西門子SMAI04模塊6ES7288-3AT04-0AA0是S7-200 SMART,， 模擬輸入 SM AI04，4 模擬輸入,， 4xAI 熱電偶

1、常見的故障現(xiàn)象

當(dāng)PLC的rs-485口經(jīng)非隔離的pc/ppi電纜與電腦連接、plc與plc之間連接或plc與變頻器、觸摸屏等通信時時有通信口損壞現(xiàn)象發(fā)生,，較常見的損壞情況如下：

(1)r1或r2被燒斷，z1,、z2和sn75176完好,。這是由于有較大的瞬態(tài)干擾電流經(jīng)r1或r2、橋式整流,、z1或z1到地,，z1,、z2能承受*大10a電流的沖擊,，而該電流在r1或r2上產(chǎn)生的瞬態(tài)功率為：102×10=1000w，當(dāng)然會將其燒斷,。

(2)sn75176損壞,，r1、r2和z1,、z2完好,。這主要可能是受到靜電沖擊或瞬態(tài)過電壓速度快于z1、z2的動作速度造成的,，靜電無處不在,，僅人體模式也會產(chǎn)生±15kv的靜電。

(3)z1或z2,、sn75176損壞,，r1和r2完好。這可能是受到高電壓低電流的瞬態(tài)干擾電壓將z1或z2和sn75176擊穿,，由于電流較小和發(fā)生時間較短因而r1,、r2不至于發(fā)熱燒斷。

2,、故障的原因分析

由1中的分析得知plc接口損壞的主要原因是由于瞬態(tài)過電壓和靜電造成,，產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓和靜電的原因很多也較復(fù)雜，如由于plc內(nèi)部24v電源和5v電源共地,，24v電源的輸出端子l+,、m為其它設(shè)備混合供電可能導(dǎo)致地電位變化，從而造成共模電壓超出允許范圍,。所以eia-485標準要求將各個rs485接口的信號地用一條低阻值導(dǎo)線連接在一起以*保*各節(jié)點的地電位相等,，消除地線環(huán)流,。

(1)當(dāng)帶電插拔未隔離的連接電纜時，由于兩端電位不相等電路中又存在諸多電感,、電容之類的器件,，插拔瞬間必然產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓或過電流?；诖丝紤],，在進行通信接頭插拔的時候，盡量使設(shè)備處于斷電狀態(tài),。

(2)連接在rs-485總線上的其它設(shè)備產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓或過電流同樣會流入到plc,，總線上連接的設(shè)備站點數(shù)越多，產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓的因素也越多,。

(3)當(dāng)通信線路較長或有室外架空線時,，雷電是必須考慮的干擾。雷電是主要的自然干擾源,，雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綌?shù)千公里以外的地方,。雷電干擾的時域波形疊加成隨機脈沖背景上的一個大尖峰脈沖，這個能量巨大的尖峰脈沖必然會在線路上造成過電壓,，造成plc等通信網(wǎng)中所連設(shè)備的損壞,，應(yīng)該加以避免或降低損壞程度，減少損失,。

3,、解決方法

1.從plc內(nèi)部考慮

(1)采用隔離的dc/dc將24v電源和5v電源隔離，我們分析了三菱,、歐姆龍,、施耐德plc以及西門子的profibus接口均是如此

(2)選用帶靜電保護、過熱保護,、輸入失效保護等保護措施完善的高擋次rs-485芯片,，如：sn65hvd1176d、max3468esa等,，這些芯片價格一般在十幾元至幾十元,，而sn75176的價格僅為1.5元。

(3)采用響應(yīng)速度更快,、承受瞬態(tài)功率更大的新型保護器件tvs或bl浪涌吸收器,，如p6ke6.8ca的鉗制電壓為6.8v，承受瞬態(tài)功率為500w,，bl器件則可抗擊4000a以上大電流沖擊,。若使用不帶故障保護的芯片，如sn75176，可在軟件上作一些處理,，從而避免通信異常,。即在進入正常的數(shù)據(jù)通信之前，由主機預(yù)先將總線驅(qū)動為大于+200mv,，并保持一段時間,，使所有節(jié)點的接收器產(chǎn)生高電平輸出。這樣,，在發(fā)出有效數(shù)據(jù)時,，所有接收器能夠正確地接收到起始位，進而接收到完整的數(shù)據(jù),。

(4)r1和r2采用正溫度系數(shù)的自恢復(fù)保險ptc,，如jk60-010，正常情況下的電阻值為5歐,，并不影響正常通信,，當(dāng)受到浪涌沖擊時，大電流流過ptc和保護器件tvs(或bl),，ptc的電阻值將驟然增大,，使浪涌電流迅速減小。

2.從plc外部考慮

(1)使用隔離的pc/ppi電纜,，盡量不用廉價的非隔離電纜(特別是在工業(yè)現(xiàn)場),。西門子公司早期出產(chǎn)的pc/ppi電纜(6es7901-3bf00-0xa0)是不隔離的，現(xiàn)在也改成隔離的電纜了,。

(2)plc的rs-485口聯(lián)網(wǎng)時采用隔離的總線連接器，如pfb-g,，速率為0～1.5mbps自動適應(yīng),，外形和使用方法與西門子非隔離的總線連接相同。

(3)與plc聯(lián)網(wǎng)的第三方設(shè)備,，如變頻器,、觸摸屏等的rs-485口均使用rs-485隔離器bh-485g進行隔離，這樣各rs-485節(jié)點之間就無“電”的聯(lián)系,，也無地線環(huán)流產(chǎn)生,，即使某個節(jié)點損壞也不會連帶其它節(jié)點損壞。

(4)良好的接地是工控系統(tǒng)安全可靠運行的重要條件,，對于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)更是如此,。在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中，至少有三種分開的地線,，通過一點接地,。**條是低電平電路地線(即信號地線)，包括數(shù)字地、模擬地,、信號地和直流地等;第二條是噪聲地線,，即繼電器、電動機,、高功率電路的地線;第三條是機殼接地點,，機械外殼、機身,、機架,、地盤使用，此地線應(yīng)該和交流電源的地線相接,。交流電源地線應(yīng)和保護地線相連,，以達到避免因公告地線各點點位不均所產(chǎn)生的干擾。rs-485通信線采用profibus總線專用屏蔽電纜,，*保*屏蔽層接到每臺設(shè)備的外殼并*后接大地,。

(5)對于有架空線的系統(tǒng)，總線上*好設(shè)置專門的防雷擊設(shè)施,。