西門子6SE6420-2UD27-5CA1

 5.2控制規模
控制規模代表PLC控制能力，看其能對多少輸入、輸出點及對多少路模擬進行控制。
控制規模與速度有關。因為規模大了，用戶程序也長，執行指令的速度不快，勢必延長PLC循環的時間，也必然會延長PLC對輸入信號的響應。為了避免這個情況，PLC的工作速度就要快。所以，大型PLC的工作速度總是比小的要快。
控制規模還與內存區的大小有關。規模大，用戶程序長，要求有更大的用戶存儲區。同時點數多，系統的存儲器輸入、輸出的信號區（輸入輸出繼電器區或稱輸入、輸出映射區）也大。這個區大，相應地內部器件（解釋見后）也要增多，這些都要求有更大的系統存儲區。
西門子擴展模塊代理商
控制規模還與輸入、輸出電路數有關。如控制規模為1024點，那就得有1024條I/O電路。這些電路集成于I/O模塊中，而每個模塊有多少路的I/O點總是有數的。所以，規模大，所使用的模塊也多。
控制規模還與PLC指令系統有關。規模大的PLC指令條數多，指令的功能也強，才能應付對點數多的系統進行控制的需要。
控制規模是對PLC其它性能指標起著制約作用的指標；也是PLC劃分為微、小、中、大和特大型
5.3組成模塊
PLC的結構雖有箱體及模塊式之分，但從質上看，箱體也是模塊，只是它集成了更多的功能。在此，不妨把PLC的模塊組成當作所有PLC的結構性能。
這個性能含義是指某型號PLC具有多少種模塊，各種模塊都有什么規格，并各具什么特點。
一般講，規模大的PLC，檔次高的PLC模塊的種類也多，規格也多，反映它的特點的性能指標也高。但模塊的功能則單一些。相反，小型PLC、檔次低的PLC模塊種類也少，規格也少，指標也低。但功能則多樣些，以至于集成為箱體。
組成PLC的模塊是PLC的硬件基礎，只有弄清所選用的PLC都具有那些模塊及其特點，才能正確選用模塊，去組成一臺完整的PLC，以滿足控制系統對PLC的要求。
常見的PLC模塊有：
CPU模塊，它是PLC的硬件核心。PLC的主要性能，如速度、規模都由它的性能來體現。
電源模塊，它為PLC運行提供內部工作電源，而且，有的還可為輸入信號提供電源。
I/O模塊，它集成了I/O電路，并依點數及電路類型劃分為不同規格的模塊。
內存模塊，它主要存儲用戶程序，有的還為系統提供輔加的工作內存。在結構上內存模塊都是附加于CPU模塊之中。
底板、機架模塊，它為PLC各模塊的安裝提供基板，并為模塊間的提供總線。若干底板間的有的用接口模塊，有的用總線接口。不同廠家或同一廠家但不同類型的PLC都不大相同。
箱體式的小型PLC的主箱體就是把上述幾種模塊集成在一個箱體內的，并依可能提供I/O點數的多少，劃分為不同的規格。
箱體式的PLC還有I/O擴展箱體，它不含CPU，僅有電源及I/O單元的功能。擴展箱體也依I/O點數的多少劃分有不同的規格

常見報警原因 

1. 電源電壓過高
2. 電源波動
3. 電源側其他設備引起的操作過電壓
2. 負載能量回饋
3. 大慣量負載減速過程
4. 位能性負載
5. 負載突變（突然減載）
3. 硬件問題
4. 變頻器直流電壓檢測回路有問題

常見處理辦法

• 檢查進線電壓，保證電源電壓在允許范圍內
• 大慣量負載延長減速時間P1121。
• 大慣量負載減速或位能負載在必要時使用制動單元+制動電阻（對于MM440 75kw以下，內置了制動單元）。
• 在變頻器停止輸出的情況下檢查參數r0026（正常值為500-600），并用電壓表實測DC+,DC-兩端電壓，如果所測量值與r0026不符，說明直流回路的檢測回路存在問題，建議維修。

案例集西門子6SE6420-2UD27-5CA1應用領域

常見處理辦法

1. 由電機負載大引起的A0501請檢查以下幾點
2. 檢查電動機是否過載，通過變頻器r0027查看電機當前電流是否已經超過電機額定電流
3. 如果在大慣量負載加速過程中出現A0501，請適當延長斜坡上升時間
4. 需要較大啟動轉矩的重載應用時，啟動出現A0501電機不轉，請適當增大電壓提升P1310
5. PID控制經常出現A0501，請檢查模擬量反饋信號是否受到干擾波動很大，適當增大模擬量信號濾波時間，適當調整PI參數
6. 如果變頻器啟動本身就在旋轉的電機，啟動時有可能出現A0501，嚴重情況可能導致F0001，激活捕捉再啟動功能
7. 注意：潛水泵、壓縮機、羅茨風機不同于普通的供水泵和離心風機和屬于重負載應用
2. 由變頻器過溫引起的A0501請檢查以下幾點
3. 變頻器的輸出電流是否已經超過變頻器額定電流
4. 變頻器工作環境溫度是否過高
5. 變頻器風扇是否工作正常
3. 由電機參數問題引起的A0501
4. 檢查設置的電機銘牌數據與電機接線方式（星接/角接）是否一致

常見報警原因
 

1. 電機負載大，由負載大導致電機電流較大達到了電流限幅值，變頻器出現A0501
2. 電動機過載
3. 大慣量負載加速時間太短需要較大啟動轉矩的設備的啟動過程（包括電動機堵轉）
4. PID控制，反饋信號受到干擾波動較大，PI參數不合適
5. 啟動正在旋轉的電機
2. 變頻器過溫
3. 變頻器過載（過溫），由變頻器過溫導致變頻器輸出能力下降。引起A0501
3. 電機參數問題
4. 電機參數不準確

案例集6SE6420-2UD25-5CA1應用領域

PLC控制系統的線路中有電源線、輸入/輸出線、動力線和接地線，布線不當則會造成電磁感應和靜電感應等干擾，因此必須按照特定的要求布線。動力電纜為高壓大電流線路，PLC系統的配線靠近時會受到干擾，因此布線時要將PLC的輸入/輸出線與其他控制線分開，不要共用一條電纜。開關量信號線與模擬量信號線也應分開布線，而且后者應采用屏蔽線，并且將屏蔽層接地。數字傳送線也要采用屏蔽線，并且要將屏蔽層接地。外部布線時應將控制電纜、動力電纜、輸入/輸出線分開且單獨布線，相互之間一般應保持30cm以上的間距。當實際情況只能允許在同一線槽布線時，就用金屬板把控制電纜、動力電纜、輸入/輸出線間隔開來并屏蔽，金屬板還必須接地。隔離變壓器二次側的電源線要采用2mm2以上的銅芯聚氯乙烯絕緣雙絞軟線。經過這樣處理的電源線、輸入/輸出線與動力線就可以減少外界磁場及相互之間的干擾。

　　（4）安裝中的抗干擾措施

　　PLC控制系統所處的環境對其自身的抗干擾也有一定的關系，因此在安裝時應注意以下幾個方面。

　　①濾波器、隔離穩壓器應設在PLC控制柜的電源進線口處，不讓干擾進入控制柜內，或盡量縮短進線距離。

　　②PLC控制柜應盡可能遠離高壓柜、大動力設備和高頻設備。

　　③PLC要盡可能遠離繼電器之類的電磁線圈和容易產生電弧的觸點。

　　④PLC要遠離發熱的電氣設備或其他熱源，并放在通風良好的位置上。

　　⑤PLC的外部要有可靠的防水措施，以防止雨水進入，造成機器損壞。

　　（5）正確選擇接地點，完善接地系統

　　接地的目的通常有兩個，一是為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統是PLC控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。

　　系統接地方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地3種。PLC控制系統屬于高速低電平控制裝置，應采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統的接地線一般采用一點接地和串聯一點接地的方式，單獨接地，也可以與其他設備公共接地，但嚴禁與其他設備串連接地。集中布置的PLC系統適于并聯一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應采用串聯一點接地的方式，即用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于20mm2的銅導線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻應小于2Ω，接地極埋在距建筑物10～15m遠處，而且PLC系統的接地點必須與強電設備的接地點相距10m以上。

　　信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地，不接地時應在PLC側接地。信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地。多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，并經絕緣處理。連接接地線時，應注意以下幾點：

　　①PLC控制系統單獨接地。

　　②PLC系統的接地端是抗干擾的中性端子，正確接地可以有效消除電源系統的共模干擾。

　　③PLC系統的接地線至少用20mm2的接地線，以防止感應電的產生。

　　④輸入/輸出信號電纜的屏蔽線應與接地端子連接，且接地良好。

　　（6）外圍設備干擾的抑制

　　①PLC輸入/輸出端子的保護

　　當輸入信號源為感性元件，輸出驅動的負載為感性元件時，對于直流電路應在其兩端并聯續流二極管。對于交流電路，應在其兩端并聯阻容吸收電路。其作用是為了防止在感性輸入或輸出電路斷開時產生很高的感應電勢或浪涌電流對PLC輸入/輸出端和內部電源的沖擊，若PLC的驅動元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈，應在PLC輸出端與驅動元件之間增加光電隔離的過零型固態繼電器。

　　②輸入/輸出信號的防錯

　　當輸出元件為雙向晶閘管或晶體管而外部負載又很小時，因為這類輸出元件在關斷時有較大的漏電流，使輸入電路和外部負載電路不易關斷，導致輸入/輸出信號的錯誤，為此應在這類輸入/輸出端并聯旁路電阻，以減小PLC的輸入電流和外部負載上的電流。

　　③漏電流

　　當采用接近開關、光電開關等直流兩線式傳感器輸入信號時，若漏電流較大，應考慮由此而產生的誤動作，使PLC輸入信號不能關斷。一般在PLC的輸入端子上接一旁路電阻，以減少輸入阻抗。同樣用雙向晶閘管輸出時，為避免漏電流等原因引起的輸出元件關斷不了，也可以在輸出端并聯一旁路電阻。

　　④浪涌電壓

　　在PLC觸點（開關量）輸出的場合，不管PLC本身有無抗干擾措施，都應采用RC吸收回路（交流負載）或并接續流二級管（直流負載），以吸收感性負載產生的浪涌電壓。

　　⑤沖擊電流

　　用晶體管或雙向晶閘管輸出模塊驅動白熾燈之類的負載時，為保護輸出模塊，應在PLC輸出端并接旁路電阻或與負載串聯限流電阻。

　　（7）電磁干擾的抑制

　　根據干擾模式的不同，PLC控制系統的電磁干擾分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射等在信號線上感應的電壓疊加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電時，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這是PLC系統I/O模塊損壞率較高的主要原因）。這種共模干擾可為直流，也可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間的感應以及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓。這種電壓疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。為了保證PLC控制系統在工業環境中免受或減少電磁干擾，一般采用隔離和屏蔽的方法。

　　（8）軟件抗干擾措施

　　由于電磁干擾的復雜性，要根本消除干擾的影響是不可能的，因此在PLC控制系統的軟件設計和組態時，還應在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統的可靠性。

　　由于噪聲、開關的誤動作、模擬信號誤差等因素的影響，PLC的外部開關量和模擬量輸入信號會出現錯誤，引起程序判斷失誤，造成事故。當按鈕、開關作為輸入信號時，則不可避免產生抖動。如果輸入信號是繼電器/接觸器觸點，有時會產生瞬間跳動，引起系統誤動作。在這種情況下，可采用定時器延時來去掉抖動，定時時間根據觸點抖動情況和系統要求的響應速度而定，這樣可保證觸點確實穩定閉合（或斷開）后才執行特定的任務處理。