在工业中应用PLC如何采用抗干扰措施.pdf
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1、.-在工业中应用在工业中应用 PLCPLC 如何采用抗干扰措施如何采用抗干扰措施徐永强首信自动化信息技术 京唐运行事业部,063000摘要:摘要:本文分析了与 PLC 可靠运行有关的各个干扰因素,提出了克制这些因素的影响方案,探讨了提高控制系统可靠性硬软件措施。并强调了在系统设计和安装时,必须对环境作全面分析,确定干扰性质,为防止干扰,除了从硬件电路上设计,还可以从软件编程上采取抗干扰措施。关键词:关键词:PLC 抗干扰硬件措施软件措施Application PLC in the industry with anti-interference measuresApplication PLC i
2、n the industry with anti-interference measuresXu Yong Qiang(Jingtang Maintenance Department,Tangshan ShouGang Automation&Information Technology Co.,Ltd.,Tangshan063000)AbstractAbstract:This articleAnalyzing the relevant and reliable operation ofthe PLC and the variousfactors,put forward the interfer
3、ence favtors affecting scheme to overe these,discusses how toimprove control system hardware and software reliability.Andthe system design and installlation ofthe environment must be determinrd interference,prehensive analysis,in order to preventthework,except from the hardware circuit design,also c
4、an be taken from a software anti-interferencemeasures in programming.KeywordsKeywords:PLC anti-jamminghardware measuresoftware measures0 0前言前言PLC 是以微处理器为根底,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术,面向控制过程、面向用户,适应工业环境,操作方便的数字式电子装置。它使用可以编程的记忆单元来存储指令,执行数字和逻辑运算,并通过数字量的输入、输出实现对工业生产过程的控制。就 PLC 本身来说,在设计和制造过程中厂家已采取了多层次抗干扰措施,具有一定
5、稳定性和可靠性,但由于 PLC 的应用场合越来越广,应用环境越来越复杂,所受的干扰也就越来越多。如来自电源波形的畸变、现场设备产生的电磁干扰、接地电阻的耦合、输入元件的抖动等各种形式的干扰,-可修编-.-都可能使系统不能正常工作。因此,研究 PLC 控制系统抗干扰信号的来源、成因及其抑制措施,对于提高 PLC 控制系统的抗干扰能力及可靠性具有重要意义。1 PLC1 PLC 应用中需要注意的问题应用中需要注意的问题1.11.1工作环境工作环境(1)温度。PLC 要求环境温度在 055,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大。(2)湿度。为了保证 PLC 绝缘性能,空气相对湿
6、度应小于 85%(无凝露)。(3)震动。应使 PLC 远离强烈震动源,防止振动频率在 1055Hz 之间频繁或连续振动。当使用环境不可防止震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。(4)空气。防止有腐蚀和易燃气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体环境,可将 PLC 安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。(5)电源。PLC 对于电源线带来干扰具有一定抵抗能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。一般 PLC 都有直流 24V 输出提供应输入端,当输入端使用外接直流电源时,应选用直流稳压电源。因为普通整流滤波电源
7、,由于纹波影响,容易使 PLC 接收到错误信息。1.21.2PLCPLC 控制系统干扰来源控制系统干扰来源1.2.11.2.1 来自变压器、来自变压器、MCCMCC 柜、电力电缆和动力设备干扰柜、电力电缆和动力设备干扰实践证明,电源引入干扰造成 PLC 控制系统故障情况很多。PLC 电源通常采用隔离电源,但因其机构及制造工艺等因素使其隔离性能并不是很理想,由于分布参数特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。变压器、MCC 柜、电力电缆和动力设备均为工频,频率较低,干扰一般发生在近场,而近场中随着干扰-可修编-.-源特性不同,电场分量和磁场分量有着很大差异。特别是大型动力设备启动时,瞬间电流能
8、够到达额定电流 611 倍,会产生大电流冲击暂态干扰。1.2.21.2.2 来自信号线引入干扰来自信号线引入干扰与 PLC 控制系统连接各类信号传输线,除了传输有效各类信息之外,总会有外部干扰。信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变压器供电电源或共用信号仪表供电电源串入电网干扰,这往往被无视;二是信号线受空间电磁辐射感应干扰,即信号线上外部感应干扰,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、误动作和死机等现象。1.2.31.2.3 来自接地系统混乱
9、时干扰来自接地系统混乱时干扰正确接地,既能抑制电磁干扰影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误接地,反而会引入严重干扰信号,使PLC 系统无常工作。PLC 控制系统地线包括系统地、屏蔽地、交直流地和保护地等。接地系统混乱对 PLC 系统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,引起环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一端接地,如果电缆屏蔽层两端 A、B 都接地,就存在电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。此外,屏蔽层、接地线和有可能构成闭合环路,在变化磁场作用下,屏蔽层有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间耦合,干扰信号回路。假设系统地与其
10、他接地处理混乱,所产生的环流可能在地线上产生不等电位分布,影响 PLC逻辑电路和模拟电路正常工作。PLC 工作逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位分-可修编-.-布干扰容易影响 PLC 逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱或死机。模拟地电位分布将导致测量精度下降,引起对信号测控严重失真和误动作。1.2.41.2.4 来自来自 PLCPLC 系统部干扰系统部干扰主要由系统部元器件及电路间相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路影响,模拟地与逻辑地相互影响及元器件间相互不匹配使用等。1.2.51.2.5 来自变频器干扰来自变频器干扰一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰,引起电网电
11、压畸变,影响电网供电质量;二是变频器输出会产生较强电磁辐射干扰,影响周边设备正常工作。2 2系统设计时抗干扰措施系统设计时抗干扰措施2.12.1硬件措施硬件措施2.1.12.1.1 屏蔽屏蔽对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件,采用导电、导磁性良好的材料进展屏蔽处理,以防止外界干扰信号影响。2.1.22.1.2 滤波滤波对供电系统输入线路采用多种形式滤波处理,以消除和抑制高频干扰信号,也削弱模块间相互影响。2.1.32.1.3 电源调整与保护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。对微处理器核心部件所需要+5V 电源采用多级滤波处理,并用集成电
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- 工业 应用 PLC 如何 采用 抗干扰 措施
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