plc系統(tǒng)信號干擾及抗干擾措施

plc系統(tǒng)信號干擾及抗干擾措施

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1、.....PLC系統(tǒng)信號的干擾及抗干擾措施?????可編程控制器PLC具有編程簡單、通用性好、功能強、易于擴展等優(yōu)點。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行,系統(tǒng)的抗干擾能力是關系到整個系統(tǒng)可靠運行的關鍵。PLC中采用了高集成度的微電子器件,可靠性高,但由于使用時工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣,如大功率用電設備的起動或停止引起電網(wǎng)電壓的波動形成低頻干擾和電磁輻射等惡劣電磁環(huán)境,大大降低了PLC控制系統(tǒng)的可靠性。為了確保控制系統(tǒng)穩(wěn)定工作,提高可靠性,必須對系統(tǒng)采取一定的抗干擾方法和措施。1影響PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定的干擾類型1.1空間的輻射干擾?????空間的輻射電磁場(EMI)主要

2、由電力網(wǎng)絡、電氣設備、雷電、高頻感應加熱設備、大型整流設備等產(chǎn)生,通常稱為輻射干擾,其分布極為復雜。其影響主要通過兩條途徑:一是對PLC通訊網(wǎng)絡的輻射,由通訊線路的感應引入干擾;二是直接對PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應產(chǎn)生干擾。若此時PLC置于其輻射場內(nèi),其信號、數(shù)據(jù)線和電源線即可充當天線接受輻射干擾。此種干擾與現(xiàn)場設備布置及設備所產(chǎn)生的電磁場的大小,特別是與頻率有關。1.2傳導干擾(1)來自電源的干擾?????在工業(yè)現(xiàn)場中,開關操作浪涌、大型電力設備的起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等均能在電網(wǎng)中形成脈沖干擾。PLC的正常供電電源均由電網(wǎng)供電,因而會直接影響到PLC的正常工作

3、。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間的電磁干擾而產(chǎn)生持續(xù)的高頻諧波干擾。特別在斷開電網(wǎng)中的感性負載時產(chǎn)生的瞬時電壓峰值是額定值的幾十倍,其脈沖功率足以損壞PLC半導體器件,并且含有大量的諧波可以通過半導體線路中的分布電容、絕緣電阻等侵入邏輯電路,引起誤動作。(2)來自信號傳輸線上的干擾?????除了傳輸有效的信息外,PLC系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線總會有外部干擾信號的侵入。此干擾主要有2種途徑:①通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串人的電網(wǎng)干擾;②信號線上的外部感應干擾,其中靜電放電、脈沖電場及切換電壓為主要干擾來源。由信號線引入的干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴重

4、時將引起元器件損傷。若系統(tǒng)隔離性能較差,還將導致信號間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動作甚至死機。1.3地電位的分布干擾?????PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。地電位的分布干擾主要是各個接地點的電位分布不均,不同接地點間存在地電位差,從而引起了地環(huán)路電流,該電流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。由于PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低,邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯,造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降,引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。1.4PLC系統(tǒng)內(nèi)部

5、產(chǎn)生的干擾?????產(chǎn)生這種干擾的主要原因是系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射。如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響;模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。2提高抗干擾能力的硬件措施?????硬件抗干擾技術是系統(tǒng)設計時應首選的措施,它能有效抑制干擾源,阻斷干擾傳輸通道。2.1供電電源..........?????電源波動造成的電壓畸變或毛刺,將對PLC及I/O模塊產(chǎn)生不良影響。據(jù)統(tǒng)計分析,PLC系統(tǒng)的干擾中有70%是從電源耦合進來的。為了抑制干擾,保持電壓穩(wěn)定,常采用以下幾種抗干擾方法:???(1)使用隔離變壓器衰減從電源進線的高頻干擾信號,輸入、輸出線應用雙絞線以抑制共

6、模干擾。其屏蔽層接地方式不同,對干擾抑制的效果也不一樣,一般做法是將初、次級屏蔽層均接地。???(2)用低通濾波器抑制高次諧波。低通濾波器的內(nèi)部電容上電感組合方式不同,其高次諧波的抑制效果也有一定區(qū)別。另外其電源輸入、輸出線應分隔開,屏蔽層應可靠接地。一般是在電源系統(tǒng)中既使用濾波器又使用隔離變壓器,但要注意先將濾波器接人電源再接隔離變壓器。?圖1隔離變壓器供電系統(tǒng)?????(3)用頻譜均衡法抑制電源中的瞬變干擾。這種方法不常用,其成本較貴。2.2接地?????良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件之一,可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相聯(lián),基本單元必須接地,如果選用擴展

7、單元,其接地點與基本單元接地點接在一起。為了抑制附加在電源及輸入、輸出端的干擾,應給PLC接以專用地線,接地線與動力設備(如電動機)的接地點應分開,若達不到此要求,則可與其它設備公共接地,嚴禁與其它設備串聯(lián)接地,具體接地方式如圖2。接地電阻要小于5Ω,接地線要粗,面積要大于2平方毫米,而且接地點最好靠近PLC裝置,其間的距離要小于50米,接地線應避開強電回路,若無法避開時,應垂直相交,縮短平行走線的長度。?圖

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