西門子SMART CPU ST40

時(shí)間：2018-12-16作者：湖南暢富科技有限公司瀏覽：196

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由3.1中的分析得知plc接口損壞的主要原因是由于瞬態(tài)過電壓和靜電造成，產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓和靜電的原因很多也較復(fù)雜，如由于plc內(nèi)部24v電源和5v電源共地，24v電源的輸出端子l+、m為其它設(shè)備混合供電可能導(dǎo)致地電位變化，從而造成共模電壓**出允許范圍。所以eia-485標(biāo)準(zhǔn)要求將各個(gè)rs485接口的信號(hào)地用一條低阻值導(dǎo)線連接在一起以保證各節(jié)點(diǎn)的地電位相等，消除地線環(huán)流。

（1）當(dāng)帶電插拔未隔離的連接電纜時(shí)，由于兩端電位不相等電路中又存在諸多電感、電容之類的器件，插拔瞬間必然產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓或過電流?；诖丝紤]，在進(jìn)行通信接頭插拔的時(shí)候，盡量使設(shè)備處于斷電狀態(tài)。

（2）連接在rs-485總線上的其它設(shè)備產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓或過電流同樣會(huì)流入到plc，總線上連接的設(shè)備站點(diǎn)數(shù)越多，產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓的因素也越多。

（3）當(dāng)通信線路較長或有室外架空線時(shí)，雷電是必須考慮的干擾。雷電是主要的自然干擾源，雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綌?shù)千公里以外的地方。雷電干擾的時(shí)域波形疊加成隨機(jī)脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖，這個(gè)能量巨大的尖峰脈沖必然會(huì)在線路上造成過電壓，造成plc等通信網(wǎng)中所連設(shè)備的損壞，應(yīng)該加以避免或降低損壞程度，減少損失。

4 解決方法

4.1 從plc內(nèi)部考慮

（1）采用隔離的dc/dc將24v電源和5v電源隔離，我們分析了三菱、歐姆龍、施耐德plc以及西門子的profibus接口均是如此

（2）選用帶靜電保護(hù)、過熱保護(hù)、輸入失效保護(hù)等保護(hù)措施完善的高擋次rs-485芯片，如：sn65hvd1176d、max3468esa等，這些芯片價(jià)格一般在十幾元至幾十元，而sn75176的價(jià)格僅為1.5元。

（3）采用響應(yīng)速度較快、承受瞬態(tài)功率較大的新型保護(hù)器件tvs或bl浪涌吸收器，如p6ke6.8ca的鉗制電壓為6.8v，承受瞬態(tài)功率為500w，bl器件則可抗擊4000a以上大電流沖擊。若使用不帶故障保護(hù)的芯片，如sn75176，可在軟件上作一些處理，從而避免通信異常。即在進(jìn)入正常的數(shù)據(jù)通信之前，由主機(jī)預(yù)先將總線驅(qū)動(dòng)為大于+200mv，并保持一段時(shí)間，使所有節(jié)點(diǎn)的接收器產(chǎn)生高電平輸出。這樣，在發(fā)出有效數(shù)據(jù)時(shí)，所有接收器能夠正確地接收到起始位，進(jìn)而接收到完整的數(shù)據(jù)。

（4）r1和r2采用正溫度系數(shù)的自恢復(fù)保險(xiǎn)ptc，如jk60-010，正常情況下的電阻值為5歐，并不影響正常通信，當(dāng)受到浪涌沖擊時(shí)，大電流流過ptc和保護(hù)器件tvs（或bl），ptc的電阻值將驟然增大，使浪涌電流迅速減小。

4.2 從plc外部考慮

（1）使用隔離的pc/ppi電纜，盡量不用廉價(jià)的非隔離電纜（特別是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)）。西門子公司早期出產(chǎn)的pc/ppi電纜（6es7901-3bf00-0xa0）是不隔離的，現(xiàn)在也改成隔離的電纜了。

（2）plc的rs-485口聯(lián)網(wǎng)時(shí)采用隔離的總線連接器，如pfb-g，速率為0～1.5mbps自動(dòng)適應(yīng)，外形和使用方法與西門子非隔離的總線連接相同。

（3）與plc聯(lián)網(wǎng)的第三方設(shè)備，如變頻器、觸摸屏等的rs-485口均使用rs-485隔離器bh-485g進(jìn)行隔離，這樣各rs-485節(jié)點(diǎn)之間就無“電”的聯(lián)系，也無地線環(huán)流產(chǎn)生，即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞也不會(huì)連帶其它節(jié)點(diǎn)損壞。

（4）良好的接地是工控系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要條件，對(duì)于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)較是如此。在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中，至少有三種分開的地線，通過一點(diǎn)接地。**條是低電平電路地線（即信號(hào)地線），包括數(shù)字地、模擬地、信號(hào)地和直流地等；*二條是噪聲地線，即繼電器、電動(dòng)機(jī)、高功率電路的地線；*三條是機(jī)殼接地點(diǎn)，*機(jī)械外殼、機(jī)身、機(jī)架、地盤使用，此地線應(yīng)該和交流電源的地線相接。交流電源地線應(yīng)和保護(hù)地線相連，以達(dá)到避免因公告地線各點(diǎn)點(diǎn)位不均所產(chǎn)生的干擾。rs-485通信線采用profibus總線**屏蔽電纜，保證屏蔽層接到每臺(tái)設(shè)備的外殼并最后接大地。

（5）對(duì)于有架空線的系統(tǒng)，總線上較好設(shè)置專門的防雷擊設(shè)施。

5 結(jié)束語西門子SMART CPU ST40 西門子SMART CPU ST40 西門子SMART CPU ST40 西門子SMART CPU ST40 

rs-485通信是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的重要組成部分，其網(wǎng)絡(luò)、接口故障是廣大工程技術(shù)人員經(jīng)常遇到的問題，也是影響工控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要問題之一。處理好這一問題，保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，將打打提高工廠自動(dòng)化的效率。本文的粗淺討論希望能給工程技術(shù)人員在處理實(shí)際問題以一定的幫助。








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