长沙西门子S7-300代理商

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一、前言

　　通过GPRS通讯方式，可以对安控公司的SuperE 系列 RTU和Rock E20系列 PLC产品，进行远程下载。

　　安控公司的RTU和PLC产品，还支持通过拨号Modem、数传电台和局域网进行远程下载，具体方法可参见其他相关说明。
　　
　　EchoBUS通讯协议和ModBUS RTU和ModBUS ASCII协议兼容。EchoBUS命令提供远程规划和诊断能力，支持远程下载，可以参见《ELadder 2.0 使用手册》附录E。
　　
　　文章介绍的方法，主要应用于PLC或RTU作为数据采集站点，而无控制要求的远程站点。这是因为，当远程站点有控制要求且控制点连接完好时，进行远程下载，因控制器初始化所有输出为0，引起现场控制设备产生相应动作，若无操作员在场，可能会造成损失。
　　
　　以往方法，大多是通过虚拟串口的方式，来通过GPRS进行远程下载。虚拟串口程序，大部分都存在使用不稳定，数据监视不方便。关键的是，虚拟串口数据的接收及发送的延时时间无法改变，从而就不可避免的会出现在下载时数据包被拆分，造成下位机无法解析，而没有应答，引起通讯失败。
　　
　　本文的方法，采用数据通过实时实际串口转发，再通过监视串口数据的接收以及发送情况，了解数据包长度和延时时间的关系，后调节数据包的长度以及串口接收数据的延时时间来使其达到一个平衡，保证数据包不被拆分，解决由于数据包被拆分而引起的通讯失败和数据传输错误等问题。

　　
　　二、下载准备（以RTU为例，PLC例同）
　　
　　计算机一台（带2个串口）或者两台（每台带一个串口），
　　RTU一台，
　　DTU一台（深圳宏电产品为例），
　　RS232连接线一根，
　　可以拨号上网的电话线一根或设置成拨号方式的DTU一台。

　　
　　三、下载方法
　　
　　步骤1：连接
　　方式1（下载计算机带有2个串口）：根据各自使用的DTU厂家提供的方式，组建好GPRS网络，确保从站DTU与中心通讯正常。在此，我采用计算机拨号上网，DTU指向拨号上网所分配的IP地址，即指向中心，来进行从站DTU与中心站进行数据交换。DTU通过其自带的串口连接线和RTU的COM口相连。
　　
　　用RS232连接线将计算机的两个串口连接在一起。如下图所示：

　　方式2（采用2台计算机，各带1个串口）：根据各自使用的DTU厂家提供的方式，组建好GPRS网络，确保从站DTU与中心通讯正常。在此，我采用1台计算机拨号上网，DTU指向拨号上网所分配的IP地址，即指向中心，来进行从站DTU与中心站进行数据交换。DTU通过其自带的串口连接线和RTU的COM口相连。
　　
　　用RS232连接线将拨号计算机（PC1）的串口和下载计算机（PC2）的串口连接在一起。如下图所示：

步骤2：中心站软件设置
　　
　　连接完毕，确保GPRS通讯正常。
在中心站计算机上，采用深圳宏电的串口转发程序进行配置。下图为串口转发程序主界面。

　　选择『控制』菜单下的『启动服务』选项，或点击个快捷图标 ，则其无线数据服务中心服务开启。
　　
　　在右下的信息显示框中，会显示中心站的IP地址，以及检测到的DTU是否在线的信息。
　　
　　在左上的信息显示框中的"在线DTU"项的下面会显示中心站检测到的在线的DTU的号码。
　　
　　注意：若无线数据中心没有检测到有DTU在线，则应重新设置DTU，直至无线据中心检测到DTU在线。

　　步骤3：建立连接
　　
　　无线数据中心检测到DTU在线，在此基础上，通过软件设置将中心接收到的数据转发给计算机上的实际串口（如COM1）。
　　
　　方法：选择『控制』菜单下的『建立连接』选项，弹出"建立连接"对话框：

　　在『转发端口』单选框中，选择『本地串口』。在『本地串口』下拉框中选中计算机上实际存在的串口，如COM1。在弹出的『波特率』、『数据位』等下拉框中，不作选择，默认其缺省值。
　　
　　在『DTU』复选框的『DTU号码（11位）』下拉框中，选择将要对他对应的RTU进行程序下载的DTU的号码，其他的设置默认其缺省值。点击『创建』按钮，至此，建立连接完成。

　　步骤4：下载
　　
　　连接已建立，选择『控制』菜单下的『启动连接』选项，将已建立的连接启动。则中心将接收到的RTU的信息转发到了计算机的实际串口COM1，实际串口COM1又通过RS232连接线将数据传输到COM2（或将数据转发到通过COM1连接的另一台计算机的COM口上）。
　　
　　选择无线服务中心右下方的『数据监控』，可以监视到从COM口转到中心，以及中心接收到从站DTU再转到COM口的数据。
　　
　　无线服务中心右上的显示框中的"COM à DTU"列，显示的是无线服务中心将COM口数据转发到DTU的字节数，"DTU à COM"列，显示的是无线服务中心将DTU返回的数据转发到COM口的字节数。
　　

 引言

可编程控制器是专门为工业控制设计的，在设计和制造过程中厂家采取了多层次抗干扰措施，使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。运行的稳定性和可靠性很高，PLC整机平均无故障工作时间高达几万小时。随着计算机技术的发展，PLC的功能也越来越强，使用越来越方便，因此在工业控制系统中使用日益广泛。但是，整机的可靠性高只是保证系统可靠工作的前提，还必须在设计和安装PLC系统过程中采用相应的措施，才能保证系统可靠工作。本文主要论述在设计和安装PLC系统过程中的干扰措施。

2 PLC系统的基本组成结构

可编程控制器硬件系统由PLC主机、功能I/O单元和外部设备组成,如图1所示。其中PLC主机由CPU、存储器、基本I/O模块、I/O扩展接口、外设接口和电源等部分组成，各部分之间由内部系统总线连接。

3 PLC系统设计时的抗干扰措施

3.1 硬件措施
(1) 屏蔽:对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件，采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理，以防止外界干扰信号的影响。

(2) 滤波:对供电系统计输入线路采用多种形式的滤波处理，以消除和抑制高频干扰信号，也削弱了个模块间的相互影响。
(3) 电源调整与保护:电源波动造成电压畸变或毛刺，将对PLC及I/O模块产生不良影响。对微处理器核心部件所需要的＋5V电源采用多级滤波处理，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。尽量时电源线平行走线，时电源线对地呈低阻抗，以减少电源噪声干扰。其屏蔽层接地方式不同，对干扰抑制效果不一样，一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地，以抑制共摸干扰。
(4) 隔离:在微处理器与I/O电路之间，采用光电隔离措施，有效地把他们各离开来，以防外部的干扰信号及地线环路中产生的噪声电信号通过公共地线进入PLC本机，从而影响其正常工作。
(5) 采用模块式结构:这种结构有助于在故障发生时进行短时期修复，一旦查出某一模块出现故障，可迅速更换，使系统恢复正常工作，同时也有助于加速查找系统故障的原因。
3.2 软件措施
为了tigao输入信号的信噪比，常采用软件数字滤波来tigao有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统，采用程序限幅法，即连续采样5次，若某一次采样支援远大于其他几次采样的幅值，那么就舍取之。对于liuliang、压力、液面、位移等参数，往往在一定范围内频繁波动，则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为:liuliangn=12，压力n=4合适。
(1) 故障诊断:系统软件定期地检测外界环境，如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等，以便及时反映和处理。
(2) 信号保护和恢复:当偶尔性故障发生时，不破坏PLC内部的信息，一旦故障现象消失，就可以恢复正常，继续原来的工作。
(3) 设置警戒时钟WDT:如果程序循环扫描执行时间超过了WDT规定的时间，预示了程序进入死循环，立即报警。
(4) 加强对程序的检查和校验:一旦程序有错，立即报警，并停止执行程序。
(5) 对程序及动态数据进行电池后备:当停电时利用后备电池供电，保持有关信息和状态数据不丢失。

4 PLC系统安装时的抗干扰措施

PLC各部分的组成和系统连接及装配方法必须严格按照说明书上安装要求进行，这一点非常重要，是保证系统可靠运行的基本条件。
4.1 电源接线和地线接线
要合理布置电源线，强电与弱电要严格分开，且弱电电源线要尽量加。
接地在消除干扰上起很大的作用。交流地是PLC控制系统供电所必需的，它通过变压器中心点构成供电两条回路之一。这条会路上的电流、各种谐波电流等是个严重的干扰元。因此交流地线、直流地线、模拟地和数字地等必须分开。数字地和模拟地的共点地好置悬浮方式。地线各点之间的电位差尽可能小，尽量加粗地线，有条件可采用环形地线。
系统地端子(LG)是抗干扰的中性端子，通常不需要接地，可是，当电磁干扰比较严重时，这个端子需与接大地的端子(GR)连接。为防止电流冲击，应使用截面积大于2mm2的14＃专用接地线将GR端与大地相接，接地电阻应小于100Ω，接地长度小于20m。
4.2 输出端子的接线
(1) 当几个外部设备连接带一个电源上时，应使用短接片将其输出端子对应的公共端子短接。输出端可以使用不同的电压，这时其对应的公共端应分别接入不同的电压源。
(2)交流输出线与直流输出线不能使用同一根电缆。输出线应远离高压线核动力线，且不得并行。不得将外部设备连接到带“·”的输出端上。
(3) 输出回路中应有熔断器保护PLC的输出元件。流入输出端子的大电流不应超过PLC的允许值，否则必须外接接触器或继电器。同样，若负载电流低于规定的小值时，应并联一个阻容吸收电路，如图2所示。电阻取50Ω，电容取0.1μf。

(4) 电感性负载断电时会产生很大的自感电动势，当电路接通时，起触点处将产生电弧，严重时，发生触点烧结。因此要在电感线圈上并联一个续流二极管。如图3所示。

4.3 电缆的敷设
当动力电缆超过10A/400V或20A/220V，若要求与输入输出电缆并行放置，那么在两者之间至少相隔300 mm。
如果将它们放在一个槽内时，它们之间必须间隔100 mm以上，且一定要用接地的金属屏蔽起来。
特别注意的是PLC的基本单元与扩展单元之间的电缆是传送电压低的高频信号，很易受到干扰，因此，不能将它与其他电缆设在同一管道内。另外，使用的电缆应是截面积小于1.5mm2的屏蔽电缆。好使用电缆管敷设电缆。使用排线槽时。长度瑶足以包含全部的输入输出连线，并与其它电缆分开。
把输入线绞合，绞合的双绞线能降低共膜干扰，由于改变了导线电磁感应的方向，从而使其感应相互抵消。如图4所示。

信号采集是模拟线路时导线可捆扎在一起。数据线和脉冲线不能接近或捆扎在一起。否则数据线上全“1”时，在脉冲线上造成干扰，反之亦然。
使用屏蔽线作输入线，只需一端接地。若两端接地，由于接地电位差在屏蔽层内会流过电流而长生干扰。为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，其电阻应小于屏蔽电阻的十分之一，并将屏蔽层两端接地，若考虑抑制低频干扰也可一端接地。

5 结束语

PLC应用系统工作环境恶劣，周围有各种各样的干扰，尽管PLC本机的可靠度很高。但是在系统设计和安装时，仍必须对环境作全面的分析，确定干扰的性质，采取相应的抗干扰措施，以保证系统长期稳定的工作。

1 引言
现代化的工厂中，PLC系统作为工业控制的基础设备已经非常普及。在很多工厂应用中，需要对现场采集过来的脉冲信号进行计数。如果使用专用脉冲计数模块，可以采集到高速脉冲信号。但是脉冲模块价格昂贵，在一些采集低速脉冲信号的场合其实可以使用普通的开关量输入模块代替脉冲计数模块。这样可以降低系统成套费用和系统的复杂程度，也tigao了系统的可维护性。如果使用普通开关量输入模块代替脉冲计数模块，就存在一个问题:普通开关量输入模块采集脉冲信号的速度的极限是多少？存在哪些制约条件？以下将以AB公司的ControlLogix 1756系列PLC系统为基础，就这个问题谈一些分析。

2 模块响应速度的制约
开关量输入模块要检测到一个脉冲信号，必须能完整地采集到脉冲产生的整个过程，如图1所示，开关量输入模块检测脉冲信号的过程可以分解为三个过程。

图1 开关量模块检测脉冲信号过程

从图1可以看出，开关量输入模块能检测到的脉冲信号至少必须满足以下条件:
(1) 脉冲宽度 t1>T1;
(2) 脉冲周期 t0>T1+T3;
(3) 脉冲间隔 t2>T3。

以AB公司1756-IB16D开关量输入模块为例，其ON时间 = 1,2,or3ms;其OFF时间=4,5,13,or22ms。其不同的ON/OFF时间可以由系统进行配置。在配置快的ON/OFF时间的条件下，可以计算出，1756-IB16D开关量输入模块快可以检测出脉冲宽度为1ms，脉冲周期为5ms的脉冲。如果脉冲宽度增加几个毫秒，脉冲周期就相应增加几个毫秒。结论如下:理想的情况下，1756-IB16D开关量输入模块可以分辨速度低于200个/秒、脉冲宽度大于1ms的脉冲信号。

3 PLC系统扫描时间的制约
PLC的工作原理是分时扫描，PLC的一个完整扫描周期包括全部I/O更新一次的时间和PLC程序执行一次的时间。PLC系统的扫描时间和系统网络情况、远程站的数量以及PLC的CPU模块信号有关。如果现场开关量输入模块检测出的脉冲信号在一个PLC扫描周期内大于1个，PLC系统将不能正确反映现场脉冲的数量。

PLC系统对开关量输入模块检测信号判断的详细分析如图2。

图2 PLC系统对开关量输入模块检测信号的判断

PLC系统通过扫描更新I/O信息，假设在时刻0、t1、t2、t3，PLC系统扫描到信号源处，由图2可以看出:

(1) 对于脉冲信号1，PLC系统没有检测到任何脉冲信号。可以得到结论:如果脉冲信号脉冲周期T1<PLC扫描周期T，PLC系统将不能检测出正确的脉冲数量。

(2) 对于脉冲信号2, PLC系统同样没有检测到任何脉冲信号。这是因为脉冲信号2的脉冲宽度T0<PLC扫描周期T, 脉冲信号的变化有可能发生在一个PLC扫描周期T之内。

(3) 对于脉冲信号3，脉冲信号的脉冲宽度T0>PLC扫描周期T，脉冲周期T1-脉冲宽度T0<PLC扫描周期T，PLC系统未能检测到个信号的消失，此时，PLC系统仍然未能检测出正确的脉冲数量。

(4) 对于脉冲信号4，脉冲信号脉冲周期T1>PLC扫描周期T，脉冲周期T1-脉冲宽度T0>PLC扫描周期T，PLC系统能检测出正确的脉冲数量。

对于一个使用AB公司的ControlLogix 1756-L55系列的CPU模块，远程I/O通讯模块选用ControlNet模块1756-CNBR，系统I/O总点数为2000点，远程I/O站数量为6个的中型系统来讲，一个PLC扫描周期约为40~70ms。因此对于本系统来讲，能可靠检测的脉冲信号脉冲宽度应大于70ms，个脉冲信号结束至第二个脉冲信号发出的小时间间隔应大于70ms。

4 结束语
，如果使用普通开关量输入模块代替脉冲计数模块，对脉冲输入信号的制约条件主要是PLC系统的系统扫描时间。对于AB公司的PLC系统来讲，对于脉冲宽度>70ms，个脉冲信号结束至第二个脉冲信号发出的小时间间隔大于70ms的脉冲信号是可以可靠接收的。对于其他品牌的PLC系统来讲，其基本工作方式与AB公司的PLC系统是一致的，因此，这个结论也同样适用。对于不满足上述条件的脉冲信号，就必须考虑专用脉冲计数模块了。