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你的PLC受到干扰了?面对干扰我们要有的放矢!_暗记_旗子

雨夜梧桐 2024-12-29 03:16:25 0

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空间的辐射电磁场(EMI)紧张由电力网络、电气设备、雷电、高频感应加热设备、大型整流设备等产生,常日称为辐射滋扰,其分布极为繁芜。
其影响紧张通过两条路子:一是对PLC通讯网络的辐射,由通讯线路的感应引入滋扰;二是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生滋扰。
若此时PLC置于其辐射场内,其旗子暗记、数据线和电源线即可充当天线接管辐射滋扰。
此种滋扰与现场设备支配及设备所产生的电磁场的大小,特殊是与频率有关。

1.2 传导滋扰

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(1)来自电源的滋扰

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(图片来自网络侵删)

在工业现场中,开关操作浪涌、大型电力设备的起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲滋扰。
PLC的正常供电电源均由电网供电,因而会直接影响到PLC的正常事情。
由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间的电磁滋扰而产生持续的高频谐波滋扰。
特殊在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值是额定值的几十倍,其脉冲功率足以破坏PLC半导体器件,并且含有大量的谐波可以通过半导体线路中的分布电容、绝缘电阻等侵入逻辑电路,引起误动作。

(2)来自傲号传输线上的滋扰

除了传输有效的信息外,PLC系统连接的各种旗子暗记传输线总会有外部滋扰旗子暗记的侵入。
此滋扰紧张有2种路子:① 通过变送器供电电源或共用旗子暗记仪表的供电电源串人的电网滋扰;② 旗子暗记线上的外部感应滋扰,个中静电放电、脉冲电场及切换电压为紧张滋扰来源。
由旗子暗记线引入的滋扰会引起I/O旗子暗记事情非常和丈量精度大大降落,严重时将引起元器件损伤。
若系统隔离性能较差,还将导致旗子暗记间相互关扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变革、误动作甚至去世机。

1.3 地电位的分布滋扰

PLC掌握系统的地线包括系统地、屏蔽地、互换地和保护地等。
地电位的分布滋扰紧张是各个接地点的电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,从而引起了地环路电流,该电流可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和仿照电路的正常事情。
由于PLC事情的逻辑电压滋扰容限较低,逻辑地电位的分布滋扰随意马虎影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或去世机。
仿照地电位的分布将导致丈量精度低落,引起对旗子暗记测控的严重失落真和误动作。

1.4 PLC系统内部产生的滋扰

产生这种滋扰的紧张缘故原由是系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射。
如逻辑电路相互辐射及其对仿照电路的影响;仿照地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配利用等。

2 提高抗滋扰能力的硬件方法

硬件抗滋扰技能是系统设计时应首选的方法,它能有效抑制滋扰源,阻断滋扰传输通道。

2.1 供电电源

电源颠簸造成的电压畸变或毛刺,将对PLC及I/O模块产生不良影响。
据统计剖析,PLC系统的滋扰中有70%是从电源耦合进来的。
为了抑制滋扰,保持电压稳定,常采取以下几种抗滋扰方法:

(1)利用隔离变压器衰减从电源进线的高频滋扰旗子暗记,输入、输出线运用双绞线以抑制共模滋扰。
其屏蔽层接地方式不同,对滋扰抑制的效果也不一样,一样平常做法是将初、次级屏蔽层均接地。

(2)用低通滤波器抑制高次谐波。
低通滤波器的内部电容上电感组合办法不同,其高次谐波的抑制效果也有一定差异。
其余其电源输入、输出线应分别隔,屏蔽层应可靠接地。
一样平常是在电源系统中既利用滤波器又利用隔离变压器,但要把稳先将滤波器接人电源再接隔离变压器。

图1 隔离变压器供电系统

2.2 接地

良好的接地是担保PLC可靠事情的主要条件之一,可以避免有时发生的电压冲击危害。
接地线与机器的接地审察联,基本单元必须接地,如果选用扩展单元,其接地点与基本单元接地点接在一起。
为了抑制附加在电源及输入、输出真个滋扰,应给PLC接以专用地线,接地线与动力设备(如电动机)的接地点应分开,若达不到此哀求,则可与其它设备公共接地,严禁与其它设备串联接地,详细接地方式如图2。
接地电阻要小于5Ω,接地线要粗,面积要大于2平方毫米,而且接地点最好靠近PLC装置,其间的间隔要小于50米,接地线应避开强电回路,若无法避开时,应垂直相交,缩短平行走线的长度。

图2 PLC系统接地方式

2.3 输入/输出部分

2.3.1 输入旗子暗记的抗滋扰

输入旗子暗记的输入线之间的差模滋扰可以利用输入模块滤波来减小滋扰,而输入线与大地间的共模滋扰可通过掌握器的接地来抑制。
在输入端有感性负载时,为了防止电路旗子暗记突变而产生感应电势的影响,可采取硬件的可靠性容错和容差设计技能,对付互换输入旗子暗记,可在负载两端并联电容C和电阻R,对付直流输入旗子暗记,可并接续流二极管D。
一样平常负载容量在10VA以下时,应选C为0.1μF,R为120 ,当负载容量在10VA以上时,应选C为0.47μF,R为47 。
详细电路如图3所示.

图3 输入旗子暗记的抗滋扰设计

2.3.2 输出电路的抗滋扰

对付PLC系统为开关量输出,可有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出三种形式。
详细选择要根据负载哀求来决定。
若负载超过了PLC的输出能力,应外接继电器或打仗器,才可正常事情。

PLC输出端子若接有感性负载,输出旗子暗记由OFF变为ON或从ON变为OFF时都会有某些电量的突变而可能产生滋扰,故应采纳相应的保护方法,以保护PLC的输出触点,对付直流负载,常日是在线圈两端并联续流二极管D,二极管应尽可能靠近负载,二极管可为1A的管子。
对付互换负载,应在线圈两端并联RC接管电路,根据负载容量,电容可取0.1-0.47 μF,电阻可取47-120 ,且RC尽可能靠近负载。
如图4所示。

图4 PLC 输出触点的保护

2.4 外部配线的抗滋扰设计

外部配线之间存在着互感和分布电容,进行旗子暗记传送时会产生窜扰。
为了防止或减少外部配线的滋扰,互换输入、输出旗子暗记与直流输入、输出旗子暗记应分别利用各自的电缆。
集成电路或晶体管设备的输入、输出旗子暗记线要利用屏蔽电缆,屏蔽电缆在输入、输出侧要悬空,而要在掌握器侧要接地。
配线时在30米以下的短间隔,直流和互换输入、输出旗子暗记线最好不要利用同一电缆,如果要走同一配线管时,输入旗子暗记要利用屏蔽电缆。
如图5所示。
30-300米间隔的配线时,直流和互换输出、输入旗子暗记线要分别利用各自电缆,并且输入旗子暗记线一定要用屏蔽线。
对付300米以上长间隔配线时,则可用中间继电器转换旗子暗记,或利用远程I/O通道。
对付掌握器的接地线要与电源线或动力线分开,输入、输出旗子暗记线要与高电压、大电流的动力线分开配线。

图 5 屏蔽电缆处理法

3 软件抗滋扰设计

只管硬件抗滋扰可滤除大部分滋扰旗子暗记,但因滋扰旗子暗记产生的缘故原由很繁芜。
且具有很大的随机性,很难担保系统完备不受滋扰。
因此每每在硬件抗滋扰方法的根本上.采纳软件抗滋扰技能加以补充,作为硬件方法的赞助手段。
软件抗滋扰方法没计大略、修正灵巧、耗费资源少,在PLC测控系统中同样得到了广泛的运用。
对付PLC测控装置,其数据输入、输出、存储等系统属于弱电系统,如果事情环境中存在滋扰,就有可能使数据受滋扰而毁坏,从而造成数据偏差、掌握状态失落灵、程序状态和某些器件的事情状态被改变,严重时会使系统程序毁坏。
因此,数据抗滋扰同样十分主要。

3.1 指令重复实行

指令重复实行便是根据须要使浸染相同的指令重复实行多次,一样平常适用于开关量或数字量输入,输出的抗滋扰。
在采集某些开关量或数字量时,可重复采集多次,直到连续两次或两次以上的采集结果完备相同时才视为有效。
若多次采集后,旗子暗记总是变革不定,可停滞采集,发出报警旗子暗记。
在知足实时性哀求的条件 ,如果在各次采集数守旗子暗记之间插入一段延时,数据的可靠性会更高。
如果在系统实时性哀求不是很高的情形下,其指令重复周期尽可能长些。

3.2 数字滤波

在某些旗子暗记的采集过程中,由于存在随机滋扰而可能使被测旗子暗记的随机偏差加大。
针对这种情形,可以采取数字滤波技能。
该方法具有可靠性高和稳定性好的特点,广泛运用于工业打算机测控系统中。
此外,数字滤波的常用方法还有:程序判断滤波法、中值滤波法、算术均匀滤波法、递推均匀滤波法等。

4 结语

随着PLC运用范围的逐渐扩大,加之系统恶劣的事情环境,它所要战胜的滋扰就会越来越多,因此研究PLC系统的抗滋扰问题就变得越来越主要。
只有对事情环境作全面的剖析,确定滋扰性子,并采纳相应的抗滋扰方法,才能担保系统长期稳定地事情。

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