K3P-07ASProfibus是目前工控系統(tǒng)中成功的現(xiàn)場(chǎng)總線之一,，得到了廣泛的應(yīng)用。它是不依賴于生產(chǎn)廠家的開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線,，各種各樣的自動(dòng)化設(shè)備均可通過(guò)同樣的接口協(xié)議進(jìn)行信息的交換,。Profibus-DPDistributed I/O System-分布式I/O系統(tǒng)是一種經(jīng)過(guò)優(yōu)化的模塊,，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率,，適用于系統(tǒng)和外部設(shè)備之間的通信,，遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)尤為合適,。它允許高速度周期性的小批量數(shù)據(jù)通信，適用于對(duì)時(shí)間要求苛刻的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,。Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)可使許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如PLC智能變送器變頻器在同一總線進(jìn)行雙向多信息數(shù)字通訊,，因此可方便地使用不同廠家生產(chǎn)的控制測(cè)量系統(tǒng)相互連接成通訊網(wǎng)絡(luò),。濟(jì)鋼鮑德彩板有限公司是濟(jì)鋼集團(tuán)總公司00年投資興建的年產(chǎn)0萬(wàn)噸大型彩板生產(chǎn)基地,，其生產(chǎn)線中的固化爐導(dǎo)熱油爐煤氣制氫中的煤氣系統(tǒng)必須對(duì)煤氣通過(guò)煤氣加壓機(jī)進(jìn)行二次加壓才能滿足生產(chǎn)工藝要求,，煤氣加壓機(jī)控制系統(tǒng)采用Profibus-DP過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線通訊技術(shù)方案,，自動(dòng)化控制單元與變頻器采用不同廠家的產(chǎn)品,，分別采用西門子的S-00 PLC和ABB公司的ACS00變頻器。
 系統(tǒng)配置及通訊協(xié)議
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 系統(tǒng)配置
該系統(tǒng)以西門子公司和ABB公司的相關(guān)產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)在Profibus-DP網(wǎng)中的通訊及控制原理。附為該系統(tǒng)的Profibus-DP網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)配置,，其中PLC為西門子公司的SIMATIC S--DP,，變頻器為ACS00系列,，NPBA-為與變頻器配套的通訊適配器,。編程軟件為STEP V軟件，用于對(duì)S-00 PLC編程和對(duì)Profibus-DP網(wǎng)進(jìn)行組態(tài)和通訊配置,。上位機(jī)畫面操作采用WinCC進(jìn)行畫面編程和操作,，與PLC通訊采用以太網(wǎng)通訊方式。

附 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置
 通訊協(xié)議
在本系統(tǒng)中,，S-00 PLC作為主站,，變頻器作為從站時(shí)，主站向變頻器傳送運(yùn)行指令,，同時(shí)接受變頻器反饋的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)的信號(hào)。變頻器與NPBA-通訊適配器模塊相連,，接入Profibus-DP網(wǎng)中作為從站,，接受從主站SIMATIC S--DP來(lái)的控制。NPBA-通訊適配器模塊將從Profibus-DP網(wǎng)中接收到的過(guò)程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中，的每一個(gè)字都被編址,，在變頻器端的雙向RAM可通過(guò)被編址參數(shù)排序,，向變頻器寫入控制字設(shè)置值或讀出實(shí)際值診斷信息等參量,。
變頻器現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)若從軟件角度看,，其核心內(nèi)容是現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊協(xié)議,。Profibus-DP通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)電報(bào)結(jié)構(gòu)分為協(xié)議頭網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和協(xié)議層,。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)即PPO包括參數(shù)值PKW及過(guò)程數(shù)據(jù)PZD。參數(shù)值PKW是變頻器運(yùn)行時(shí)要定義的一些功能碼;過(guò)程數(shù)據(jù)PZD是變頻器運(yùn)行過(guò)程中要輸入/輸出的一些數(shù)據(jù)值,，如頻率給定值速度反饋值電流反饋值等。Profibus-DP共有兩類型的網(wǎng)絡(luò)PP一類是無(wú)PKW而有個(gè)字或個(gè)字的PZD;另一類是有PKW且還有個(gè)字個(gè)字或0個(gè)字的PZD。將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)這樣分類定義的目的,，是為了完成不同的任務(wù),，即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響,，均各自獨(dú)立工作,，從而使變頻器能夠按照上一級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的指令運(yùn)行。
 STEP項(xiàng)目系統(tǒng)組態(tài)及通訊編程

 使用STEPV組態(tài)軟件,，進(jìn)入Hardware Configure完成S-00 PLC硬件組態(tài);
 選定S--DP為主站系統(tǒng),，將NPBA-的GSD設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文件導(dǎo)入STEP的編程環(huán)境中,，軟件組態(tài)NPBA-到以S--DP為主站的DP網(wǎng)上,，并選定使用的PPO類型,，本設(shè)計(jì)使用PPO，設(shè)定站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址,。在變頻傳動(dòng)裝置Profibus的結(jié)構(gòu)中,，ABB變頻器使用Profibus-DP通信模塊NPBA-進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,，主要是周期性的:主機(jī)從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站，因此需要在PLC主程序中調(diào)用兩個(gè)系統(tǒng)功能塊SFC和SFC來(lái)讀寫這些數(shù)據(jù),，實(shí)現(xiàn)到變頻器的通信控制;
 在主PLC程序中建立一個(gè)數(shù)據(jù)塊,，用于于變頻器的數(shù)據(jù)通信;建立一變量表,，用于觀測(cè)實(shí)時(shí)通訊效果,。
 變頻器運(yùn)行設(shè)置

變頻器與PLC應(yīng)用Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線連成網(wǎng)絡(luò)后，除在PLC自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行編程外,，在每個(gè)變頻器上也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置,。
通訊電纜聯(lián)接后,，啟動(dòng)變頻器，完成對(duì)變頻器通訊參數(shù)的

 基本設(shè)置,。
 0—模塊類型，本參數(shù)顯示由傳動(dòng)裝置探測(cè)到的模塊型號(hào),。其參數(shù)值用戶不可調(diào)整,。如果本參數(shù)沒(méi)有定義，則不能在模塊與傳動(dòng)之間建立通訊,。
 0—本參數(shù)選擇通訊協(xié)議,，“0”為選擇Profibus-DP通訊協(xié)議。
 0—本參數(shù)為Profibus連接選擇的PPO類型,，“”為PPO,，但變頻器上的PPO類型應(yīng)與PLC上組態(tài)的PPO類型一致。
 0—本參數(shù)用于定義設(shè)備地址號(hào),，即變頻器的站點(diǎn)地址,，在Profibus連路上的每一臺(tái)設(shè)備都必須有一個(gè)單獨(dú)的地址。本次設(shè)計(jì)中兩臺(tái)變頻器分別為號(hào)站,。[]

 過(guò)程參數(shù)的連接
過(guò)程參數(shù)互聯(lián)完成NPBA-雙端口RAM連接器與變頻器相應(yīng)參數(shù)的定義和連接,，包括主站PLC到變頻器的連接和變頻器到主站PLC的連接兩部分。在變頻器上設(shè)定下列連接參數(shù),。
 從PLC發(fā)送到傳動(dòng)裝置變頻器的PZD值
l PZD—控制字,，如變頻器的啟動(dòng)使能停止急停等控制命令; 
l PZD—變頻器的頻率設(shè)定值。
 從傳動(dòng)裝置變頻器發(fā)送到PLC的PZD值
l PZD—狀態(tài)字,如報(bào)警故障等變頻器運(yùn)行狀態(tài);
l PZD—變頻器的速度實(shí)際值電流實(shí)際值等,。
 結(jié)束語(yǔ)
變頻器控制系統(tǒng)采用了Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制模式后,，不但整個(gè)系統(tǒng)可靠性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便,，而且可根據(jù)工藝需要進(jìn)行靈活的功能修改,。該系統(tǒng)在濟(jì)鋼鮑德彩板有限公司應(yīng)用以后，運(yùn)行效果良好,，為今后總公司的自動(dòng)化設(shè)備不同廠家的網(wǎng)絡(luò)通訊提供了一個(gè)成功典范,。
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(lái)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(yùn)行,，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。自動(dòng)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(chǎng)和各種電機(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,，設(shè)計(jì)人員只有預(yù)先了解各種干擾才能有效*保*系統(tǒng)可靠運(yùn)行,。 

 電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)的干擾 
　　 
　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(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(dòng)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(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(hào)對(duì)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(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)同方向電壓送加所形成,。共模電壓有時(shí)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(hào)的共模電壓普遍較高,，有的可高達(dá)0V 以上,。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào),，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(hào)兩極間得干擾電壓,，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)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(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度,。 

 PLC 控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源有哪些呢 

 來(lái)自空間的輻射干擾 
　　 
　　空間的輻射電磁場(chǎng)EMI主要是由電力網(wǎng)絡(luò)電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程雷電無(wú)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(chǎng)內(nèi),，就回收到輻射干擾，其影響主要通過(guò)兩條路徑,；一是直接對(duì)PLC 內(nèi)部的輻射,，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對(duì)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(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過(guò)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),。 

 來(lái)自系統(tǒng)外引線的干擾 
　　 
　　主要通過(guò)電源和信號(hào)線引入,，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較嚴(yán)重,。 
來(lái)自電源的干擾 
　　 
　　實(shí)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(guò),，后更換隔離性能更高的PLC 電源,，問(wèn)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(yīng)電壓和電路,。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,，開關(guān)操作浪涌大型電力設(shè)備起停交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線路到電源邊,。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(shí)際上,，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,，絕對(duì)隔離是不可能的。 

  來(lái)自信號(hào)線引入的干擾 
　　 
　　與PLC 控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,，除了傳輸有效的各類信號(hào)之外,，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過(guò)變送器或共用信號(hào)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(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾,，這是很嚴(yán)重的,。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷,。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng),，還將導(dǎo)致信號(hào)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(dòng)和死機(jī),。PLC 控制系統(tǒng)因信號(hào)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,。 

來(lái)自接地系統(tǒng)混亂時(shí)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(cuò)誤的接地,，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC 系統(tǒng)將無(wú)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(hù)地等,。接地系統(tǒng)混亂對(duì) PLC 系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)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(diǎn)接地,，如果電纜屏蔽層兩端AB都接地,，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層,，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時(shí),，地線電流將更大。 
　　 
　　此外,，屏蔽層接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,，通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合,，干擾信號(hào)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(nèi)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(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ),，造成數(shù)據(jù)混亂程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降,，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作,。 

來(lái)自PLC 系統(tǒng)內(nèi)部的干擾 
　　 
　　主要由系統(tǒng)內(nèi)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(duì)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(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比較復(fù)雜,，作為應(yīng)用部門是無(wú)法改變,，可不必過(guò)多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績(jī)或經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的系統(tǒng),。 

怎樣才能更好更簡(jiǎn)單解決PLC系統(tǒng)干擾 
　　選用隔離性能較好的設(shè)備選用優(yōu)良的電源動(dòng)力線和信號(hào)線走線要更加合理等等,，能解決干擾,，但是比較煩瑣不易操作而且成本較高。 
　　利用信號(hào)隔離器這種產(chǎn)品解決干擾問(wèn)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(wèn)題,。 

為什么解決PLC系統(tǒng)干擾選信號(hào)隔離器呢 
　　使用簡(jiǎn)單方便可靠,，成本低廉。 
　　可大量減輕設(shè)計(jì)人員系統(tǒng)調(diào)試人員工作量,，即使復(fù)雜的系統(tǒng)在普通的設(shè)計(jì)人員手里,，也會(huì)變的非常簡(jiǎn)單可靠。 

信號(hào)隔離器工作原理是什么 
　　 
　　首先將PLC接收的信號(hào),，通過(guò)半導(dǎo)體器件調(diào)制變換,，然后通過(guò)光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號(hào)或不同信號(hào),，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源進(jìn)行隔離處理,。*保*變換后的信號(hào)電源地之間絕對(duì)獨(dú)立。 

 現(xiàn)在市場(chǎng)有那么多品牌的隔離器,，價(jià)格參差不齊，該怎么選擇呢 
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ACS880-01-05A6-3 MEDHT7364E G3C-E301 CJ2B6-10-CJKJ2641 缸徑6MM行程10MM FQ60-R12MD-P31P2 E3JK-R4M1-ZH EH-CPU448   EE-SXSX672A AGP3301-L1 OBE13-1 PGU312電力調(diào)功器 MSDO23A1Y MHMEC52GCH MH4-17LS65C7D 一體機(jī)主板 NICE1000 MCTC-MCB-G VER D 同步
ACS880-01-02A4-3 三菱電機(jī)202GCG G3M-M064S FC-52C FQ60-R12MU-P35P2 6ES7215-1AG31-0B0 EH-YT32 M8E3HT-DS3E1 S1-D24 MR-J2S-60BS041U638 DMC10S4CR0000 MUMS042A1E05 MHME302SCT NH4-17LS65CAD             三菱電梯配 HOPE 電梯外呼顯示 P366701B000G02送芯片
ACS880-01-206A-3 MHMD082P1C G3I-D22A MSMA011A2N FQ60-R10MD-P31P2-F Q172DCPU   NX70-Y32T-CH E3HT-DS3E2 FP3710-T42-U MR-J2S-B-SO41U703 HD-CAOM00 AMKA100G1 MHME502GCV ASD-A0121-A0721LA 主板 MECS-04 含操作器
ACS880-01-017A-3 三菱電機(jī)082P1G G3I-D24A SGMRS-13A2A-YR11 FQ60-R12MD-P31S8 6ES7131-4BD01-0AA0 EH-CPU516   E3JK-R4M1-ZH   GP-4601T MR-H60BN C40A5G0A500000 MSD083C2X MHME502SCH YDM30200447     電梯配 MG5接觸器 線圈電壓AC110V
ACS880-01-045A-3 MDDDT3530 G3I-D28A SGMG-09A2AA FQ60-R12MU-P35P2-F SMC VX2340L EH-AX44 E3JK-5DM1-N PFXGP4601TAA MR-J2-40A-A15 C15MTR0RA0100 MSMD092S2U MHMEC52GCD MS3106A-20-29S 電梯配 默納克轎頂板 MCTC CTB A
ACS880-01-246A-3 MDDDT3530003 G3I-A12A SGMAH-08AAA2C BN-M804P-C12S12 CJ1W-OD211 KOGANEI小金井 C200-02   E3JK-5L-N PFXGP4601TAD MR-C4OA 山武閥門定位器AVP301-RSD3A MSD5A1P4E MHMEC02SCC NH4-20LS65C7T/A/3T BL2000-STB-V9 電梯主板
ACS880-01-032A-3

　　隔離器位于二個(gè)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(shí)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(yīng)前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強(qiáng)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(guān)功耗熱量與可靠性有關(guān),，這些需要使用者慎選?？傊?，適用可靠產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則。