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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

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 可编程控制器是专门为工业控制设计的,在设计和制造过程中厂家采取了多层次抗干扰措施,使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。运行的稳定性和性很高,PLC整机平均无故障工作时间高达几万小时。随着计算机技术的发展,PLC的功能也越来越强,使用越来越方便,因此在工业控制系统中使用日益广泛。但是,整机的性高只是保证系统工作的前提,还在设计和安装PLC系统过程中采用相应的措施,才能保证系统工作。本文主要论述在设计和安装PLC系统过程中的干扰措施。

二 PLC系统的基本组成结构

可编程控制器硬件系统由PLC主机、功能I/O单元和外部设备组成,如图1所示。其中PLC主机由CPU、存储器、基本I/O模块、I/O扩展接口、外设接口和电源等部分组成,各部分之间由内部系统总线连接。

三 PLC系统设计时的抗干扰措施

3.1 硬件措施

(1) 屏蔽:对电源变压器、处理器、编程器等主要部件,采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影响。


(2) 滤波:对供电系统计输入线路采用多种形式的滤波处理,以和抑制高频干扰信号,也削弱了个模块间的相互影响。

(3) 电源调整与保护:电源波动造成电压畸变或毛刺,将对PLC及I/O模块产生不良影响。对微处理器部件所需要的+5V电源采用多级滤波处理,并用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。尽量时电源线平行走线,时电源线对地呈低阻抗,以减少电源噪声干扰。其屏蔽层接地方式不同,对干扰抑制效果不一样,一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应接地,以抑制共摸干扰。

(4) 隔离:在微处理器与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效地把他们各离开来,以防外部的干扰信号及地线环路中产生的噪声电信号通过公共地线进入PLC本机,从而影响其正常工作。

(5) 采用模块式结构:这种结构有助于在故障发生时进行短时期修复,一旦查出某一模块出现故障,可换,使系统恢复正常工作,同时也有助于加速查找系统故障的原因。

3.2 软件措施

为了提高输入信号的信噪比,常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统,采用程序限幅法,即连续采样5次,若某一次采样支援远大于其他几次采样的幅值,那么就舍取之。对于流量、压力、液面、位移等参数,往往在一定范围内频繁波动,则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为:流量n=12,压力n=4合适。

(1) 故障诊断:系统软件定期地检测外界环境,如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等,以便及时反映和处理。

(2) 信号保护和恢复:当偶尔性故障发生时,不破坏PLC内部的信息,一旦故障现象消失,就可以恢复正常,继续原来的工作。

(3) 设置警戒时钟WDT:如果程序循环扫描执行时间过了WDT规定的时间,预示了程序进入死循环,立即报警。

(4) 加强对程序的检查和校验:一旦程序有错,立即报警,并停止执行程序。

(5) 对程序及动态数据进行电池后备:当停电时利用后备电池供电,保持有关信息和状态数据不丢失四 PLC系统安装时的抗干扰措施

PLC各部分的组成和系统连接及装配方法严格按照说明书上安装要求进行,这一点非常重要,是保证系统运行的基本条件。

4.1 电源接线和地线接线

要合理布置电源线,强电与弱电要严格分开,且弱电电源线要尽量加。

接地在干扰上起很大的作用。交流地是PLC控制系统供电所必需的,它通过变压器点构成供电两条回路之一。这条会路上的电流、各种谐波电流等是个严重的干扰元。因此交流地线、直流地线、模拟地和数字地等分开。数字地和模拟地的共点地置悬浮方式。地线各点之间的电位差尽可能小,尽量加粗地线,有条件可采用环形地线。

系统地端子(LG)是抗干扰的中性端子,通常不需要接地,可是,当电磁干扰比较严重时,这个端子需与接大地的端子()连接。为防止电流冲击,应使用截面积大于2mm2的14#接地线将端与大地相接,接地电阻应小于100Ω,接地长度小于20m。

4.2 输出端子的接线

(1) 当几个外部设备连接带一个电源上时,应使用短接片将其输出端子对应的公共端子短接。输出端可以使用不同的电压,这时其对应的公共端应分别接入不同的电压源。

(2)交流输出线与直流输出线不能使用同一根电缆。输出线应远离高压线核动力线,且不得并行。不得将外部设备连接到带“·”的输出端上。

(3) 输出回路中应有熔断器保护PLC的输出元件。流入输出端子的大电流不应过PLC的允许值,否则外接接触器或继电器。同样,若负载电流规定的小值时,应并联一个阻容吸收电路,如图2所示。电阻取50Ω,电容取0.1μf。



(4) 电感性负载断电时会产生很大的自感电动势,当电路接通时,起触点处将产生电弧,严重时,发生触点烧结。因此要在电感线圈上并联一个续流二管。如图3所示。


4.3 电缆的敷设

当动力电缆过10A/400V或20A/220V,若要求与输入输出电缆并行放置,那么在两者之间至少相隔300 mm。

如果将它们放在一个槽内时,它们之间间隔100 mm以上,且一定要用接地的金属屏蔽起来。

特别注意的是PLC的基本单元与扩展单元之间的电缆是传送电压低的高频信号,很易受到干扰,因此,不能将它与其他电缆设在同一管道内。另外,使用的电缆应是截面积小于1.5mm2的屏蔽电缆。使用电缆管敷设电缆。使用排线槽时。长度瑶足以包含全部的输入输出连线,并与其它电缆分开。

把输入线绞合,绞合的双绞线能降低共膜干扰,由于改变了导线电磁感应的方向,从而使其感应相互抵消。如图4所示。


信号采集是模拟线路时导线可捆扎在一起。数据线和脉冲线不能接近或捆扎在一起。否则数据线上全“1”时,在脉冲线上造成干扰,反之亦然。
使用屏蔽线作输入线,只需一端接地。若两端接地,由于接地电位差在屏蔽层内会流过电流而干扰。为了泄放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线,其电阻应小于屏蔽电阻的十分之一,并将屏蔽层两端接地,若考虑抑制低频干扰也可一端接地。

五 结束语

PLC应用系统工作环境恶劣,周围有各种各样的干扰,尽管PLC本机的度很高。但是在系统设计和安装时,仍对环境作的分析,确定干扰的性质,采取相应的抗干扰措施,以保系统长期稳定的工作。

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目前范围内,无论是过程自动化、制造自动化还是混合自动化的生产设备,普遍采用PLC作为上层控制器。PLC的和种类多样,具体的控制对象也曾出不穷。虽然我们买来的设备已经预先写好程序,但是生产中,有时不得不对程序重新编写,以满足自身的需求。但是很多工程师在编写程序时,没有一个良好的习惯,不知道什么才是科学的编程步骤。如果编程的步骤不正确或者不合理,在日后会出现很多麻烦。

科学的编程步骤其实很简单,但往往大多数工程师就是认为简单而忽略很多细节。细节的忽略,必然会在以后出现问题。想避免日后的问题,只有好好的遵守规则,没有规矩不成方圆,PLC编程一样有其自身的规矩。

下面具体介绍PLC编程的合理步骤:

步:阅读产品说明书。
步看起来再简单不过了,很多设备工程师会说,这台设备我负责了很多年,维护保养每天都做,没有不熟悉的,看说明书就是浪费时间。哈哈,这就是国内很多工程师的通病,许多人从设备买回来直到报废,没有人真正认真地去阅读过产品说明书,即使阅读也是草草地一看。多的还是通过供货方的产品培训来了解设备,孰不知,如果简单的培训就可以让你充分了解设备特点的话,那么为什么上都要求设备要配备说明书呢?如果阅读过说明书,请问说明书开始的守则是否一字一句的看过?每个元件的说明是否看过?没种元件的调试方法是否看过?…

我们会发现,其实我们日常忽略了产品说明书,很多人甚至将说明书扔掉或者放在自己一时都想不起来的地方。仔细阅读说明书是编程的步,要阅读守则,知道哪些执行机构可能会对人身造成伤害,哪些机构间容易发生撞击,当发生危险时如何解决,这些致命的问题都在守则中,为什么不去看呢?

此外,关于设备每个元件的特性,使用方法,调试方法也在说明书中,不去阅读,即使程序正确,如果元件没有调试好,设备一样不能工作。再有,所有的电路图、气动液压回路图、装配图也在说明书中,不去阅读它怎么知道没种元件可以做何种改造呢。

二步:根据说明书,检查I/O。
确认仔细通读说明书了?如果真的仔细阅读过,那么进行二步,I/O,俗称“打点”。
检查I/O的方法很多,但是一定要根据说明书提供的依次进行检查。前提是按照说明书的守则和元件的说明,在的情况下来检查。

在检查输入点时,一般输入信号无非是各种传感器,如电容、电感、光电、压阻、声波、磁感式和行程开关等传感器。检查这些元件比较简单,根据元件说明将工件放在工位上,或是移动执行机构检查传感器是否有信号即可。当然,不同的设备检测的方式可能不同,这要看具体情况而定了。

但是在检查输出信号时就要格外小心了。如果是电驱动产品,在情况下,尤其是保证设备不会发生撞击前提下,让执行机构的驱动器得电,检查执行机构是否能够运动。如果是液压或气动执行机构,同样在情况下手动使换向阀得电,从而控制执行机构。在检查输出信号时,不论执行机构的驱动方式是什么,一定要根据元件说明书,要保证设备和人身,要注意并不是所有设备的执行机构都可以通电测试的,所以有时个别的输出信号可能无法手动测试。

无论是输入还是输出装置,当传感器有信号或执行机构的驱动装置得电后,同时检查PLC上的I/O模块指示灯是否也点亮。很多设备中,输入输出信号是通过接线端子与PLC连接,有时接线端子的指示灯有信号 ,但不能保证由于连接导线内部断路,而PLC上相应的没有信号接通。这一点要特别注意。

在测量输入输出信号后,要同时将测量的地址记录下来,保证信号地址和说明书中一致。如有不同,再次测量设备地址,多次测量仍然不一致,先联系设备厂家,因为此时不能保厂家提供的没有错误。

三步:打开编程软件,进行硬件配置,并将I/O地址写在符号表中。
不同的PLC使用不同的编程软件。但是对于任何一种软件来说,编程前的步就是进行硬件组态,根据实际PLC的类型建立硬件配置及相应的通讯配置。硬件组态完成后,将之前在纸上记录下来的I/O地址写在软件的符号表中。由于软件不同,对于符号表的定义可能不同,但一般的软件都有该功能,这一步是至关重要的。在编写符号表时,不仅要把设备输入输出的写正确,再给每个地址命名并添加注释,这对后面的编程会非常方便。不需要在编程时每次都查询地址,只要填写命名好的名称即可。当然,这也取决于软件是否具备此功能。

四步:写出程序流程图
在编程之前,一定要在草稿上写出程序的流程图。一个完整的程序,应该包括主程序、停止程序、急停程序、复位程序等部分,如果软件允许,应该将各个程序按“块”的形式编写,即一个程序是一个块,终将每个块按需求来调用即可。

PLC擅长的就是处理顺序控制,在顺序控制中主流程是,一定要确保好的流程是正确的,要在草稿上仔细检查。如果主流程存在问题,当程序被PLC执行后,很可能发生撞击,损坏设备或对人身造成危险。流程图的表示方法多种多样,这里不做具体说明。

五步:在软件中编写程序
如果确保主流程没有问题后,便可以在软件中编写程序了。此外,还要注意停止、急停和复位程序的正确性,尤其是停止和急停程序,这是关系到人身和设备的重要的程序,万万不可小视。一定要保证无论在任何情况下,只要执行停止或急停程序,设备不会对人身造成伤害。

再有,任何设备都有自己的初始位置,一般的设备在说明书中都规定了设备的的初始位置。如果没有,要仔细研究其初始位置,保证初始位置的合理性。

六步:调试程序
在调试程序这一步中,可以分成两个方面。
1.如果条件允许,或是你的逻辑能力强,可以先用软件的功能做测试,但是很多繁琐的程序很难用软件看出程序是否正确。

2.将程序下传到PLC中进行在线的调试。如果设备不动或运行中出现异常情况,先不要去修改程序,很可能是传感器没有调试到位,如果确保传感器无误,再去修改程序。

七步:调试完成后,再次编辑程序
在上一步的调试中,由于对程序有所修改,故再次整体检查或编辑一下程序,然后将终的程序下传到PLC中。

八步:保存程序
在这一步中,要注意一个问题,就是应该将程序保存在什么地方?PC硬盘?闪存设备?移动硬盘?当然这些都不可以,所有这些存储设备都可能感染病毒。所以,且只能将程序烧制到光盘上。而且还有一个问题,烧制的程序是哪个程序?在之前我们已经将终调试并修改完成的程序下载到PLC中,如果PLC在执行该程序时无误的话,就将该程序上传到PC中,将此程序烧制到光盘中。

上面的一切都是为了。
可编程控制器(PLC)是一种新型的通用自动化控制装置,它将传统的控制器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制功能强,性高,使用灵活方便,易于扩展等优点而应用越来越广泛。但在使用时由于工业生产现场的工作环境恶劣,干扰源众多,如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰,电焊机、电火花加工机床、电机的电刷等通过电磁耦合产生的工频干扰等,都会影响PLC的正常工作。尽管PLC是专门在现场使用的控制装置,在设计制造时已采取了很多措施,使它对工业环境比较适应,但是为了确保整个系统稳定,还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件, 并采取必要的抗干扰措施。 
PLC在安装和维护时应注意的问题 
1 PLC的安装 
    PLC适用于大多数工业现场,但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境,可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时,要避开下列场所: 
(1)环境温度过0 ~ 50℃的范围; 
(2)相对湿度过85%或者存在露水凝聚(由温度突变或其他因素所引起的); 
 
(3)太阳光直接照射; 
(4)有腐蚀和易燃的气体,例如、等; 
(5)有打量铁屑及灰尘; 
(6)频繁或连续的振动,振动频率为10 ~ 55Hz、幅度为0.5mm(峰-峰); 
(7)过10g(重力加速度)的冲击。 
    小型可编程控制器外壳的4个角上,均有安装孔。有两种安装方法,一是用螺钉固定,不同的单元有不同的安装尺寸;另一种是DIN(德国共和标准)轨道固定。 DIN轨道配套使用的安装夹板,左右各一对。在轨道上,先装好左右夹板,装上PLC,然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*,通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中,以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内,安装机器应有足够的通风空间,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境过55C,要安装电风扇,强迫通风。 
    为了避免其他外围设备的电干扰,可编程控制器应尽可能远离电源 target=bbbbbb>高压电源线和高压设备,可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。 
    当可编程控制器垂直安装时,要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部,造成印刷电路板短路,使其不能正常工作甚至损坏。 
2电源接线 
    PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。 
    FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感(如光电开关或接近开关)提供直流24V电源。 
    如果电源发生故障,中断时间少于10ms,PLC工作不受影响。若电源中断过10ms或电源下降过允许值,则PLC停止工作,所有的输出点均同时断开。当电源恢复时,若RUN输入接通,则操作自动进行。 
    对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重,可以安装一个变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。 
3 接地 
    良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接,基本单元接地。如果要用扩展单元,其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰,应给可编程控制器接上地线,接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开。若达不到这种要求,也做到与其他设备公共接地,禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC。 
4 直流24V接线端 
    使用无源触点的输入器件时,PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。 
    PLC上的24V接线端子,还可以向外部传感器(如接近开关或光电开关)提供电流。24V端子作传感器电源时,COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员,则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外,任何外部电源不能接到这个端子。 
    如果发生过载现象,电压将自动跌落,该点输入对可编程控制器不起作用。 
    每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点,它不耗电,因此在这种情况下,24V电源端子向外供电流的能力可以增加。 
    FX系列PLC的空位端子,在任何情况下都不能使用。 
5 输入接线 
    PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线,一般指外部传感器与输入端口的接线。 
    输入器件可以是任何无源的触点或集电开路的NPN管。输入器件接通时,输入端接通,输入线路闭合,同时输入指示的发光二管亮。 
    输入端的一次电路与二次电路之间,采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器,以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。 
    若在输入触点电路串联二管,在串联二管上的电压应小于4V。若使用带发光二管的舌簧开关,串联二管的数目不能过两只。 
    另外,输入接线还应特别注意以下几点: 
(1)输入接线一般不要过30m。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。 
(2)输入、输出线不能用同一根电缆,输入、输出线要分开。 
(3)可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度,应大于扫描周期的时间。 
6 输出接线 
(1)可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。 
(2)输出端接线分为立输出和公共输出。当PLC的输出 
继电器或晶闸管动作时,同一号码的两个输出端接通。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 
(3)由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板,因此,应用熔丝保护输出元件。 
(4)采用继电器输出时,承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命,因此继电器工作寿命要求长。 
(5)PLC的输出负载可能产生噪声干扰,因此要采取措施加以控制。 
    此外,对于能使用户造成伤害的危险负载,除了在控制程序中加以考虑之外,还应设计外部紧急停车电路,使得可编程控制器发生故障时,能将引起伤害的负载电源切断。 
    交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。 


可编程控制器(以下称PLC)是一种用于工业生产自动化控制的设备。尽管其制造厂采取了一些措施,使得它的性较高,但还有许多外部因素也会使它产生干扰,造成程序误变或运算错误,从而产生误输入井引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作。要提高PLC控制系统性,一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。随着PLC应用的日渐广泛,其抗干扰问题也显得日益重要。本文就此问题提出一些抗干扰的措施。

一、 控制系统中干扰及其来源

1、 干扰源及一般分类

    影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。

    干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。

2、 PLC系统中干扰的主要来源及途径

    (1)来自空间的辐射干干扰
    空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布为复杂。若PLC系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;而是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

    (2)来自系统外引线的干扰

    主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
    a 来自电源的干扰 
    PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化,入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。PLC电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,隔离是不可能的。
    b 来自信号线引入的干扰 
    与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
    c 来自接地系统混乱时的干扰 
    接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。

    PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将大。

    此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。

    (3)来自PLC系统内部的干扰

    主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

    三、主要抗干扰措施

    1、采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰

    在PLC控制系统中,电源占有重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU 电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。

    此外,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。

    2、电缆选择的敖设

    为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后了满意的效果。

    不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠行敖设,以减少电磁干扰。

    3、 硬件滤波及软件抗如果措施

    由于电磁干扰的复杂性,要根本迎接干扰影响是不可能的,因此在PLC控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的性。常用的一些措施:数字滤波和工频整形采样,可有效周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构性。

    信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两间加装滤波器可减少差模干扰。

    对干较低信噪比的模拟量信号.常因现场瞬时干扰而产生较大波动,若仅用瞬时采样植进行控制计算会产生较大误差,为此可采用数字滤波方法。
    现场模拟量信号经A/D转换后变成离散的数字信号,然后将形成的数据按时间序列存入PLC内存。再利用数字滤波程序对其进行处理,滤去噪声部分获得单纯信号, 可对输入信号用m次采样值的平均值来代替当前值,但井不是通常的每采样。次求一次平均值,而是每采样一次就与近的m-l次历史采样值相加,此方法反应速度快,具有很好的实时性,输入信号经过处理后用干信号显示或回路调节,有效地抑制了噪声干扰。
    由干工业环境恶劣,干扰信号较多, I/ O信号传送距离较长,常常会使传送的信号有误。为提高系统运行的性,使PLC在信号出错倩况下能及时发现错误,并能排除错误的影响继续工作,在程序编制中可采用软件容错技术。

    4、正确选择接地点,完善接地系统
    接地的目的通常有两个,其一为了,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

    系统接地方式有:浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体接地点以单的接地线引向接地。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体接地点,然后将接地母线直接连接接地。接地线采用截面大于22 mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地的接地电阻小于2Ω,接地埋在距建筑物10 ~ 15m远处(或与控制器间不大于50m),而且PLC系统接地点与强电设备接地点相距10m以上。

    信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。

    五、结束语

    以上的措施,经若干PLC控制系统现场实际运行表明,能够基本现场干扰信号的影响,保证系统的运行。PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制抗干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症的方法,才能够使PLC控制系统正常工作 。



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