1. PLC柜原理图
接地问题
PLC系统接地要求比较严格,最好有独立的专用接地系统,还要注意与PLC有关的其他设备也要可靠接地。
多个电路接地点连接在一起时,会产生意想不到的电流,导致逻辑错误或损坏电路。
产生不同的接地电势的原因,通常是由于接地点在物理区域上被分隔的太远,当相距很远的设备被通信电缆或传感器连接在一起的时候,电缆线和地之间的电流就会流经整个电路,即使在很短的距离内,大型设备的负载电流也可以在其与地电势之间产生变化,或者通过电磁作用直接产生不可预知的电流。
在不正确的接地点的电源之间,电路中有可能产生毁灭性的电流, 以至于破坏设备。
PLC系统一般选用一点接地方式。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可以采用屏蔽浮地技术,即信号电缆的屏蔽层一点接地,信号回路浮空,与大地绝缘电阻应不小于50MΩ。
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干扰处理
工业现场的环境比较恶劣,存在着许多高低频干扰。这些干扰一般是通过与现场设备相连的电缆引入PLC的。
除了接地措施外,在电缆的设计选择和敷设施工中,应注意采取一些抗干扰措施:
(1)模拟量信号属于小信号,极易受到外界干扰的影响,应选用双层屏蔽电缆;
(2)高速脉冲信号(如脉冲传感器、计数码盘等)应选用屏蔽电缆,既防止外来的干扰,也防止高速脉冲信号对低电平信号的干扰;
(3)PLC之间的通信电缆频率较高, 一般应选用厂家提供的电缆,在要求不高的情况下,可以选用带屏蔽的双绞线电缆;
(4)模拟信号线、直流信号线不能与交流信号线在同一线槽内走线;
(5)控制柜内引入引出的屏蔽电缆必须接地,应不经过接线端子直接与设备相连;
(6)交流信号、直流信号和模拟信号不能共用一根电缆,动力电缆应与信号电缆分开敷设。
(7)在现场维护时,解决干扰的方法有:对受干扰的线路采用屏蔽线缆,重新敷设;在程序中加入抗干扰滤波代码。
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消除线间电容避免误动作
电缆的各导线间都存在电容,合格的电缆能把此容值限制在一定范围之内。
即使是合格的电缆,当电缆长度超过一定长度时,各线间的电容容值也会超过所要求的值,当把此电缆用于PLC输入时,线间电容就有可能引起PLC的误动作,会出现许多无法理解的现象。
这些现象主要表现为:明接线正确,但PLC却没有输入;PLC应该有的输入没有,而不应该有的却有,即PLC输入互相干扰。为解决这一问题,应当做到:
(1)使用电缆芯绞合在一起的电缆;
(2)尽量缩短使用电缆的长度;
(3)把互相干扰的输入分开使用电缆;
(4)使用屏蔽电缆。
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输出模块的选用
输出模块分为晶体管、双向可控硅、接点型:
(1)晶体管型的开关速度最快(一般0.2ms),但负载能力最小,约0.2~0.3A、24VDC,适用于快速开关、 信号联系的设备,一般与变频、直流装置等信号连接,应注意晶体管漏电流对负载的影响。
(2)可控硅型优点是无触点、具有交流负载特性,负载能力不大。
(3)继电器输出具有交直流负载特点,负载能力大。常规控制中一般首先选用继电器触点型输出,缺点是开关速度慢,一般在10ms左右,不适于高频开关应用。
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变频器过电压与过电流处理
(1)减小给定使电机减速运行时,电机进入再生发电制动状态,电机回馈给变频器的能量亦较高,这些能量贮存在滤波电容器中,使电容上的电压升高,并很快达到直流过电压保护的整定值而使变频器跳闸。
处理方法为:采取在变频器外部增设制动电阻的措施,用该电阻将电机回馈到直流侧的再生电能消耗掉。
(2)变频器带多个小电机,当其中一个小电机发生过流故障时,变频器就会过流故障报警,导致变频器掉闸,从而导致其它正常的小电机也停止工作。
处理方法:在变频器输出侧加装1:1的隔离变压器,当其中一台或几小电机发生过流故障,故障电流直流冲击变压器,而不是冲击变频器,从而预防了变频器的掉闸。经实验后,工作良好,再没发生以前的正常电机也停机的故障。
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标记输入与输出方便检修
PLC控制着一个复杂系统,所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号,就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图来检修故障设备,会束手无策,查找故障的速度会特别慢。鉴于这种情况,我们根据电气原理图绘制一张表格,贴在设备的控制台或控制柜上,标明每个PLC输入输出端子编号与之相对应的电器符号,中文名称,即类似集成电路各管脚的功能说明。
有了这张输入输出表格,对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。
但对于那些对操作过程不熟悉,不会看梯形图的电工来说,就需要再绘制一张表格:PLC输入输出逻辑功能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路(触发元件、关联元件)和输出回路(执行元件)的逻辑对应关系。
实践证明:如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能表,检修电气故障,不带图纸,也能轻松自如。
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通过程序逻辑推断故障
现在工业上经常使用的PLC种类繁多,对于低端的PLC而言,梯形图指令大同小异,对于中高端机,如S7-300,许多程序是用语言表编的。
实用的梯形图必须有中文符号注解,否则阅读很困难,看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程,看起来比较容易。
若进行电气故障分析,一般是应用反查法或称反推法,即根据输入输出对应表,从故障点找到对应PLC的输出继电器,开始反查满足其动作的逻辑关系。
经验表明,查到一处问题,故障基本可以排除,因为设备同时发生两起及两起以上的故障点是不多的。
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PLC自身故障判断
一般来说,PLC是极其可靠的设备,出故障率很低,PLC、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零,PLC输入点如不是强电入侵所致,几乎也不会损坏,PLC输出继电器的常开点,若不是外围负载短路或设计不合理,负载电流超出额定范围,触点的寿命也很长。
因此,我们查找电气故障点,重点要放在PLC的外围电气元件上,不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题,这对快速维修好故障设备、快速恢复生产是十分重要的。
因此笔者所谈的PLC控制回路的电气故障检修,重点不在PLC本身,而是PLC所控制回路中的外围电气元件。
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充分合理利用软、硬件资源
(1)不参与控制循环或在循环前已经投入的指令可不接入PLC;
(2)多重指令控制一个任务时,可先在PLC外部将它们并联后再接入一个输入点;
(3)尽量利用PLC内部功能软元件,充分调用中间状态,使程序具有完整连贯性,易于开发。同时也减少硬件投入,降低了成本;
(4)条件允许的情况下最好独立每一路输出,便于控制和检查,也保护其它输出回路;当一个输出点出现故障时只会导致相应输出回路失控;
(5)输出若为正/反向控制的负载,不仅要从PLC内部程序上联锁,并且要在PLC外部采取措施,防止负载在两方向动作;
(6)PLC紧急停止应使用外部开关切断,以确保安全。
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其他注意事项
(1)不要将交流电源线接到输入端子上, 以免烧坏PLC;
(2)接地端子应独立接地,不与其它设备接地端串联,接地线截面积不小于2mm;
(3)辅助电源功率较小,只能带动小功率的设备(光电传感器等);
(4)一些PLC有一定数量的占有点数(即空地址接线端子),不要将线接上;
(5)当PLC输出电路中没有保护时,应在外部电路中串联使用熔断器等保护装置,防止负载短路造成损坏。
2. plc控制柜电路图
plc输出点一般接继电器线圈;继电器的常开常闭触点可以根据原理图接到PLC输入端;PLC的输出形式一般为晶体管输出之后才会加中间继电器,作用是小电流控制大电流,然后中间继电器在去控制输出线圈,例如接触器的线圈等等。
3. plc柜原理图怎么看
PLC的工作原理为:当PLC控制器投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
1、输入采样阶段
在输入采样阶段,PLC控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。
2、用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段,PLC控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。
3、输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后,PLC控制器就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。
4. plc电气控制柜原理图
可以简单的说,PLC由单片机加外围的输入及输出电路组成,使用专用的编程软件可以方便的编写控制程序,应用在自动控制系统中,替代传统的继电器逻辑电路。
变频器只是控制电机的频率
5. plc控制柜内部构造图
一般有PLC的地方,就有开关电源,或者绕线式的电源变压器,甚至还有变频器伺服驱动器,搞不好还有触摸屏控制器。所以,东西越多越需要开孔散热。
使用控制柜时,尽量选择两边有百叶窗的设备。这些中心不应该完全分离。这种结构可以促进空气流通,增加散热效果。如果用户在夏季使用,应尽量避免长时间操作。由于夏季气温较高,设备本身也会发热,长时间运行的PLC控制柜温度会极高,容易出现问题。
6. plc柜工作原理
华为plc智能家居方案工作原理
华为plc智能家居方案这是基于HPLC/IEEE 1901.1结合华为特有技术,且面向物联网场景的中频带电力线载波通信技术。其工作频段范围在0.7-12MHz,噪声低且相对稳定,信道质量好;采用正交频分复用(OFDM)技术,频带利用率高,抗干扰能力强;通过将数字信号调制在高频载波上,实现数据在电力线介质的高速长距离传输。PLC-IoT应用层通信速率在100Kbps到2Mbps,通过多级组网可将传输距离扩展至数公里,基于IPv6可承载丰富的物联网协议,使能末端设备智能化、实现设备全联接。
同时,PLC-IoT精确有效地建立了电力线通信信道传输模型,根据频率选择特性确定最佳信号传输频率,并通过大量的实测数据分析获得电力线的信道特性。可将其优势可以总结为:
一、基于开放标准的IPv6技术,不同类型的末端设备可以共享PLC网络,物联网关主机侧应用和容器内多个应用也可共享同一个PLC网络,独立访问各自管理的末端设备而互不影响,提升PLC网络的并发能力和通信效率。
二、基于华为主推的新一代台区识别技术,无需任何外加设备,根据宽带载波技术特点和电网及信号特性,仅通过软件分析处理,在模块本地自动分析出末端设备所归属的变压器区域。利用无扰台区识别的结果,可免除白名单配置,从而减少现场配置,提升设备部署效率。
三、PLC-IoT+RF双模通信采用宽带电力线载波与微功率无线通信技术融合,在高频次采集的场景下,PLC-IoT与RF双通道并行采集不同节点的数据,提升效率40%左右。关键信息交互时,双通道可同时传输关键信息,形成冗余通道,实现可靠通信。并且当设备发生停电故障、PLC链路断开时,可通过RF通信及时上报停电事件。
四、PLC-IoT模块配合旁路耦合电路,为PLC-IoT通信提供了又一种逃生通道。当电力线开关断开后,PLC-IoT模块可通过旁路耦合单元继续通信,将停电事件等重要信息上报给物联网关,实现停电主动抢修,提升运营效率和客户满意度,解决停电后如何将信息上报并及时进行处理的问题。
五、PLC-IoT模块结合边缘计算网关,提供即插即用框架,PLC-IoT尾端模块开放SDK,第三方应用通过简单函数调用,即可实现自身末端设备的自动发现,以及向容器中业务APP与远端物联网平台的注册,使能物联网关与末端设备快速建立业务通道,有效解决传统末端设备上线流程复杂,安装部署耗时的问题。
PLC-IoT产品:
PLC头端
》IP化PLC头端通信模块(配套核心板使用)
》作为PLC网络的中央协调器,负责组建PLC网络
》尺寸:92.62mm*67.62mm*24.5mm PLC小型化尾端
》IP化PLC尾端通信模组(集成在末端设备中)
》作为PLC网络的组网节点,受协调器管理
》支持合作伙伴二次开发
》尺寸:36mm*27mm*17.55mm(不含pin针)PLC标准化尾端
》IP化PLC尾端通信模块
》作为PLC网络的组网节点,受协调器管理
》尺寸:65.5mm*45.3mm*20mm物联网关核心板
》边缘计算核心板,支持虚拟化和容器技术
》支持合作伙伴基于容器开发APP应用
》尺寸:92.6mm*80mm*13.9mm
华为PLC解决方案
以华为全屋智能主机为中央控制系统,具备稳定可靠的 PLC 全屋网络,高速全覆盖的全屋 WiFi,支持丰富的可拓展的鸿蒙生态2配套,对全屋环境、用户行为及系统设备等进行分布式信息管理和智能决策,给用户带来沉浸式、个性化、可成长的全场景智慧体验。
方案配置中包含PLC硬件使能器件+场景体验:其中硬件包括,全屋智能主机(含全屋Wi-Fi 6+系统),以及传感器类,窗帘电机类,照明驱动类(含灯具),控制面板类等核心PLC硬件使能器件,场景体验包括,预置50+场景,其中包含首批鸿蒙AI场景 (普通场景为通过ifttt预设条件设置的场景,鸿蒙场景为搭载鸿蒙系统搭建的全新AI场景),同时支持消费者自定义拓展场景体验。
为家庭的两张网络,一张为采用最新PLC技术的全屋家庭控制总线网络,全屋PLC技术具有高成熟、高稳定、高连接、高可靠、易布署等优势。目前已实现支持2000米传输距离,轻松覆盖高达500平的大户型,华为实验室测试显示累计100万+小时不掉线,通讯成功率高达99.99%,极端条件断网不断联;在扩展性上可连接设备多达384个,满足家庭大量设备扩展需求。
另一张为实现全屋无死角覆盖的全屋Wi-Fi 6+无线网络, 也是家庭宽带的优势解决方案。全屋Wi-Fi 6+主路由模块包含1个IPTV、1个上行连光猫、1个连PLC、5个多房间AP扩展共8个网口,实现全屋Wi-Fi覆盖。
plc技术是什么
在知道什么是PLC-IoT之前,我们需要先了解PLC是什么。PLC(Power Line Communication)即电力线通信,又称电力线网络,指利用既有电力线,将数据或信息以数字信号处理方式进行传输。
PLC不需要组网和额外通讯费用,与现有路灯控制系统兼容也非常好。但是PLC受线缆质量、负载影响较大,对信号的抗干扰能力较差。
PLC-IoT(Power Line Communication Internet of Things)对PCL进行了改良,PLC-IoT 的抗干扰能力更强,信通的质量更好,同时,可以将数字信号调制在高频载波上,通过多级组网可将传输距离扩展至数公里,实现数据在电力线介质的高速长距离传输。
简单来说PLC,即电力线通信技术(Power Line Communication,简称PLC)是以电力线(低压、中压或者直流)作为媒介,传输数据与信息的一种载波通信方式。
PLC电力线通信技术实现了数据在电力线高速、可靠、实时、长距离的传输,突出特点是网随电通,无需额外部署专门的通信线即可接入网络,华为全屋智能是基于华为海思PLC-IoT芯片开发的全屋智能系统。
PLC-IoT系统可以单独控制各个设备,也可以根据需求编辑场景实 现不同产品同时控制,可以与HiLink平台的各个设备实现联动控制,用户通过华为智慧生活App远程或近端查看和控制设备。
华为全屋智能PLC与传统PLC区别
电力载波技术十多年前也有应用,像电力猫等也一直在使用这一技术。
华为全屋智能使用的PLC技术跟传统PLC技术本质的区别在于使用协议、带宽技术、传输数据类别。
首先不同于路由器、电力猫使用的PLC技术,华为全屋智能PLC-IoT是基于协议IEEE1901.1的系统;而路由器PLC是基于协议G.hn的技术。IEEE1901.1协议属于窄带技术,频宽1.6MHz-12MHz,仅传输控制信令和心跳报文,每个设备对带宽的占用很小;而G.hn技术属于宽带技术,因为在传输数据类别上面效率就完全不一样,传统PLC技术,传输的是数据业务,占据大量带宽资源,所以在使用中可能会受到其他电器的噪声干扰,导致传输速率有跳变,在部分干扰较大的场景下,会影响使用体验,也就是通常说的“失灵”,而其通常在开放环境使用,没有隔离器等措施,容易受到干扰。
华为全屋智能的PLC-IoT系统作为一条独立的回路接入家庭电路中,为了减少阻断传统家电设备产生的噪声,在独立回路上安装了一个滤波器,阻断掉传统家电对智能家具设备的干扰,从而达到稳定、安全的需求。PLC回路可最多支持384个设备。智能家居PLC技术是一个成熟的技术,在电力网,路灯等工业场景广泛应用,稳定通信距离可以高达2KM,华为将这个技术应用到家居场景,设备的连接稳定性可以得到保障。
华为PLC是什么
PLC只是一种技术路线,和ZigBee,Sig Mesh,甚至传统的总线技术一样,它就是个技术路线而已,直到目前,ZigBee和Sig Mesh也没有分出个高下,有所长也有所短,PLC加入战局把传统的总线技术也放到了一起对比,这是ZigBee和Sig Mesh无法做到的。
PLC已经在远程抄表和路灯监控的应用上验证了自身“广域”的应用价值,只这一点就是其它所有技术路线都几乎无法企及的,华为的野心在于真正的万物互联,智能家居只是其中一个部分, PLC几乎同时可以满足广域智能互联和家居智能互联的应用,又能同时兼顾快速改造和重新搭建两种业务应用类型,所以是个“大致正确”的方向,剩下的问题只是技术和应用的成熟度,以及性价比。
另外一个非常重要的但通常都不会被放到桌面上来讲的内容,是标准,这不仅涉及到利益,和5G技术应用一样,用星条国的话讲,还涉及到国家和社会安全,以及家庭和个人隐私保护。
如果ZigBee,Sig Mesh、KNX和PLC都能达到基本一样的互联和智能效果,性价比方面不会有过大的差别,在社会公共领域和大规模家庭应用方面,PLC会成为首选项,这是社会综合需求。
巨型企业做标准和资本,大型企业做战略和策略,中型企业做业务和渠道,小型企业做产品和技术,重心是不一样的,目标也是不一样的,结果当然不一样。
PLC至少有三个因素符合华为智能互联方面的技术路线选择需求:1、应用领域的覆盖性;2、全新的标准制定;3、有线无线的无缝结合。
在此基础上,华为强调的是HiLink系统,并没有完全排斥其它类型的智能技术融合,比如Sig Mesh,也是很有希望融入到华为的智能互联体系内的。
HiLink是根系,Wi-Fi是主干,PLC和Sig Mesh还有其它一些有可能融入的智能互联技术是分支,智能音箱路由网关开关面板插座……是绿叶,终端应用产品是开花结果。华为plc智能家居方案这套系统能让现实更接近理想中的智能生活,想当年这种设计只会出现在科幻故事、电影里,像一回家,就自动开窗帘、开地暖,把灯光调到合适亮度,反正想实现什么功能,直接买个功能家电接入这套全屋智能系统即可。