K3P-07ASProfibus是目前工控系統中成功的現場總線之一，得到了廣泛的應用。它是不依賴于生產廠家的開放式的現場總線，各種各樣的自動化設備均可通過同樣的接口協議進行信息的交換。Profibus-DPDistributed I/O System-分布式I/O系統是一種經過優化的模塊，有較高的數據傳輸率，適用于系統和外部設備之間的通信，遠程I/O系統尤為合適。它允許高速度周期性的小批量數據通信，適用于對時間要求苛刻的自動化控制系統中。Profibus-DP現場總線系統可使許多現場設備如PLC智能變送器變頻器在同一總線進行雙向多信息數字通訊，因此可方便地使用不同廠家生產的控制測量系統相互連接成通訊網絡。濟鋼鮑德彩板有限公司是濟鋼集團總公司00年投資興建的年產0萬噸大型彩板生產基地，其生產線中的固化爐導熱油爐煤氣制氫中的煤氣系統必須對煤氣通過煤氣加壓機進行二次加壓才能滿足生產工藝要求，煤氣加壓機控制系統采用Profibus-DP過程現場總線通訊技術方案，自動化控制單元與變頻器采用不同廠家的產品，分別采用西門子的S-00 PLC和ABB公司的ACS00變頻器。
 系統配置及通訊協議
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 系統配置
該系統以西門子公司和ABB公司的相關產品來實現全數字交流調速系統在Profibus-DP網中的通訊及控制原理。附為該系統的Profibus-DP網的網絡配置，其中PLC為西門子公司的SIMATIC S--DP，變頻器為ACS00系列，NPBA-為與變頻器配套的通訊適配器。編程軟件為STEP V軟件，用于對S-00 PLC編程和對Profibus-DP網進行組態和通訊配置。上位機畫面操作采用WinCC進行畫面編程和操作，與PLC通訊采用以太網通訊方式。

附 系統網絡配置
 通訊協議
在本系統中，S-00 PLC作為主站，變頻器作為從站時，主站向變頻器傳送運行指令，同時接受變頻器反饋的運行狀態及故障報警狀態的信號。變頻器與NPBA-通訊適配器模塊相連，接入Profibus-DP網中作為從站，接受從主站SIMATIC S--DP來的控制。NPBA-通訊適配器模塊將從Profibus-DP網中接收到的過程數據存入雙向RAM中，的每一個字都被編址，在變頻器端的雙向RAM可通過被編址參數排序，向變頻器寫入控制字設置值或讀出實際值診斷信息等參量。
變頻器現場總線控制系統若從軟件角度看，其核心內容是現場總線的通訊協議。Profibus-DP通訊協議的數據電報結構分為協議頭網絡數據和協議層。網絡數據即PPO包括參數值PKW及過程數據PZD。參數值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼;過程數據PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些數據值，如頻率給定值速度反饋值電流反饋值等。Profibus-DP共有兩類型的網絡PP一類是無PKW而有個字或個字的PZD;另一類是有PKW且還有個字個字或0個字的PZD。將網絡數據這樣分類定義的目的，是為了完成不同的任務，即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響，均各自獨立工作，從而使變頻器能夠按照上一級自動化系統的指令運行。
 STEP項目系統組態及通訊編程

 使用STEPV組態軟件，進入Hardware Configure完成S-00 PLC硬件組態;
 選定S--DP為主站系統，將NPBA-的GSD設備數據庫文件導入STEP的編程環境中，軟件組態NPBA-到以S--DP為主站的DP網上，并選定使用的PPO類型，本設計使用PPO，設定站點網絡地址。在變頻傳動裝置Profibus的結構中，ABB變頻器使用Profibus-DP通信模塊NPBA-進行數據傳輸，主要是周期性的:主機從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站，因此需要在PLC主程序中調用兩個系統功能塊SFC和SFC來讀寫這些數據，實現到變頻器的通信控制;
 在主PLC程序中建立一個數據塊，用于于變頻器的數據通信;建立一變量表，用于觀測實時通訊效果。
 變頻器運行設置

變頻器與PLC應用Profibus-DP現場總線連成網絡后，除在PLC自動化系統中進行編程外，在每個變頻器上也要進行適當的參數設置。
通訊電纜聯接后，啟動變頻器，完成對變頻器通訊參數的

 基本設置。
 0—模塊類型，本參數顯示由傳動裝置探測到的模塊型號。其參數值用戶不可調整。如果本參數沒有定義，則不能在模塊與傳動之間建立通訊。
 0—本參數選擇通訊協議，“0”為選擇Profibus-DP通訊協議。
 0—本參數為Profibus連接選擇的PPO類型，“”為PPO，但變頻器上的PPO類型應與PLC上組態的PPO類型一致。
 0—本參數用于定義設備地址號，即變頻器的站點地址，在Profibus連路上的每一臺設備都必須有一個單獨的地址。本次設計中兩臺變頻器分別為號站。[]

 過程參數的連接
過程參數互聯完成NPBA-雙端口RAM連接器與變頻器相應參數的定義和連接，包括主站PLC到變頻器的連接和變頻器到主站PLC的連接兩部分。在變頻器上設定下列連接參數。
 從PLC發送到傳動裝置變頻器的PZD值
l PZD—控制字，如變頻器的啟動使能停止急停等控制命令; 
l PZD—變頻器的頻率設定值。
 從傳動裝置變頻器發送到PLC的PZD值
l PZD—狀態字,如報警故障等變頻器運行狀態;
l PZD—變頻器的速度實際值電流實際值等。
 結束語
變頻器控制系統采用了Profibus-DP現場總線控制模式后，不但整個系統可靠性強，操作簡便，而且可根據工藝需要進行靈活的功能修改。該系統在濟鋼鮑德彩板有限公司應用以后，運行效果良好，為今后總公司的自動化設備不同廠家的網絡通訊提供了一個成功典范。
隨著科學技術的發展，PLC在工業控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統的可靠性直接影響到工業企業的安全生產和經濟運行，系統的抗干擾能力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。自動化系統中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產現場和各種電機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中。要提高PLC控制系統可靠性，設計人員只有預先了解各種干擾才能有效*保*系統可靠運行。 

 電磁干擾源及對系統的干擾 
　　 
　　影響PLC控制系統的干擾源于一般影響工業控制設備的干擾源一樣，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。 
　　 
　　干擾類型通常按干擾產生的原因噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲浪涌噪聲高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形性質不同，分為持續噪聲偶發噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網串入地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態同方向電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達0V 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，造成元器件損壞這就是一些系統I/O 模件損壞率較高的原因，這種共模干擾可為直流亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。 

 PLC 控制系統中電磁干擾的主要來源有哪些呢 

 來自空間的輻射干擾 
　　 
　　空間的輻射電磁場EMI主要是由電力網絡電氣設備的暫態過程雷電無線電廣播電視雷達高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC 系統置于所射頻場內，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對PLC 內部的輻射，由電路感應產生干擾；而是對PLC 通信內網絡的輻射，由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC 局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。 

 來自系統外引線的干擾 
　　 
　　主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較嚴重。 
來自電源的干擾 
　　 
　　實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC 控制系統故障的情況很多，筆者在某工程調試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC 電源，問題才得到解決。 
　　 
　　PLC 系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣， 
將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化，開關操作浪涌大型電力設備起停交直流轉動裝置引起的諧波電網短路暫態沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC 電源通常采用隔離電源，但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。 

  來自信號線引入的干擾 
　　 
　　與PLC 控制系統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往被忽略；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統總線回流，造成邏輯數據變化誤動和死機。PLC 控制系統因信號引入干擾造成I/O模件損壞數相當嚴重，由此引起系統故障的情況也很多。 

來自接地系統混亂時的干擾 
　　 
　　接地是提高電子設備電磁兼容性EMC的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使PLC 系統將無法正常工作。PLC 控制系統的地線包括系統地屏蔽地交流地和保護地等。接地系統混亂對 PLC 系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響系統正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端AB都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發生異常狀態加雷擊時，地線電流將更大。 
　　 
　　此外，屏蔽層接地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內有會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統地與其它接地處理混亂，所產生的地環流可能在地線上產生不等電位分布，影響PLC 內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC 工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC 的邏輯運算和數據存儲，造成數據混亂程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。 

來自PLC 系統內部的干擾 
　　 
　　主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路 
互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC 制造廠對系統內部進行電磁兼容設計的內容，比較復雜，作為應用部門是無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的系統。 

怎樣才能更好更簡單解決PLC系統干擾 
　　選用隔離性能較好的設備選用優良的電源動力線和信號線走線要更加合理等等，能解決干擾，但是比較煩瑣不易操作而且成本較高。 
　　利用信號隔離器這種產品解決干擾問題。只要在有干擾的地方，輸入端和輸出端中間加上這種產品，就可有效解決干擾問題。 

為什么解決PLC系統干擾選信號隔離器呢 
　　使用簡單方便可靠，成本低廉。 
　　可大量減輕設計人員系統調試人員工作量，即使復雜的系統在普通的設計人員手里，也會變的非常簡單可靠。 

信號隔離器工作原理是什么 
　　 
　　首先將PLC接收的信號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。*保*變換后的信號電源地之間絕對獨立。 

 現在市場有那么多品牌的隔離器，價格參差不齊，該怎么選擇呢 
ACS880-01-04A0-3 ASD-B1021-A PST-SV13 BB-M802P-C21S12 TOHO東邦 TM-107 EE-674A PFXGE4401WAD MR-J2S-70B-EE006 FL2-4T7R MSMA042A1H OMRON PLC CPM2AE-60CDR-A
ACS510-01-031A-4 ECMA-E31315PS GM3-B08M SGMAH-A5B1A-YB21 BB-M802P-C11S12 FR-F520J-0.75K GL-RB01 EE-SPY311 GP477R-EG41-24VP HC-SWS301K-S1 FL2-7D6S MSMA013A1A MHME352GCH ASDABPW0115 富士 FR2000-CZB V8 V10
ACS150-01E-04A7-2 SGMGV-20ADA61 GM3-B04E SGMAH-A5A1A-YR51 FQ60-L22MP-P31S8 6ES5942-7UB11 EH-BS5A   EE-SPY312 FP2500-T12 FX0N-40MT 山武 SDC10溫控儀 溫控表 MSMA023A1A MHME352GCS ASDABPW0120 電梯門機變頻器 VF-7F
ACS880-01-072A-3 ECMA-C10602PS GM3-B06E SGMAH-01A1A2S BFB-M1202A-V24P2 DOP-AE10THTD1 EH-XD64   EE-SPY411 GP2600/GP2601/GP2500 GP2501-TC41/SC41-24V/TC11 SC11 MR-J2M-P8B-S027 SDC-15溫控儀 MSMA043A1A MHMEC52SCV ASD-AB-PW0103         永大電梯配 LG電梯配 INV-ACRA5電流板
ACS880-01-293A-3 ASD-A2-0421-L GM3-B08E VQ1200Y-5 FQ60-L22MD-P31P2MS FR-A720-0.4K EH-YR16   EE-SPY412 GP-4501T（PFXGP4501TAA,PFXGP4501TAD） HC-KFS73-S22 SDC15TV0TA0100 MSM022A1F MHME252SCV ASDBCAEN0020 西子奧的斯 OTIS 電梯直流電動機 XRDS 80J
ACS880-01-061A-3 MSMA102P1G G3C-E061 VQ1100-5 FQ60-L22MU-P35P2 MR-E-100AG   EH-TC8 EE-SX670A GLC2400-TC41-24V HC-MF73B SDC40A5G2AS04000 MSMA021P1A MHME202GCV MH4-25LN65C7D　 梯主板 BL2000 BHT V22 V23 全新
ACS880-01-038A-3 MEDHT7364 G3C-E121 VQ1400-5 BFN-M1204A-V14P2 CJ1W-IA201 NF30-CS EE-SXSX671A AGP3300 HC-AQ-0336BS-S4 SDC40A5G0AS01100 MFECA0030EAM MHME252GCS MH4-25LN65CAD　     電梯顯示板 HK2000-D3 HK2000-D4 D5
ACS880-01-05A6-3 MEDHT7364E G3C-E301 CJ2B6-10-CJKJ2641 缸徑6MM行程10MM FQ60-R12MD-P31P2 E3JK-R4M1-ZH EH-CPU448   EE-SXSX672A AGP3301-L1 OBE13-1 PGU312電力調功器 MSDO23A1Y MHMEC52GCH MH4-17LS65C7D 一體機主板 NICE1000 MCTC-MCB-G VER D 同步
ACS880-01-02A4-3 三菱電機202GCG G3M-M064S FC-52C FQ60-R12MU-P35P2 6ES7215-1AG31-0B0 EH-YT32 M8E3HT-DS3E1 S1-D24 MR-J2S-60BS041U638 DMC10S4CR0000 MUMS042A1E05 MHME302SCT NH4-17LS65CAD             三菱電梯配 HOPE 電梯外呼顯示 P366701B000G02送芯片
ACS880-01-206A-3 MHMD082P1C G3I-D22A MSMA011A2N FQ60-R10MD-P31P2-F Q172DCPU   NX70-Y32T-CH E3HT-DS3E2 FP3710-T42-U MR-J2S-B-SO41U703 HD-CAOM00 AMKA100G1 MHME502GCV ASD-A0121-A0721LA 主板 MECS-04 含操作器
ACS880-01-017A-3 三菱電機082P1G G3I-D24A SGMRS-13A2A-YR11 FQ60-R12MD-P31S8 6ES7131-4BD01-0AA0 EH-CPU516   E3JK-R4M1-ZH   GP-4601T MR-H60BN C40A5G0A500000 MSD083C2X MHME502SCH YDM30200447     電梯配 MG5接觸器 線圈電壓AC110V
ACS880-01-045A-3 MDDDT3530 G3I-D28A SGMG-09A2AA FQ60-R12MU-P35P2-F SMC VX2340L EH-AX44 E3JK-5DM1-N PFXGP4601TAA MR-J2-40A-A15 C15MTR0RA0100 MSMD092S2U MHMEC52GCD MS3106A-20-29S 電梯配 默納克轎頂板 MCTC CTB A
ACS880-01-246A-3 MDDDT3530003 G3I-A12A SGMAH-08AAA2C BN-M804P-C12S12 CJ1W-OD211 KOGANEI小金井 C200-02   E3JK-5L-N PFXGP4601TAD MR-C4OA 山武閥門定位器AVP301-RSD3A MSD5A1P4E MHMEC02SCC NH4-20LS65C7T/A/3T BL2000-STB-V9 電梯主板
ACS880-01-032A-3

　　隔離器位于二個系統通道之間，所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能，同時要使隔離器輸入輸出模式電壓型電流型環路供電型等適應前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強度﹑總線通訊功能等許多重要參數涉及產品性能，例如：噪音與精度有關功耗熱量與可靠性有關，這些需要使用者慎選。總之，適用可靠產品性價比是選擇隔離器的主要原則。