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                PLC控制系統的抗干擾技術在應用中的實際操作

                2013-11-27 9:04:44??????點擊:
                PLC控制系統的抗干擾技術在應用中的實際操作

                1引言
                      PLC控制系統由于具有功能強、程序設計,維護方便等優點,特別是高可靠性、較強的適應惡劣工業環境的能力,已被廣泛應用于自來水行業。但由于現場環境條件惡劣、濕度高、以及各種工業電磁、輻射干擾等,會影響系統的正常工作,因此必須重視工程的抗干擾設計。
                      水廠應用中的PLC所受的干擾源主要有電源系統引入的干擾、接地系統引入的干擾和輸入輸出電路引入的干擾三類。如果PLC的干擾問題解決得不好,系統將無法可靠運行控制,將會影響到正常供水。因此,有必要對PLC應用系統中的干擾問題進行探討。主要本文分別討論PLC的三種抗干擾技術。

                2抗干擾的技術對策分析
                      為防止干擾,可采用硬件和軟件的抗干擾措施,其中,硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施,一般從抗和防兩方面入手來抑制和消除干擾源,切斷干擾對系統的耦合通道,降低系統對干擾信號的敏感性。
                2.1電源系統引入的干擾
                      電網的干擾,頻率的波動,將直接影響到PLC系統的可靠性與穩定性。如何抑制電源系統的干擾是提高PLC的抗干擾性能的主要環節。
                (1)加裝濾波、隔離、屏蔽、開關穩壓電源系統。
                      設置濾波器的作用是為了抑制干擾信號從電源線傳導到系統中,使用隔離變壓器,必須注意:屏蔽層要良好接地;次級連接線要使用雙繞線(減少電線間的干擾),隔離變壓器的初級繞組和次級繞組應分別加屏蔽層,初級的屏蔽層接交流電網的零線;次級的屏蔽層和初級間屏蔽層接直流端。
                      為了抑制電網大容量設備起停(如送水泵等)引起電網電壓的波動,保持供電電壓的穩壓,可采用開頭穩壓電源。
                (2)分離供電系統
                      PLC的控制器與I/O系統分別由各自的隔離變壓器供電,并與主電源分開,這樣當輸入輸出供電斷電時,不會影響到控制器的供電。
                2.2抑制接地系統引入的干擾
                      PLC控制系統分為邏輯電路接地和功率電路接地,有共地、浮地及機殼共地和電路浮地等三種方式。一般采用控制器與其它設備分別接地方式最好,接地時注意:接地線盡量粗,一般大于2mm2的線接地;接地點應盡量靠近控制器,接地點與控制器之間的距離不大于50m;接地線應盡量避開強電回路和主回路的電線,不能避開時,應垂直相交,應盡量縮短平行走線的長度。
                      實踐證明,接地往往是抑制噪聲和防止干擾的重要手段,良好的接地方式可在很大程度上抑制內部噪聲的耦合,防止外部干擾的侵入,提高系統的抗干擾能力。
                2.3抑制輸入輸出電路引入的干擾
                      為了實現輸入輸出電路上的完全隔離,近年來在控制系統中光電耦合得到廣泛應用,已成為防止干擾的最有效措施之一。
                     光電耦合器具有以下特點:首先,由于是密封在一個管殼內,不會受到外界光的干擾;其次,由于靠光傳送信號,切斷了各部件電路之間地線的聯系;第三,發光二極管動態電阻非常小,而干擾源的內阻一般很大,能夠傳送到光電耦合器輸入輸出的干擾信號就變得很小;第四,光電耦合器的傳輸比和晶體管的放大倍數相比,一般很小,遠不如晶體管對干擾信號那么靈敏,而光電耦合器的發光二極管只有在通過一定的電流時才能發光。因此,即使是在干擾電壓幅值較高的情況下,由于沒有足夠的能量,仍不能使發光二極管發光,從而可以有效地抑制掉干擾信號。由于光電耦合器的線性區一般只能在某一特定的范圍內,因此,應保證被傳信號的變化范圍始終在線性區內。為了保證線性耦合,既要嚴格挑選光電耦合器,又要采取相應的非線性較正措施,否則將產生較大的誤差。 
                      以上是對開關量輸入輸出信號的處理方法,而對模擬輸入輸出信號,為了消除工業現場瞬時干擾對它的影響,除加A/D、D/A轉換電路和光電耦合外,可根據需要采取軟件的數字濾波技術如中值法、一階遞推數字濾波法等算法。

                3結束語
                      PLC控制系統的抗干擾性設計是一個復雜的系統工程,涉及到具體的輸入輸出設備和工業現場的環境,在設計抗干擾系統時要求要綜合考慮各方面的因素。 


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