西门子PLC地区代理工业电缆

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PLC通信接口和PLC扩展接口

  模拟I/O接口实现PLC与I/O装置之间的模拟信号的连接。

  (1)模拟输入(I)接口

  输入部分主要完成阻抗匹配、I/V转换、信号滤波以及A/D转换等功能，以实现被控对象送出的模拟量转换成PLC易于处理的数字量的作用。

  (2)模拟输出(O)接口

  输出部分主要完成阻抗匹配、功率放大和波形校正等功能，以便向被控对象提供正常工作所需要的模拟控制(驱动)信号。

  (3)光电隔离措施

  在一些和高抗干扰的PLC系统中，模拟I/O接口也需要有光电隔离措施。由于模拟信号的隔离远比数字信号困难，因此常在模拟I/O接口板上配置若干具有隔离措施的端口，以降低系统的复杂度和成本。需要指出的是，在模拟I/O接口中，模拟信号一般不能用光电耦合器作隔离，因为它不能良好的线性度，因此往往采用成本较高的隔离放大器来实现隔离作用。模拟I/O接口中的数字逻辑部分可以采用光电隔离器来隔离。

  无论是数字I/O接口，还是模拟I/O接口，通常均应根据实际控制的要求和有关的技术指标来配置和选择不同型号的 O接口。

  智能I/O接口

  智能I/O接口板上多设自己的微处理器和控制软件，因此可以立工作。目前在PLC 的外围接口中，以智能模板品种多。

  ①高速计数器。可以满足计数频率高达100kHz以上的计数(定时)要求。

  ②PID调节器。具有快速PID调节器的闭环系统控制模板，以“硬件”方式对控制系统作闭环控制。

  ③通信模板。带微处理器的通信模板，可适应多台PLC联网或与外部设备快速进行交换信息的需求。

  ④转换模板。以8085微处理器为核心的ASCII/BASIC转换模块，可使PLC在布局级语言GE/BASIC的控制下，实现与I/O的信息传输和读写用户程序等。

  ⑤其他智能模板。对于一些极特殊的用户需求，用户也可根据PLC提供的总线信号和用户具体要求设计的智能模板。

  通信接口

  通信接口是于数据通信的一种智能模块，在PLC中普遍使用，因此单列为一种接口。它主要用于实现人机对话(例如在通信接口可连接键盘、打印机或显示器等)，在一个具有多台PLC的复杂系统中，也可将通信接口互连起来，以构成多机局部网络控制系统，或在计算机与PLC之间使用通信接口，实现多级分布式控制系统，

  通信接口常有串行接口和并行接口两种，它们都是在系统软件的控制下，遵循国际上多种规范的协议来进行工作的，因此用户应根据不同的设备要求，分别选择相应通信方式和配置合适的通信接口模板。

  扩展接口

  扩展接口有两个含义：一是单纯的I/O(数字I/O或模拟I/O)功能的扩展，它是为弥补原系统中I/O口有限而设置的;另一个是CPU模板的扩充，它是在原系统中只有一块CPU模板而无法满足系统工作要求时使用的。这个接口的功能是实现扩充CPU模板与系统原CPU模板以及扩充CPU模板之间(多个CPU模板扩充)的相互控制和信息交换。

应对PLC工作环境中干扰措施

1 引言

PLC由于具有功能强、程序设计简介，维护方便等优点，特别是高可靠性、较强的适应恶劣工业环境的能力，已被广泛应用于自来水行业。但由于现场环境条件恶劣、湿度高、以及各种工业电磁、辐射干扰等，会影响系统的正常工作,因此重视工程的抗干扰设计。水厂应用中的PLC所受的干扰源主要有电源系统引入的干扰、接地系统引入的干扰和输入输出电路引入的干扰三类。如果PLC的干扰问题解决得不好，系统将无法可靠运行，将会影响到正常供水。因此，有必要对PLC应用系统中的干扰问题进行探讨。主要本文分别讨论PLC的三种抗干扰技术。

2 抗干扰的技术对策分析

为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施，其中，硬件抗干扰是基本和重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制和消除干扰源，切断干扰对系统的耦合通道，降低系统对干扰信号的敏感性。

2.1 电源系统引入的干扰电网的干扰，频率的波动，将直接影响到PLC系统的可靠性与稳定性。如何抑制电源系统的干扰是提高PLC的抗干扰性能的主要环节。

(1) 加装滤波、隔离、屏蔽、开关稳压电源系统。设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从电源线传导到系统中，使用隔离变压器，注意:屏蔽层要良好接地;次级连接线要使用双绕线(减少电线间的干扰)，隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零线;次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。为了抑制电网大容量设备起停(如送水泵等)引起电网电压的波动，保持供电电压的稳压，可采用开头稳压电源。

(2) 分离供电系统       PLC的控制器与I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开，这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电。

抑制接地系统引入的干扰     PLC系统分为逻辑电路接地和功率电路接地，有共地、浮地及机壳共地和电路浮地等三种方式。一般采用控制器与其它设备分别接地方式好，接地时注意:接地线尽量粗，一般大于2mm2的线接地;接地点应尽量靠近控制器，接地点与控制器之间的距离不大于50m;接地线应尽量避开强电回路和主回路的电线，不能避开时，应垂直相交，应尽量缩短平行走线的长度。实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段，良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。

2.3 抑制输入输出电路引入的干扰      为了实现输入输出电路上的完全隔离，近年来在控制系统中光电耦合得到广泛应用，已成为防止干扰的有效措施之一。光电耦合器具有以下特点:，由于是密封在一个管壳内，不会受到外界光的干扰;其次，由于靠光传送信号，切断了各部件电路之间地线的联系;第三，发光二极管动态电阻非常小，而干扰源的内阻一般很大，能够传送到光电耦合器输入输出的干扰信号就变得很小;第四，光电耦合器的传输比和晶体管的放大倍数相比，一般很小，远不如晶体管对干扰信号那么灵敏，而光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光。因此，即使是在干扰电压幅值较高的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光，从而可以有效地抑制掉干扰信号。由于光电耦合器的线性区一般只能在某一特定的范围内，因此，应被传信号的变化范围始终在线性区内。为了线性耦合，既要严格挑选光电耦合器，又要采取相应的非线性较正措施，否则将产生较大的误差。

(1) 光电耦合输入电路如图2所示。其中图2(a)、图2(b)用的较多，高电平时接成形式，低电平输入时接成形式。图2(c)为差动型接法，它具有两个约束条件，对于防止干扰有明显的性，适用于外部干扰严重的环境，当外部设备电流较大时，其传输距离可达100~200m，图2(d)考虑到COMS电路的输出驱动电流较小，不能直接带动发光二极管，所以加接晶体管作为功率放大，需要注意的是图中发光二极管和光敏三极管应分别由两个电源供电，电阻值视电压高低选取。

(2) 光电耦合输出电路如图3所示。为了得到和输入同相的信号，可以采用图3(a)形式。若要求输出和输入反相，可以接成图3(b)形式。当输出电路所驱动的元件较多时，可以加接晶体管作为驱动功率放大，其接法如图3(c)所示。有时为了获得更好的输出波形，输出信号可经施密特电路整形。