PLC模拟量通道品质判断西门子、施耐德

-工程中局部模拟量涉及到比拟重要的连锁，当出现断线、短路、严重干扰或仪表故障时会造成误动作，引发比拟严重的后果，所以一般在模拟量连锁跳机条件上应该与上该通道无故障判断。首先以S7-300为例介绍下西门子本身自带的通道断线判断功能如下：1 在STEP7 SIMATIC Manager中创立一新工程Test_wire_break；2 在新工程中插入一个S7-300的站SIMATIC 300(1)；3 做硬件配置，CPU为CPU315-2DP6ES7 315-2AG10-0AB0，模拟量模块为6ES7 331-7KF02-0AB0；4 配置SM331-7KF02 模块的inputs选项，选择0-1通道组为2线制电流2DMU，其他通道组为电压，并注意模板的量程卡与设置的一样。选中Enable框中的Diagnostic Interrupt选项，选中Diagnostics 选项中的0 1通道组中的Group Diagnostics 和 with Check for Wire Break选项，配置完成的画面如下：5 硬件组态完成后，保存编译；6 接下来完成诊断程序，在SIMATIC 300(1)S7 Program(1) Sources下面插入STL Source文件STL Source(1)，此时文件为空；7 翻开空的OB1程序，然后选中LibrariesStandard LibrariesSystem Function BlocksSFC51 RDSYSST DIAGNSTC，按F1键，出现SFC51的在线帮助信息，然后在信息的最底部点击E*ample for module diagnostics with the SFC 51，然后选择点击STL Source File，选中全部STL Source 源程序拷贝到STL Source(1)中，存盘编译此源程序，提示没有错误；8 此时在Blocks 中自动生成OB1，OB82，DB13和SFC51；9 翻开OB82的程序并做简单修改，将19 和20 行拷贝到go:后面并保存，具体变化如下：10 将整个S7-300站的程序和硬件组态下载到CPU中，下在完成后将CPU的模式选择开关切换到RUN位置，此时CPU运行，CPU的SF灯亮，SM331的SF灯亮，查看CPU的诊断缓冲区HardwareOnline选择CPU并双击Diagnostic Buffer，可获得相应的故障信息；11 翻开DB13 数据块，在线监控，具体画面如下：因为通道断线是一到来事件，所以诊断信息存储到E数组中，本例中E数组字节的含义解释如下：E1 = 16*0D 表示通道错误，外部故障和模板问题；E2 = 16*15 表示此段信息为模拟量模板的通道信息；E3 = 16*00 表示CPU处于运行状态，无字节2中标示的故障信息；E4 = 16*00 表示无字节3中标示的故障信息；E5 = 16*71 表示模拟量输入；E6 = 16*08 表示模板的每个通道有8个诊断位；E7 = 16*08 表示模板的通道数；E8 = 16*03 表示0通道错误和1通道错误，其它通道正常；E9 = 16*10 表示0通道断线；E10 = 16*10 表示1通道断线；E11 = 16*00 表示2通道正常，其它通道与2通道一样；此方法实用性不强，且配置里面是2个通道为一组配的，如果有一个通道为备用，为免一直调用OB82报故障，还需将俩路模拟量的点串接起来，比拟麻烦，故很少有人会采用。对于2线制及4线制变送器，短路时AI模块承受到的电流会大于20mA，断路时电流是0mA。对于三线制的热电阻信号，模块是通过电桥将阻值转换为电压进展测量，所以外部断线时，AI模块承受到的电压为0或则等于源电压，短路时电压信号为0。西门子AI模块对于电流信号是将420mA信号转换为027648的数字量。在允许围最大值为32767，对应电流22.96mA，最小为-4864，对应电流为1.185mA。对于S7-300的模块当输入电流大于21.81mA时，转换后的输出值为32767，当输入电流小于1.185 mA时，转换后输出值为-32768.而S7-400的AI模块在电流值大于21.81 mA或小于1.185mA时输出值都为32767。电压信号与电流信号类似：对于S7-300的模块当输入电压小于0.296V时，系统输出-32768，当电压大于5.704V时，系统输出32767。S7-400的AI模块统一输出32767。目前我们大多数是以027648为界限对模拟量进展断线或短路判断，但是很多仪表使用一段时间后会出现零点漂移现象，经过传感器转换后的信号会小于4mA或大于20mA，此时再用027648来判断会产生误判断或误动作。综上我们应该根据模块型号的不同采用转换后输出等于32767或则-32768来进展短路及断线判断保护。但是有时模拟量信号不可防止的会受到外部环境干扰而产生较大的波动，导致设备误动作，有些人会采用滤波方式来对模拟量进展处理，但是这样在对实时性保护要求高的地方也不适用。我一般会比拟俩次扫描周期之间差值的绝对值，根据实际情况做一个速率限制，超出则认为是干扰进展过滤，不参与保护动作。下附S7-300中模拟量通道品质判断代码：NETWORK1： A( L *AI_IN AI经过标幺后的本周期工程量 L *MD_IN AI经过标幺后的上周期工程量 -R T *AI_TEMP1 AN OV SAVE CLR A BR ) A( L *AI_TEMP1 L 0.000000e+000 R ) JNB _001 L *AI_IN T *MD_IN_001: NOP 0NETWORK2： A( L *AI_TEMP1 ABS T *AI_TEMP1 SET SAVE CLR A BR ) A( L *AI_TEMP1 L *SP 工程量波动速率限定值 =R ) O( L *PIW_IN AI通道地址 L 32767 AI通道短路 =I ) O( L *PIW_IN L -32768 AI通道断线 =I ) = L 5.0 A L 5.0 BLD 102 = *QC_TEMP A L 5.0 A( L *PIW_IN L 0 I ) S *QC AI通道故障NETWORK3： AN *QC_TEMP A *QC_RST AI通道故障复位 R *QC应用例如如下，如有不当之处请指正！对于施耐德系列PLC以昆腾系列为例介绍下施耐德本身自带的通道断线判断功能如下：1 在Unity Pro *L中创立一新工程Test_wire_break,CPU选择Quantum (140 CPU 67160)；2 做硬件配置，在本地总线机架背板140 CRP 93* 00远程I/O模块，在下面出现的RIOBUS背板上插入140 ACI 030 00模拟量输入模块如下：3 双击模拟量输入模块在弹出的画面中选中配置选项卡可看到如下列图，8通道的模块占用了9个字长度的地址，前面8个字%IW1%IW8分别对应8个通道的输入，最后一个字%IW9即为模块自诊断字：诊断字含义解释如右：例如：%IW9.5=1表示此模块第5个通道断线或电压缺乏。系统还自带系统字对模块进展诊断，系统字 %SW160 到 %SW167 分别与机架 0 到 7 关联。其中每个字的位 0 至 15 分别与这些机架的位置 0 至 15 处的模块相对应。如果模块出现故障，则相应位为 0；如果模块操作正确，则为 1。例如：%SW163.5=0 机架 3 位置 5 处的模块出现故障。系统自带诊断功能缺省一般默认为+/- 12.5%的溢出，且不需要专门进展配置，较为简单实用，所以我们只需在这个故障点上再或上模拟量自身的跃变故障判断即可。下附Unity Pro中模拟量通道品质判断代码：IF PV_N-PV_O0.0THENPV_TMP:=ABS(PV_N-PV_O);PV_O := PV_N;END_IF;IF PV_TMPPV_SP OR AI_D*THENAI_QC_T:=TRUE;ELSEAI_QC_T:=FALSE;END_IF;RS_1(S1:=AI_QC_T, R:=RST AND (NOT AI_QC_T), Q1=AI_QC);PV_TMP := 0.0;(*PV_N 本周期值， PV_O 上周期值， PV_SP 速率限制值， AI_D* 通道断线故障， RST 复位， AI_QC 通道故障输出*)注：西门子PLC中M、MB、MW、MD共用一个存储区，即MD0 = MW0 +MW2 = MB0 + MB1 + MB2 + MB3 = M0.0M3.7施耐德PLC中%M单独使用一个存储区，%MW与%MD共用一个存储区，%MD1 = %MW1 + %MW2. z.