基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 課 程 論 文題 目： 基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 金 亦 鋮 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化1班 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 唐榮年 基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：交流異步電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的拖動(dòng)設(shè)備之一，因其結(jié)構(gòu)簡單、維修容易等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，有一些設(shè)備需要根據(jù)不同的工作環(huán)境，要調(diào)節(jié)到一個(gè)特定的轉(zhuǎn)速。從而對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)的速度提出了要求，希望能達(dá)到一臺(tái)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，能根據(jù)不同材料的加工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)，并能穩(wěn)定運(yùn)行。本設(shè)計(jì)主要由PLC、變頻器、電動(dòng)機(jī)等幾部分組成。PLC是能進(jìn)行行邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，和算

2、術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程的工業(yè)計(jì)算機(jī)。本文綜合應(yīng)用電子學(xué)與機(jī)械學(xué)知識(shí)去解決基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)選用三相異步交流電機(jī)，而 PLC和 交流電機(jī)無論在工業(yè)還是生活中都是應(yīng)用最廣，因此本次設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：PLC；變頻器；電動(dòng)機(jī)；調(diào)速 一、緒論本次設(shè)計(jì)主要以PLC和變頻器為主，PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程的工業(yè)計(jì)算機(jī)。它具有抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，可靠性強(qiáng)，編程簡樸，易學(xué)易用等特點(diǎn)。變頻器操作

3、方便、體積小、控制性能高而成為目前世界上最受歡迎的調(diào)速方式，在工業(yè)工廠中應(yīng)用十分廣泛，所以本次設(shè)計(jì)課題為我們今后到工廠發(fā)展打下很好的鋪墊，很有實(shí)用價(jià)值。 調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能好是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中基本要求。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中，調(diào)速系統(tǒng)占有著極為重要的地位。調(diào)速控制系統(tǒng)的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。目前在控制領(lǐng)域中，雖然逐步采用了電子計(jì)算機(jī)這個(gè)先進(jìn)技術(shù)工具，特別是石油化工企業(yè)普遍采用了分散控制系統(tǒng)（DCS）。但就其控制策略而言，占統(tǒng)治地位的仍舊是常規(guī)的PID控制。PID結(jié)構(gòu)簡樸、穩(wěn)定性好、工作可靠、使用中不必弄清系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模

4、型。變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前景的調(diào)速方式之一，采用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。用戶根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序來實(shí)現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長，而且輕易犯錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)

5、軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問題。對(duì)于過去需要幾個(gè)月的工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。組態(tài)王是海內(nèi)一家較有影響力的組態(tài)軟件開發(fā)公司開發(fā)的，組態(tài)王具有流程畫面，過程數(shù)據(jù)記錄，趨勢(shì)曲線，報(bào)警窗口，生產(chǎn)報(bào)表等功能，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域被應(yīng)用。二、系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)分析和總體思路系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分析隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機(jī)拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；可編程控制器PLC作為替代繼電器的新型控制裝置，簡單可靠，操作方便、通用靈活、體積小、使用壽命長且功能強(qiáng)大、容易使用、可靠性高，常常被用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備的控制；組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件開發(fā)平臺(tái)工具，可實(shí)現(xiàn)顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)速

6、控制，在PC機(jī)上可開發(fā)友好人機(jī)界面，通過PLC可以對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行“智能”控制。在此，本次設(shè)計(jì)就是基于PLC的變頻器調(diào)速系統(tǒng)。將現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLC和變頻器綜合起來主要功能實(shí)現(xiàn)了變壓變頻調(diào)速。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，加減速以及快速制動(dòng)等。因此，該系統(tǒng)必須具備以下三個(gè)主體部分：控制運(yùn)算部分、執(zhí)行和反饋部分?？刂七\(yùn)算主要由PLC和變頻器來完成；執(zhí)行元件為變頻器和電機(jī)；反饋部分主要為速度反饋。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路系統(tǒng)主要由三個(gè)部分構(gòu)成，即可編程邏輯控制器件PLC、變頻器和電機(jī)。首先通過設(shè)置給定輸入給PLC，再通過PLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來控制電機(jī)，隨后將電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋給PLC，經(jīng)比較后輸出給變頻器從而實(shí)

7、現(xiàn)無靜差調(diào)速。具體如下圖所示：速度給定 +電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)PLC（PID）速度反饋信號(hào)圖1.1 速度閉環(huán)控制的機(jī)構(gòu)控制圖1、 PLC和變頻器的選擇PLC的概述PLC的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。（如下圖2.1所示）編程器接觸器線圈按鈕輸入接口輸出接口存儲(chǔ)器指示燈繼電器觸點(diǎn)電磁閥線圈位置開關(guān).微處理器 電源PLC圖2.1 PLC控制系統(tǒng)示意圖可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲(chǔ)

8、器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。PLC的工作原理PLC運(yùn)行時(shí)，需要進(jìn)行大量的操作，這迫使PLC中的CPU只能根據(jù)分時(shí)操作原理，按一定的順序，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。這種分時(shí)操作的方式，稱為CPU的掃描工作方式，是PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的常用的一種方式。 PLC采取按順序循環(huán)掃描的工作方式，當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 PLC的型號(hào)選擇工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC

9、及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。綜合了輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、各項(xiàng)控制功能和機(jī)型的考慮以及性價(jià)比等各方

10、面的因素，在此我為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了S7-200 PLC一臺(tái)。圖 S7-200 PLC CPU的外形模型圖S7-200有5種CPU模塊、6個(gè)有12種工作方式的高速計(jì)數(shù)器和兩點(diǎn)高速計(jì)數(shù)器/和脈沖寬度調(diào)制器、直接讀寫的模擬量I/O模塊、先進(jìn)的程序結(jié)構(gòu)、靈活方便的尋址方式以及程序化的PID編程控制。強(qiáng)大的通訊功能，它支持多種通信協(xié)議。價(jià)格是它在所有品牌在同一功能區(qū)內(nèi)很有競(jìng)爭力的。最重要的是它還提供了完善的的網(wǎng)上支持。這些都為實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供很好的條件和方便。例如，高速計(jì)數(shù)器可以用來測(cè)速從而實(shí)現(xiàn)速度反饋。變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置變頻器的選擇隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻已應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻

11、調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速得到廣泛應(yīng)用。其功能較強(qiáng)，使用靈活，但其價(jià)格相對(duì)較貴。所以我選用了通用變頻器，通過合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專用變頻器的控制效果。本設(shè)計(jì)采用的變頻器是西門子公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器MM420。它可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到理想輸出，這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。MM420變頻器的特點(diǎn)如下：（1） 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化（2） 又豐富的內(nèi)藏與選擇功能（3） 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全

12、、體積小。（4） 保護(hù)功能完善、維修性能好。（5） 通過LCD操作裝置，可提高操作性能。變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。n=60f(1-s)/p 對(duì)于成品電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，故電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源的頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到異步電機(jī)的調(diào)試目的。變頻器的工作原理變頻器的工作原理是把市電（380V 、50Hz）通過整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件（GTO、GTR或IGBT）組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電。三相異步電動(dòng)機(jī)的幾種調(diào)速方式 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：

13、n=60f/p（1-s） 從上式可見，改變供電頻率f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。 從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級(jí)調(diào)速等）。

14、有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。 一、變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法 這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的，特點(diǎn)如下：具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價(jià)格低；有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。 本方法適用于不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降

15、機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。 2、 變頻調(diào)速方法 變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交-直-交變頻器。其特點(diǎn)：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢修困難。 本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。 3、 串級(jí)調(diào)速方法 串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝

16、置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為：可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高；裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%-90%的生產(chǎn)機(jī)械上；調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，避免停產(chǎn)；晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。開環(huán)控制設(shè)計(jì)及PLC編程硬件設(shè)計(jì)在沒有反饋信息的比較，通過直接給定控制信息的控制調(diào)速系統(tǒng)稱之為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。其控制思想的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：速度

17、給定變頻調(diào)速系統(tǒng) PLC圖4-1速度開環(huán)控制的結(jié)構(gòu)控制開環(huán)控制的外部硬件連接圖：+24VDIN1DIN2AIN1AIN2L1L21M 1LI0.0 Q0.0I0.1 Q0.1I0.2 Q0.22M+24V UVWS7-200PLCA B C西門子MM420變頻器LNFUMAC220VX Y Z圖4-2 硬件連接圖PLC軟件編程設(shè)計(jì)步驟(1) 使用PLC的各個(gè)輸入點(diǎn)作為系統(tǒng)的各個(gè)控制信號(hào)； (2) 使用PLC的一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)AQWO作為使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率給定信號(hào)，接到MM440變頻器的AIN1+，AIN1-端子上； (3) 調(diào)節(jié)變頻器使其輸出頻率受模擬量輸入電壓控制； (4) 然后編制輸出按時(shí)間

18、函數(shù)循環(huán)的梯形圖程序； (5) 最后調(diào)試并運(yùn)行。程序的主體（1） 初始化變量及判斷按鍵和鎖定相應(yīng)的狀態(tài)位 （2） 0-25秒上升子程序 （3） 25-35秒平衡子程序 （4） 35-40秒下降子程序 （5） 40-60秒平衡子程序 （6） 60-65秒下降子程序 （7） 有循環(huán)位時(shí)啟動(dòng)下一次循環(huán)子程序 （8） 外部電壓給定子程序控制程序T形圖PLC系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)變頻器的干擾源 在變頻器的輸入輸出電路中，除較低次的諧波成分外，還有許多頻率很高的諧波電流，這些電流除了增加輸入側(cè)的無功功率，降低功率因數(shù)以外，還將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對(duì)其他設(shè)備的干擾信號(hào)，嚴(yán)重的甚至使某些設(shè)備無法正常

19、工作。 變頻器干擾其他設(shè)備的根本原因是因?yàn)檩斎牒洼敵鲭娏髦芯哂懈叽沃C波成分。變頻器的輸入電流中具有很大的高次諧波成分，這些高次諧波電流除了影響功率因數(shù)外，也可能對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行干擾。由于絕大多數(shù)逆變橋都采用SPWM調(diào)制方式，其輸出電壓為輸出占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形波。又由于電動(dòng)機(jī)定子繞組的電感性質(zhì)，其定子電流十分接近正弦波，但其中與載波頻率相等的諧波分量仍較大。干擾信號(hào)的傳播方式 電路傳導(dǎo)方式 通過電源網(wǎng)絡(luò)傳播。這時(shí)變頻器輸入電流干擾信號(hào)的主要傳播方式。 通過漏電流傳播。這是變頻器輸出側(cè)干擾信號(hào)的主要傳播方式。 感應(yīng)耦合方式 電磁感應(yīng)方式。這是電流干擾信號(hào)的主要傳播方式。由于變頻器的輸入電

20、流與輸出電流中的高頻成分要產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的高頻磁力線穿過其他設(shè)備的控制線路而產(chǎn)生感應(yīng)干擾電源。 靜電感應(yīng)方式。這是電壓干擾信號(hào)的主要傳播方式。是變頻器輸出的高頻電壓波通過線路的分布電容傳播給主電路。 空中輻射方式。頻率很高的諧波分量具有向空中輻射電磁波的能力，從而多其他設(shè)備形成干擾。主要抗干擾措施 電源抗干擾措施在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。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（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。現(xiàn)在，對(duì)于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對(duì)于變送器供電的電源

21、和PLC系統(tǒng)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(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)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(shù)）的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。此外，為保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷，可采用在線式不間斷供電電源供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。硬件濾波及軟件抗干擾措施信號(hào)在接入計(jì)算機(jī)前，在信號(hào)線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號(hào)兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。由于電磁干

22、擾的復(fù)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(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件陷阱等提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性。接地抗干擾措施接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。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。 系統(tǒng)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(duì)PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由

23、于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號(hào)交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)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(diǎn)，然后將接地母線直接 連接接地極。接地線采用截面大于222mm的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于602 mm的銅排。接地極的接地電阻小于2，接地極最好埋在距建筑物1015m遠(yuǎn)處，而且PLC系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地；多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。結(jié)論在這次課程設(shè)計(jì)中我覺得最重要的就是要有自學(xué)能力，因?yàn)檫@次實(shí)訓(xùn)中有部分知識(shí)我們之前還沒有接觸過，所以自己必須學(xué)會(huì)查找相關(guān)的資料。另外就是在遇到實(shí)際問題的時(shí)候，要認(rèn)真思考，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，一步一步的去探索，是完全可以解決遇到的一般問題的。而在這次設(shè)計(jì)程序的過程中，我一開始時(shí)走了很多彎路，這也是自己的知識(shí)不夠扎實(shí)的原因。不過經(jīng)過自己幾天的努力，最后還是做了出來，而且