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PLC可編程序控制器系統的抗干擾及措施

作者: 時(shí)間:2009-08-26 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

  此干擾主要有兩種途徑:一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號線(xiàn)受空間電磁輻射感應的干擾,即信號線(xiàn)上的外部感應干擾,這是很?chē)乐氐?。由信號引入干擾會(huì )引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴重時(shí)將引起元器件損傷。對于隔離性能差的,還將導致信號間互相干擾,引起共地總線(xiàn)回流,造成邏輯數據變化、誤動(dòng)和死機。控制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。

  c 來(lái)自接地系統混亂時(shí)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(fā)出干擾;而錯誤的接地,反而會(huì )引入嚴重的干擾信號,使系統將無(wú)法正常工作。

  控制系統的地線(xiàn)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(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地,就存在地電位差,有電流流過(guò)屏蔽層,當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí),地線(xiàn)電流將更大。

  此外,屏蔽層、接地線(xiàn)和大地有可能構成閉合環(huán)路,在變化磁場(chǎng)的作用下,屏蔽層內有會(huì )出現感應電流,通過(guò)屏蔽層與芯線(xiàn)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(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線(xiàn)上產(chǎn)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貯,造成數據混亂、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(dòng)作。

 ?。?)來(lái)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(chǎn)生,如邏輯電路相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(chǎng)對系統內部進(jìn)行電磁兼容設計的內容,比較復雜,作為應用部門(mén)是無(wú)法改變,可不必過(guò)多考慮,但要選擇具有較多應用實(shí)績(jì)或經(jīng)過(guò)考驗的系統。

  二、主要

  1、采用性能優(yōu)良的電源,抑制電網(wǎng)引入的干擾

  在PLC控制系統中,電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統主要通過(guò)PLC系統的供電電源(如 CPU 電源、I/O電源等)、變送器供電電源和與PLC系統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的?,F在,對于PLC系統供電的電源,一般都采用隔離性能較好電源,而對于變送器供電的電源和PLC系統有直接電氣連接的儀表的供電電源,并沒(méi)受到足夠的重視,雖然采取了一定的隔離,但普遍還不夠,主要是使用的隔離變壓器分布參數大,抑制干擾能力差,經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以,對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大(如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù))的配電器,以減少PLC系統的干擾。

  此外,位保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷,可采用在線(xiàn)式不間斷供電電源(UPS)供電,提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能,是一種PLC控制系統的理想電源。

  2、 電纜選擇的敖設

  為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾,尤其是變頻裝置饋電電纜。筆者在某工程中,采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜,從而降低了動(dòng)力線(xiàn)生產(chǎn)的電磁干擾,該工程投產(chǎn)后取得了滿(mǎn)意的效果。

  不同類(lèi)型的信號分別由不同電纜傳輸,信號電纜應按傳輸信號種類(lèi)分層敖設,嚴禁用同一電纜的不同導線(xiàn)同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號,避免信號線(xiàn)與動(dòng)力電纜靠近平行敖設,以減少電磁干擾。

  3、 硬件濾波及軟件抗如果

  由于電磁干擾的復雜性,要根本消除迎接干擾影響是不可能的,因此在PLC控制系統的軟件設計和組態(tài)時(shí),還應在軟件方面進(jìn)行處理,進(jìn)一步提高系統的可靠性。常用的一些措施:數字濾波和工頻整形采樣,可有效消除周期性干擾;定時(shí)校正參考點(diǎn)電位,并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn),可有效防止電位漂移;采用信息冗余技術(shù),設計相應的軟件標志位;采用間接跳轉,設置軟件陷阱等提高軟件結構可靠性。



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