6ES7231-7PD22-0XA8产品信息

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 (1) PLC安装的地点应避免太阳光直接照射，保证有足够的散热空间和通风条件，避免安装在干扰严重、高温、高湿度有粉尘、不清洁以及有腐蚀气体的环境中。另外，PLC要安装在有振源的地方时应采取减振措施。
    
    (2) 不要为了节约投资而将输入、输出线同用一根电缆，同时动力电缆和控制电缆要分开铺设，避免干扰。
    
    (3) 安装完毕，要检查清楚，把细短线、铜屑、铁屑、螺丝清理干净，方可通电。投入使用后，定期检查安装是否牢固和端子、模块的连接接线是否可靠，定期清扫灰尘，确保安全。
    
    (4) 为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接上专用地线，接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开，平常要注意检查PLC的接地是否良好。
    
    (5) 控制PLC的工作环境(0~50℃为宜)，必要时要采用强迫风冷冷却方式，可以有效地提高它的工作效率和寿命。
    
    (6) PLC外部的输出元件，如电磁阀、接触器等的故障率远远高于PLC本身的故障率，若连接输出元件的负载短路，将会烧毁PLC的印制电路板。因此，应选用适当容量的熔丝保护输出元件，切忌盲目更换。另外，采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，采用的继电器工作寿命要求长。
    

    (7) 某些易损坏的部件，如I/O模块，要适当的购买备件;要注意定期检查防雷设施，防止雷击造成PLC损坏。BCD码（Binary-Coded Decimal?6?0）是二进制编码的十进制数的缩写，BCD码用4位二进制数表示一位十进制数。BCD码各位的数值范围为2#0000～2#1001，对应于十进制数0～9。BCD码不能使用十六进制的A~F（2#1010～2#1111）这6个数字。BCD码本质上是十进制数，因此相邻两位逢十进一。
BCD码的高位二进制数是符号位，负数的符号位为1，正数为0。16位BCD码的范围为–999～＋999。
下图的拨码开关将显示的数字转换为4位二进制数。PLC用12个数字量输入点读取的是3位BCD码，它的值为2#1000 0010 1001，即十六进制数16#829。

BCD码没有单独的表示方法，而是借用了十六进制的表示方法，因此二者很容易混淆。
下图是S7-300/400的BCD码和整数的相互转换指令，可以看到在指令中BCD码均用十六进制的形式表示。

在程序中，怎么知道一个数字是BCD码还是十六进制数呢？
1）看数据的来源和用途。BCD码一般用于输入和输出，例如来自拨码开关的数据是BCD码，送给显示电梯楼层的译码器芯片的是BCD码。
2）看手册的规定，例如数据类型DATE_AND_TIME中的日期和时间值是BCD码，计数器的预设值PV和当前计数值CV_BCD为BCD码。
怎样监视BCD码？
在变量表和程序状态监控中，用十六进制格式监视BCD码。
怎样输入BCD码？
从上图可以看出，BCD码用十六进制格式输入，其高位（符号位）为16#F（2#1111）。BCD码的低3位各位只能是0~9，如果是16#A~16#F则会出错。
计数器的预设值PV是0~999的BCD码，可以用格式为C#的常数（C#1~C#999）作为计数器的预设值。
下图用MW42提供计数器的预设值PV，如果用MOVE指令将十进制数348（对应的十六进制数为16#15C）传送给MW42，进入RUN模式时，操作系统将它转换为BCD码时出错（16#15C不是BCD码），不能切换到RUN模式。
输入预设值348时，应改为将C#348传送给MW42，它会自动地变为W#16#348，当然也可以直接输入16#348。没有必要用I_BCD指令将348转换为BCD码W#16#348后，再传送给MW42。




在看手册时说BCD码和16进制都可以用16#表示如果现在装载一个数<BR> L 16#296 如果是BCD码表示十进制296<BR> 如果是十六进制表示十进制663<BR> 系统是怎样区分那个数是BCD码还是十六进制的。

1. BCD 码是用2进制表示的十进制数，如果从右端每4位转换成16进制数，则BCD 码也可以表示成16进制，例如：
16#123 ， 转换成二进制应该是 2#0000 0001 0010 0011
2. 系统是怎样区分那个数是BCD码还是十六进制的。
这取决于使用的指令。例如： STEP7 中S5 定时器中的设定值，就是BCD数，而不是16进制数。
指令的规定与设计在初一旦被定下来之后，就不能再修改。例如同样是定时器， 在GE 90-30 的PLC 中，它的设定值就是10进制数，而不是16进制数。
3 . 在每一个指令中都有使用的数据类型的规定。在那里，你就知道该使用16进制数还是BCD码了， 先列表如下：
WORD 可以是2进制数，或者16进制数，或者BCD码。
DWORD 可以是2进制数，或者16进制数，或者10进制数。
然而，
INT , DINT 只能是10进制数或者16进制数。
参考出处：
STEP7 中的帮助，在索引项的"输入要查找的关键字"中输入： INT
PLC本身是不用区分的，我觉得在通讯的时候比较有用到；比如上位机采集200的时间的时候，200提供的是BCD码的时间；而上位机跟200对时的时候也需要给200BCD码的时间。主要还是编程的时候，处于省时省力的考虑吧

水电站的空间存在极强的电磁场，发电机的电压高达数千伏，电流高达数百安甚至数千安，开关站的输出电压高达数十千伏或数百千伏，发电厂的空间具有极强的电磁干扰。这种极强的电磁干扰将对PLC系统的通信、CPU的正常运行、PLC电源等造成影响。

        PLC是水电站计算机监控系统核心部件，并且自成系统，PLC系统的可靠性直接关系着整个计算机监控系统的可靠性，采取措施提高水电站PLC系统的可靠性是十分必要的。

2环境对PLC系统运行的影响

2.1开入的“假信号”可能造成PLC系统的误动

    若强电电缆和PLC的信号电缆不能有效地分隔开，甚至敷设在同一电缆沟内时，高电压、大电流电路接通和断开瞬间产生的强电干扰可能会在PLC输入信号线上产生很强的感应电压和感应电流，足以超出光电耦合器的抗干扰作用有效范围，使PLC输入端的光电耦合器中的发光二极管发光，使PLC输入点有效。这样的输入叫“假信号”或“误输入”，将导致PLC产生误动作。

    当PLC的开入模块上接到“误输入”时，其控制程序并不能识别，将依据既定的逻辑关系作出推断，并发出动作命令,同时将此“误输入”不加识别地传向后台计算机。这样的动作命令属于“误动”，可能造成意外停机甚至重大事故。

2.2电源干扰将引起PLC系统不能正常运行甚至死机

    水电站各种大功率用电、发电设备通过供电线路的阻抗耦合干扰PLC的电源，从而影响PLC系统的正常运行。当PLC系统供电电压过低时，系统将不能正常工作甚至死机；当供电电压过高或出现峰值电压时，将会对PLC系统造成冲击甚至损坏PLC系统。

2.3通信数据出错

    水电站强电磁场的工作环境，将会对PLC的通信系统产生极大影响。较强的电磁干扰将会影响通讯数据的正确性，甚至会造成通信中断、瘫痪。

2.4开出端对PLC造成冲击，甚至对PLC系统造成损坏

    水电站的控制电路电压等级一般为DC220V，这样的电压一般不能直接接入PLC数字量输出模块。另外开出电路的感应电流、感应电压也会窜入PLC开出模块对PLC系统造成冲击。

3所采用的可靠性措施

  针对工作环境对PLC系统的各种影响，可以采取以下相应措施以保证系统的可靠性。

3.1屏体选用屏蔽性能良好的结构，以保证外部电磁干扰不在屏内部产生感应电压和感应电流。

3.2开入端选用光电隔离端子。外部开入信号的电压等级为DC220V，增强抗干扰性能；内部因为没有什么强电磁干扰，开入信号电压仍选DC24V工作。光电隔离端子输入侧和输出侧的绝缘电阻很高，一般为1012～1013Ω，而分布电容值很小，一般仅为0.5～1pF，从而输入侧的干扰很难通过；光电隔离端子中信息的传送介质为光，而信息的转换与传送过程是在不透明的密闭环境中进行的，从而不受通常的电磁信号和外界光的干扰。光电隔离端子不仅增加抗干扰性能，还能避免由开入端来的强干扰损坏屏内元器件。

3.3开出选用开关量输出端子。为避免开出端的干扰对PLC造成冲击，甚至对PLC系统造成损坏，应使用出口继电器，并选用开出量专用端子。PLC输出模块内的小型继电器的触点很小，断弧能力很差，不能直接用于发电站的DC 220V电路中，必须用PLC驱动外部继电器，用外部继电器的触点驱动DC 220V的负载。PLC系统只通过出口继电器的空接点对电站控制回路进行操作。对于屏内的信号灯、光字牌等工作电压为DC24V的负载可以用PLC输出模块内的小型继电器直接驱动。

3.4对于通讯部分，为提高其抗干扰性能，选用适合强干扰的工业环境的现场总线方式，通信介质选用屏蔽电缆。在实际应用中我们选用CAN总线方式。CAN采用短帧结构传输，每帧有效字节为8个，传输时间短，受干扰的概率低。而且每帧信息都有CRC校验和其他检错措施，保证数据出错率极低。当节点严重错误时，具有自动关闭功能，使总线上其他节点不受影响。CAN总线是适合水电站等强干扰工业环境。实际运行证明CAN是水电站PLC通信的上佳选择。

3.5电源部分

    如果PLC使用交流电源，在干扰较强或对可靠性要求很高的场合，可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力，屏蔽层应可靠地接地。

    低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”，如用L1和L2来表示用来抑制高频差模电压，L3和L4来表示用等长的导线反向绕在同一磁环上的，50Hz的工频电流在磁环中产生的磁通互相抵消，磁环不会饱和。两根线中的共模干扰电流在磁环中产生的磁通是迭加的，共模干扰被L3和L4阻挡。C1和C2来表示用来滤除共模干扰电压，C3来表示用来滤除差模干扰电压。R表示压敏电阻，其击穿电压略高于电源正常工作时的高电压，平常相当于开路。遇尖峰干扰脉冲时被击穿，干扰电压被压敏电阻钳位，后者的端电压等于其击穿电压。

    高频干扰信号不是通过变压器的绕组耦合，而是通过初级、次级绕组之间的分布电容传递的。在初级、次级绕组之间加绕屏蔽层，并将它和铁芯一起接地，可以减少绕组间的分布电容，提高抗高频干扰的能力。

    如果使用220V的直流电源（蓄电池）给PLC供电，可以显著地减少来自交流电源的干扰，在交流电源消失时，也能保证PLC的正常工作。

    若PLC电源模块选用DC24V供电模块，可以选用外加开关电源方式，如图1。

    这样，就把电源方向的干扰挡在开关电源之外了，现场运行证明这种方案是切实可行并可靠的。

3.6模拟量输入部分

    模拟量尽量采用4～20mA这种不易受电磁干扰的电流信号方式，模拟量输入无论屏内还是屏外均要求用屏蔽电缆接线，并且屏蔽层一端要可靠接地，否则，电磁干扰将影响模拟量采样值的正确性。同时，在采样算法中也应加入滤波算法剔除较短的峰值较大的脉冲干扰。

3.7关于站内安装与布线

        PLC应远离强干扰源，如高压开关柜、大功率可控硅装置、高频焊机和大型动力设备、动力线等。与PLC装在同一个屏内的电感性元件，如继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路，以避免屏内强磁场的产生。

        PLC的I/O线与大功率线应分开走线，如因条件限制实在要在同一线槽中布线，信号线应使用屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的电缆，开关量、模拟量I/O线应分开敷设，后者应采用屏蔽线。不同类型的线应分别装入不同的电缆管或电缆槽中，并使其有尽可能大的空间距离。

转速监控装置是水轮发电机组重要的自动化装置，本文根据小型水电站的特点，提出了在控制机组运行的PLC上增加部分硬件，实现转速监控功能的方法，该方法既解决了测速装置的可靠性问题，又降低了系统的成本，是一种较为理想的方案。

1系统硬件构成

系统硬件是利用控制机组运行PLC的8个晶体管输出点和一个高速输入点，增加LED的译码和驱动电路，组成转速监控装置的硬件系统。

系统由转速信号检测单元、PLC（三菱FX2N系列）和LED速度显示电路三部分组成(如图1所示)。其中转速信号检测单元由光电码盘组成，光电码盘将机组转速转换成电脉冲信号，输入到PLC的高速输入端（如：X0），PLC程序按单位时间内脉冲数计算发电机的实际转速，并显示在LED数码显示器上。

2转速测量的软件设计

2.1转速计算方法

目前常用的转速计算方法有以下几种：

(1)M法：是在一定时间间隔内，对光电码盘输出脉冲数进行计数，并计算出转速，适用于发电机转速的高速测量。

(2)T法：是通过测量光电码盘的脉冲周期来计算电机转速的一种测量方法。

(3)M/T法：是结合了M法和T法的优点，在低速及高速段均有较高的分辨能力和测量精度。

(4)E/T法：其原理是从T法出发，只是为了克服T法高速时的精度问题。

结合FX2NPLC和该水电站水轮发电组的测速范围（0～600r/min），以及M法测速对硬件要求简单的特点，本文采用M法进行转速测量与计算。

假设与发电机同轴连接的光电码盘每旋转一周，输出脉冲数为P，电机的转速为n(r/min)，检测时间为T(s)，在T内的计数脉冲数为m，则电机的转速n为：

n=60m/pt

在检测时间T内其误差大为1个脉冲，则M法转速分辨率Q为：

Q=60(m 1）/pt-60m/pt=60/pt

可见采用M法测速时，其分辨率与速度的大小无关，要想提高分辩率，除选用每转输出脉冲数多的光电码盘外，只有尽可能的增大检测时间，但是检测时间过大，转速的反馈延滞作用越严重，将严重影响系统的动、静态性能。

2.2转速检测的软件设计

2.2.1转速脉冲检测

将光电码盘的脉冲信号输入到PLC的高速输入端口X0上（X0为高速输入端，其高频率为：2kHz）,利用PLC的测速功能指令“SPD”将100ms中的脉冲数存入PLC数据单元D0中，并进一步计算出发电机的转速。其梯形图如图2所示。

2.2.2转速计算

为了简化计算将光电码盘每转一圈的脉冲数设计为60个、检测时间T=1s,则发电机的转速n即为D0中的脉冲数

n=60D0/pt=60D0/60=D0

2.2.3转速处理和显示

PLC程序对机组转速进行实时检测，非凡是转速达到额定转速35、80、95、140时产生相应的机组控制信号，控制机组进行工况的转变。转速比较判定程序如图3所示。

其中D0为转速数据单元，K210为35的额定转速值（35×600）、M0～M2分别为转速小于210r/min,等于210r/min和大于210r/min控制标志位。

此外，测量的转速数据一方面通过RS232通讯接口上传到电站计算机监控系统，另一方面通过PLC的输出端口在LED显示器上就地显示。就地显示的PLC程序梯形图如图4所示。

梯形图中Y0表示PLC的输出以Y0～Y3输出显示数据信号（BCD码）、Y4～Y7输出位选信号的首地址，参数n表示选用数码管组数（4位为1组）。

本系统在鹅项颈水电站转速测量及保护系统中使用后效果良好。表明该系统具有结构简单、成本低、精度较高、运行可靠等优点，可以推广到其他高可靠性的转速信号测量系统中。