LM高级培训教程(lq).ppt

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1、,PLC基础知识,PLC基础知识,LM PLC高级培训教程,真 诚 地 为 用 户 设 想Concern the customers with sincerity,和利时PLC培训资料,干扰和保护模拟量信号处理现场总线通讯特殊用法及讨论,内容介绍,PLC系统中的电磁干扰源LM的抗干扰措施 电源滤波器的作用及注意问题 数字量输入点的抗干扰处理3310信号不稳定原因及处理方法继电器与晶体管输出区别及输出点保护,干扰和保护,PLC系统中的电磁干扰源,强电干扰 PLC系统的正常供电电源均由电网供电。当电网本身不稳定，或者受到较大的冲击和干扰的时候，会通过输电线路传到PLC的电源端，造成干扰。在这种情况

2、下，PLC的电源应该使用隔离电源，或者在电源端使用电源隔离器。,PLC系统中的电磁干扰源,来自信号线引入的干扰 与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号外，总会有外部干扰信号进入。此干扰主要有两种途径：一是通过现场监测或执行装置供电电源或公用信号仪表的供电电源串入电网干扰。二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰。由信号线引入的干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元件损伤。,PLC系统中的电磁干扰源,来自接地系统不正确时的干扰 接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰

3、；而错误的接地，反而会引入严重的干扰，使PLC系统无法正常工作。,LM的抗干扰措施,做好变频器或者电机的接地。这一步是从根本上解决干扰问题。只有做好接地工作，减弱干扰源的干扰，才能真正避免干扰。做好PLC电源的隔离和滤波工作。变频器和大电机的启停，会引起电网的不稳定。电网的不稳定，会将干扰引入至PLC的电源。,LM的抗干扰措施,对PLC的输入点进行软件滤波。LM系列PLC可以对PLC的输入点进行一阶软件滤波。可以通过对输入点的滤波，减少干扰对输入点的影响。对输入点进行滤波。可以在输入端的信号线中加入电容进行滤波，可以有效地去除干扰。从软件中进行处理。诸如对输入点进行延时读取等方法，从软件中避免

4、干扰。,电源滤波器作用及注意问题,PLC的正常供电均由电网提供，当电网不稳定，或者有大容量设备启停引起电网电压波动及工频干扰时，我们就需要对输入电源进行滤波，以解决电网尖峰脉冲的干扰。,电源滤波器作用及注意问题,注意问题：滤波器应尽量靠近设备交流电入口处安装，应使未经过滤波的交流电源线在设备内尽可能的短。滤波器接地线上有大的电流流过，会产生电磁辐射，应对滤波器进行良好的屏蔽和接地。滤波器的输入线和输出线不能捆扎在一起，在布线时尽量增大其间距，以减小他们之间的耦合，可加隔板或屏蔽层。,高速计数器的抗干扰处理,在使用高速通道进行高速计数时，可能有干扰脉冲产生。可以选择加电容滤波的方式，电容可以选择

5、普通的瓷片电容，耐压在50V，电容大小在0.1微法左右。连接方法：在输入公共端和输入点之间跨接。,LM3310信号不稳定原因及处理方法,你可能使用了一个自供电或隔离的传感器电源，两个电源没有彼此连接，即模拟量输入模块的电源地和传感器的信号地没有连接。这将会产生一个很高的上下振动的共模电压，影响模拟量输入值。LM3310要求信号电压+共模电压13V，假如实际高于13V，则会出现变化很大不稳定的值。,LM3310信号不稳定原因及处理方法,另一个原因可能是模拟量输入模块接线太长或绝缘不好。LM3310有共地端M，假如出现上述问题，可以把输入信号的负端连接到M端上，以消除共模电压过大而带来的干扰。但应

6、该注意，这种方式适合于变送器允许把负端连接在一起的情况。,继电器和晶体管的区别,1、负载电压、电流类型不同负载类型：晶体管只能带直流负载，而继电器带交、直流负载均可。电流：晶体管电流1A，继电器2A。电压：晶体管可接直流24V，继电器可以接直流24V或交流 220V。,继电器和晶体管的区别,2.负载能力不同 晶体管带负载的能力小于继电器带负载的能力，用晶体管时，需要外加继电器带动大负载。3.晶体管过载能力小于继电器过载的能力 一般来说，存在冲击电流较大的情况时（感性负载），晶体管过载能力较小，需要降额更多。,继电器和晶体管的区别,4.晶体管响应速度快于继电器 继电器输出型原理是CPU驱动继电器

7、线圈，令触点吸合，使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载，其开路漏电流为零，响应时间慢（约10ms）。晶体管输出型原理是CPU通过光耦合使晶体管通断，以控制外部直流负载，响应时间快（小于0.6ms）。晶体管输出一般用于高速输出，如伺服步进等，用于动作频率高的输出：如温度控制，主要用在步进电机控制，也有伺服控制，还有电磁阀控制（阀动作频率高）。,继电器和晶体管的区别,5.在额定工作情况下，继电器有动作次数寿命，晶体管只有老化没有使用次数限制 继电器是机械元件所以有动作寿命，晶体管是电子元件，只有老化，没有使用次数限制。继电器的每分钟开关次数也是有限制的，而晶体管则没有。,输出点的保护,假如需要在输

8、出端接入感性负载，推荐在感性负载中加入抑制回路，以抑制在关闭电源时电压的瞬间升高。可以采用如下方法：直流继电器的保护：将电阻/电容网络应用于低压（DC30V）直流继电器电路中，与负载跨接，构成一个由继电器驱动直流负载的直流继电器保护电路，如下图所示。,干扰和保护模拟量信号处理现场总线通讯特殊用法及讨论,内容介绍,电压变送器和电流变送器的区别单端输入和差分输入的区别模拟量输出模块的阻抗问题热电偶、热电阻测温原理热电阻二线、三线、四线制的接法,模拟量信号处理,电压变送器与电流变送器的区别,电压型的模拟量信号，由于输入端的内阻很高（LM系列PLC的模拟量模块为1兆欧），极易引入干扰，一般电压变送器用

9、在控制设备柜内电位器设置，或者距离非常近、电磁环境好的场合。电流型信号不容易受到传输线沿途的电磁干扰，因而在工业现场获得广泛的应用。,电流信号可以传输比电压信号远得多的距离。信号输出端的驱动能力必须大于信号输入端的内阻与传输线电阻之和。,单端输入和差分输入的区别,单端输入，输入信号均以共同的地线为基准。而差分输入，则通过一对信号线来传输，一个信号线上传输我们通常所理解的信号；另一个信号线上传输一个等值而方向相反的信号。单端输入时，是判断信号与 GND 的电压差。差分输入时，是判断两个信号线的电压差。信号受干扰时，差分的两线会同时受影响，但电压差变化不大。而单端输入的一线变化时，GND 不变，所

10、以电压差变化较大。,单端输入和差分输入的区别,差分输入优点：抗干扰能力强。因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。能有效抑制电磁辐射。同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。时序定位精确。由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。,模拟量输出模块的阻抗,模拟量输出模块的输出阻抗即为模拟量模块的带负

11、载能力。所谓的带负载能力，是指在确保最大能输出（20mA/10V）的条件下，AO的最大电阻负载。例如，对电流来说，能满足电流为20mA的最大的电阻，即为输出阻抗。LM3320的电压输出阻抗为最小2000，电流输出阻抗为最大600。,热电偶和热电阻测温的原理,热电偶测温的基本原理是热电效应。两根不同材料的金属导体两端连接在一起，当1点与2点的温度不同时（TT0），则回路中就会产生热电势，这种物理现象称为热电效应。,热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜。,热电偶和热电阻测温的原理,二者区别 相比于热电阻，热电

12、偶的测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，便于自动控制和集中控制，因此在较高温度的时候一般采用热电偶测量。而在低温测量的场合，因为热电阻不需要补偿导线，应用比热电偶更方便。,热电阻的两线、三线、四线区别,热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。目前热电阻的引线主要有三种方式。两线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制。这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合；,热电

13、阻的两线、三线、四线区别,三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制。通过测量一根导线的线阻，减少由于导线引起的误差，精度比两线制高。四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制。通过测量两根导线的线阻，可完全消除引线的电阻影响，但成本较高，主要用于高精度的温度检测。,干扰和保护模拟量信号处理现场总线通讯特殊用法及讨论,内容介绍,串口通讯接口标准Modbus通讯协议概述串口调试工具的使用方法 LM远距离通讯的实现方法 LM3403使用注意事项 DP通讯异常原因 通讯线路如何保护,现场总线通讯,串口通讯的接口标准,RS232是目前应用很广泛的一种串行

14、接口。RS232采用不平衡的传输方式，即所谓单端通信。收、发数端的数据信号是相对于信号地。其传输距离最大约为15m，最高速率为38.4Kbps。,RS485是应用很广泛的一种串行接口，通过信号差分进行数据收发，最大的传输距离约为1200m。最大传输速率为10Mbps，此时的传输距离为120m，可连接32个收发器。如果适当的降低速率，可以增加其传输距离。,Modbus通讯协议概述,Modbus协议是主从站通讯协议，用异步串行口完成通讯，物理层采用RS485或RS232。传输速率可以达到115kbps，理论上可接（寻址）一台主站和至多247台从站。受线路和设备的限制，最多可接一台主站和32台从站。

15、Modbus协议的某些特性是固定的，如帧格式、帧顺序、通讯错误和异常情况的处理，以及所执行的功能等，都不能随便改动。其他特性属于用户可选的，如传输介质、波特率、字符奇偶校验、停止位的个数等等，传输模式为RTU。用户所选择的参数对于各个站必须一致，在系统运行时不能改变。,Modbus通讯协议概述,Modbus的传输模式：RTU方式。Modbus协议的帧（报文）格式：RTU帧。,Modbus通讯协议概述,Modbus有两种通讯方式：应答方式和广播方式。应答方式是主站向某个从站（地址1247）发出命令，然后等待从站的应答；从站接到主站命令后，执行命令，并将执行结果返回给主站作为应答，然后等待下一个命

16、令。广播方式是主站向所有从站发送命令（从站地址为0），不需要等待从站应答；从站接到广播命令后，执行命令，也不向主站应答。只有05、06、15、16这四项功能对广播方式有效。,Modbus通讯协议概述,Modbus协议中的数据类型：0 x:开关量输出 1x:开关量输入 3x:模拟量输入 4x:模拟量输出 LM支持的Modbus协议功能码：01读取开出状态 取得一组开关量输出的当前状态 02读取开入状态 取得一组开关量输入的当前状态 03读取模出状态 取得一组模拟量输出的当前状态 04读取模入状态 取得一组模拟量输入的当前状态 05强制单路开出 强制设定某个开关量输出的值 06强制单路模出 强制设

17、定某个模拟量输出的值 15强制多路开出 强制设定从站几个开关量输出的值 16强制多路模出 强制设定从站几个模拟量输出的值,Modbus通讯协议概述,通讯实例：以下例子是读取17号从站模出点0108-0110 的状态。应答数据高字节在前。108是555，109是0，110是100。询问RTU帧：,应答RTU帧：,串口调试工具的使用方法,串口端口设置与计算机一致，诸如你用COM1与PLC通讯；波特率、数据位、校验位等，和PLC通讯口设置一致；,注意将Modbus RTU校验打钩，如下图设置；,设置完成后，打开串口，即可发送和接收数据。,串口调试工具的使用方法,发送数据：如下所示，发送数据串33 0

18、5 00 00 FF 00其中，33为16进制数，10进制为51，表示从站地址。假如从站地址为3，则这里写03 05为功能码，作用为设置输出值 00 00表示设置%QX0.0的值，假如是00 01，则为%QX0.1.以此类推 FF 00表示设置将该点设置为1，假如是00 FF，则表示设置为0.在发送后，会在其后面自动加上CRC校验码，不用人为加入。,串口调试工具的使用方法,接收数据：发送后，PLC的0.0输出点会有输出，同时在测试工具接收区，能收到与返回的数据帧（蓝色），则表示通讯正常。假如PLC没有任何响应，而且也没有数据返回，则表示通讯有问题，可以查询一下端口、波特率等设置是否正确，从站地

19、址是否写对。,LM实现远距离通讯方法,RS-485网络通讯：Modbus RTU、PROFIBUS-DP协议都可以在RS-485网络上通讯，传输距离可以达到1200米；光纤通讯：光纤通讯除了抗干扰、速率高之外，通讯距离远也是一大优点。LM产品不直接支持光纤通讯，需要附加光纤转换模块才可以；无线通讯：PLC通过无线电台的通讯距离取决于电台的频率、功率、天线等因素。PLC通过GSM或GPRS网络的通讯距离取决于网络服务的范围。,LM3403使用注意事项,需要设定以太网模块的IP，并且保证和主站在同一个网段；连接时可以将以太网模块直接和主站连接，也可以通过交换机再和主站连接。一个主站可以连接一个或者

20、多个以太网模块；在软件编程时注意正确的硬件配置和参数设置。同时在程序中添加正确的功能块。,DP通讯异常原因,主站和从站的通讯参数设置不一致，包括从站地址、输入输出区大小等；通讯线路发生错误，包括A相和B相不一致、线路连接松动等问题；主站驱动能力不够，或者没有选择正确的终端电阻等也会导致通讯不正常；软件中没有正确完成PLC硬件配置，或在程序中没有按要求添加正确的功能块。,通讯线路如何保护,做好线路的屏蔽工作。正确完成通讯线路的屏蔽工作，可以很大程度上将干扰和冲击去除掉，避免进入PLC。在通讯线路上，使用隔离器。诸如采用RS485通讯，则选择485隔离器，将冲击与PLC内部隔离。在PLC模块中，尽

21、量选择带有隔离或者保护的模块，提高模块的可靠性。,干扰和保护模拟量信号处理现场总线通讯特殊用法及讨论,内容介绍,LM系列PLC的测速功能 电机驱动 变频器控制 高速脉冲计数器使用,特殊用法及讨论,LM系列PLC的测速功能,T7定时器指令可以配合快速外部中断使用，可以用来测量脉冲的宽度，在主程序中启动快速外部中断HD_TIMER_T7 定时器，比如定义I0.6 捕捉快速外部中断的上升沿与下降沿，在中断程序中调用HD_CLEAR_T7。当I0.6 上升沿到来时产生中断，调用该指令将T7 的值初始化，当I0.6 下降沿到来时再次产生中断，此时将脉宽值存入CV 中（单位为ns），同时重载T7。需要注意

22、的是HD_CLEAR_T7与HD_TIMER_T7 的PERIOD 的值应该保持一致，否则CV 处的值会出现错误。,电机（步进和伺服）的三种常用控制方式：1、PTO控制（调速+定位）2、PWM控制（调速）3、模拟量控制（调速）,电机驱动,电机驱动,脉冲控制接线图（抗干扰性好）,电机驱动,脉冲控制接线图（抗干扰性差）,变频器控制,变频器的三种常用控制方式：1、模拟量调速控制2、开关量段速控制3、RS485通讯控制,变频器控制,模拟量调速控制 变频器选择外部端子控制，可以设定模拟量信号对应的变频器的频率范围，一般模拟量信号为420mA。,开关量段速控制 一般的变频器支持7段速调节，可以通过3个开关

23、量输出点进行编码的方式调节不同的段速，每个段的速度可以通过变频器内部设定。,变频器控制,RS485通讯控制 一般变频器支持标准的Modbus RTU通讯协议，LM系列PLC的通讯接口都支持自由口通讯功能，可以通过自由口编程，实现Modbus主站功能，变频器的参数设定、启停控制可以通过RS485通讯的方式实现，具体地址需要对照变频器提供的通讯地址表。注意问题：1、通讯参数要匹配（波特率、数据位、停止位、校验）；2、RS485通讯接线要正确，检查正负是否接反；3、调试顺序要注意，可以先用串口调试工具调试，成功后再通过PLC的通讯口进行调试。,高速脉冲计数器使用,LM系列PLC支持的高速计数器 1、

24、16位的单相高速计数器（3路）2、16位两相高速计数器（2路）3、32位两相高速计数器（1路）,高速脉冲计数器使用,16位单相高速计数器 单相高速计数器最高可以测量100KHZ的频率信号，电压等级为24V,可以产生计数中断，触发中断程序，计数器外部具有方向控制端，实现增减计数功能。注意：抗干扰问题，采用连接滤波电容的方式，电容选择0.1微法左右，耐压50V的瓷片电容。,高速脉冲计数器使用,16位两相高速计数器 两相高速计数器和单相高速计数器的区别是两相高速计数器可以根据两路脉冲信号的相位，鉴别编码器的旋转方向，自动完成增减计数。注意：编码器要选择电压等级为24V且90度正交的。,真 诚 地 为 用 户 设 想Concern the customers with sincerity,谢谢!,Thank You!,真诚地为用户设想!做您最值的信赖的合作伙伴！,