作為工控系統的核心,PLC有著很多不可取代的優點,PLC編程比較的簡單,而且快捷方便,安全性可靠性也非常的好,現在PLC很多種,三菱、西門子屬于主流的幾大PLC,但是從實際使用的情況來看,PLC還需要不停的去設計與開發,特別是在抗干擾方面,在輻射強度很大的車間里,PLC的運行穩定嚴重影響到了機器的正常運轉。
一、PLC 在工控系統中的干擾源
在實際的工作場所里,PLC 的干擾源有不少,通常在輻射強的地方,磁場對PLC 等電子產品產生干擾,使其失去作用或性能失衡,其中主要的干擾源大約有以下幾種:
1. 強電源的影響
根據電學原理,在地磁場中線路中的電流產生了電磁場反應,而PLC的供電電源又與其有著密切的聯系,于是導致了PLC中的電子信號被影響,雖然現在PLC在電源的入口處都進行了大量的消磁、密封等抗干擾的設計,但是由于材料以及工藝等的局限性,實際達到的抗力效果不是很好,畢竟其中得很多元器件是無法單獨存在的,因此抗電源的干擾是抗干擾的一大問題。
電源的瞬時電壓是非常大的,那個時候對整個PLC 的電壓沖擊是非常的大,很容易脈沖電壓會燒毀PLC 元器件。還有就是實際機床操作的時候,啟動與停止機床運行,這個一動一停的操作也會產生一些電壓脈沖,從而造成很大的損失。
2. 強信號的影響
由于網絡這么發達,機床及設置之間,空間之中以及其他的通訊設備等,都有著強信號的存在,而這些信號的存在都或多或少的影響到了PLC 信號的傳送與接受,這些信號的存在干擾到了PLC 的信號磁場,是的PLC 運行不穩定,從而導致整個工控系統的不穩定。
3. 不規范安裝的影響
在工控上接地的處理不規范,也導致了系統的干擾源存在,比如在雷電交加的天氣里,如果接地做的不到位,很大程度上不僅僅是干擾了信號這么簡單,有時候也會直接燒毀PLC。PLC 在設計的時候對接地,屏蔽等有很強的規范,處理的不好,可能導致地電流對PLC 產生極大的破壞。
二、PLC 在工控系統的抗干擾措施
1、采用性能好的電源設備,避免電源信號的干擾
在PLC 的工控系統中,電源的選擇問題是一個重要的問題,應該針對不同的工作環境,不同的設計要求采用不同規格的電源,電源在接入PLC 的時候要做一些信號過濾處理,通過一些屏蔽的手段盡量的將強電源與PLC 信號分離開來,并提供功率發射機電源和一個直接的儀表和PLC系統容易隔離變壓器分布參數的變化,電氣連接,干擾抑制能力差,功率耦合和串入共模干擾,差模干擾。因此,為了減少在PLC 系統的干擾信號儀表電源應選擇小的分布電容對發射機和共享。此外,為了保證不間斷的饋電點的網格,建議在要求比較高或者環境 比較復雜的情況下使用UPS 電源。
建議使用的電纜選擇屏蔽能力好的,不同的情況選擇不同類型的電纜,信號電纜應按傳輸信號類型分層,禁止電源和信號與不同的電線電纜同時傳輸,避免了信號線平行排列。
2、電路的過濾處理,減弱干擾信號
由于電磁干擾的復雜性,從根本上消除干擾是不可能的,因此,在PLC 控制系統的軟件設計,可以實現軟件抗干擾處理,進一步提高了系統的可靠性。采用數字濾波和采樣頻率的成型方法,可以有效地消除周期性干擾;定時校正潛在的參考點,并采用動態零,可以有效的防止潛在的漂移;利用信息冗余技術,設計了相應的軟件標志,間接跳轉,軟件陷阱,可以提高軟件體系結構的可靠性。
3、規范的處理接地程序
接地處理有2 個目的,一是為了安全起見,二是對干擾的抑制。完善的接地系統是PLC控制系統中電磁干擾的重要措施。系統接地是浮動的,接地和屏蔽和接地。PLC控制系統,由于分布電容信號電纜和輸入設備的存在,所以要做一些特殊的處理,如濾波效果,處理開關頻率比較低的信號源。集中式接入點的PLC系統體平行排列,每個設備中心網站的接地單獨接地。如果設備有很大的距離,應該用一系列的電氣設備接地處理。比如浮動模式,每個系統的一部分通過該模式,該方法簡單,具有一定的抗干擾能力,但系統和絕緣電阻應不少于50個。一旦絕緣電阻帶來了干擾。就可以在接地浮動之間切換。該方法具有抗干擾能力強,安全可靠,但結構比較復雜。
三、結論
PLC 的工控系統中,信號等干擾是一個十分嚴重而有繁雜的問題,抗干擾的設計是整個工控系統設計中的一個重要組成部分,而是設計的一個大難點。根據PLC 的工作環境和特殊性控制的負載特性,及其在應用中,應充分考慮各種干擾因素,采取相應措施來針對干擾,阻塞干擾的方法,從而抑制干擾源,提高了系統的抗干擾能力。
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本文標題:PLC在工業控制系統中的抗干擾措施