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PLC控制系统常见干扰及应对措施(一) plc编程短期培训班 洛阳机电学校

作者:机电学校 日期:2020-01-03 人气:987
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PLC控制系统的抗干扰能力与系统运行的稳定性有很大关系,本文首先对干扰因素进行分析,确定了干扰因素主要有空间辐射,系统本身的干扰和系统外部的干扰,并且根据这些干扰因素,提出了具有针对性的建议,从硬件和软件两部分内容上进行抗干扰,硬件抗干扰主要是阻断干扰源,对干扰源进行控制,但是硬件抗干扰并不能完全阻断干扰,因此又研究了软件抗干扰,将硬件抗干扰与软件抗干扰进行结合,就可以有效的应对干扰,实现PLC的稳定运行。

1 干扰PLC控制系统的因素分析

1.1 辐射干扰

通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰称为辐射干扰,是由高频感应设备、电力网络、大型整流变压变频设备、无线电广播、雷达、雷电、电视等运行产生的。如果PLC控制系统处在辐射中,则它的数据线、电源线和信号线都会转变为天线,因此受到辐射的干扰。这其中,主要是两个路径,一是对PLC内部电路感应的辐射干扰,二是对PLC网络通讯线路的辐射干扰。

1.2 系统本身的干扰

PLC系统本身也会产生干扰,这主要是由于系统中各电路和元器件的辐射所产生的,如元器件之间不匹配、信号之间相互影响、逻辑电路之间有辐射等,在使用过程中系统本身的干扰不能消除,但是在系统选择上要尽量选择经过多重实验检验的PLC控制系统。

1.3 外部干扰

首先是电源干扰,这又分为三个层面:一是PLC控制系统中大型设备的启用和关停造成的欠电压和过电压等;二是电网短路造成的冲击、工业电网大型设备启动或者停止、交直流传动装置所引起的谐波等;三是SCR、IGBT、GTO等运行期间产生的高次谐波、寄生振荡、噪声等,这些都会对PLC造成干扰,产生很大的危害[3]。其次是信号传输干扰,PLC各类信号输出线,在信息传输过程中,受空间辐射干扰,或者通过公用信号或者变送器进行干扰,这些被称作是容性耦合干扰和感性耦合干扰。最后是接地系统的干扰。PLC系统的地线包括模拟地、数字地、直流地、保护地、屏蔽地、信号地等,接地良好可以保证PLC的可靠运行,接地的混乱可能造成电位分布不均匀和电位差的存在而引起干扰,这会影响PLC的正常稳定运行。

2 硬件抗干扰的措施

2.1 空间电磁辐射抗干扰

PLC的电磁辐射干扰分为差模干扰和共模干扰,滤波元件是差模干扰的主要抑制器,让一只滤波电容接在两根电源线上,可以形成简单的滤波电路,这能够有效的起到抗干扰的作用,此外,采用屏蔽和隔离的方式也能够很好地抗击干扰;对于抑制共模干扰,最简单的办法就是在信号线上加装一个共模扼流圈,就能起到很好的抑制效果。

2.2 高性能的电源

PLC干扰中有70%的干扰是从电源耦合中进入系统的,因此选择高性能的电源可以有效地进行抗干扰。首先,可以将直流传感器电源接地,然后选用隔离性质的电源,在一次侧和二次侧分别加装屏蔽层,注意要将屏蔽层接地,并且,为了防止再次出现共模干扰,可以将输入线和输出线都采用双绞线。实践中运用此方法进行多层抗干扰,则效果非常好。其次,要选用具有较强抗干扰能力的滤波器,可以防止系统本身存在较大的辐射干扰,若存在严重干扰的时候,可以将滤波器接入电源之后,通过隔离变压器来抗干扰。再次,可以运用隔离供电的方式,将PLC设备、I/O设备等分别由自己的供电设备供电,与總电路分开。也可以选择不同的配电器与变送器分别与控制系统相连,进行多次隔离,加强抗干扰效果,最后,为了供电的可靠,可以选用在线式不间断供电来阻断干扰,实现电源方面干扰的隔离和减弱。

2.3 I/O信号抗干扰

这分为四个方面的内容:其一,当输入为感性元件时,闭合触点会有电弧产生,断开触点则会出现反电势,直流电路可以通过并联二极管解决问题,交流电路可以通过并联RC解决问题;其二,输出为感性负载时,交流负载中,可以通过在负载两侧并联RC浪涌吸收装置或者是压敏电阻来抗干扰,压敏电阻的额定电压值应该在电源电压最大值的1.3倍以上,在进行RC串联后,RC应该靠近负载,直流负载中,可以让继电器线圈触头与联续流二极管并联解决问题;其三,长线传输中的光耦浮置的处理,在较长的线路中,运用两极光电耦合,将线路浮置,切断环路,可以解决阻抗匹配问题,并且还可以消除噪声电压和保护系统,如图1所示;其四,I/O信号漏电处理,当信号源时,为了降低外部负载电流和输入电流,减少阻抗,可以通过在输入输出端口处并联旁路电阻。

2.4 外部配线

PLC的稳定可靠运行与外部配线如何设计也有很大的关系,尤其是距离较远间的传送,运用屏蔽线和双绞线是有效的抗干扰方法。屏蔽线对磁场干扰的屏蔽和电场干扰的屏蔽都有很明显的效果。双绞线两个相邻的节点在同一个导体上会产生相反的电动势,可以很好地抗干扰。

2.5 完善接地系统

一个好的接地系统可以保证PLC的安全高效运行,还可以抑制外来干扰,并且还能够减少PLC对外界释放二次污染。系统接地方式可以分为浮地式接地、电容式接地和直接接地,PLC控制系统中选择直接接地。


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