將電機(jī)放置在一個安全的高處位置。

關(guān)于此種電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式請參見功率銘牌。

調(diào)試前，請先拆下可能存在的運輸保險裝置。將運輸保險裝置保存好，或使其功能失效。日后運輸時可再次使用這些運輸保險裝置，或者使其功能重新生效。

視運輸路程和尺寸而定，可采用不同的方式包裝電機(jī)。合同中如果沒有特殊約定，則根據(jù) ISPM（植物健康措施標(biāo)準(zhǔn)）的包裝準(zhǔn)則進(jìn)行包裝。

注意粘貼在包裝上的圖標(biāo)。含義如下：