如何提高PLC的抗干擾能力

1.使用性能優良的電源,抑制電網引入的干擾

在PLC控制系統中,電源具有很重要的地位。電網干擾串入PLC控制及系統主要通過PLC系統的供電電源(CPU電源、I/O電源)、變送器供電電源和與PLC系統具有直接連接的電氣儀表的供電電源等耦合進入的。

現在對於PLC系統的供電電源,一般採用隔離行比較好的電源,而對於變送器的供電電源和PLC系統有直接連接的電氣儀表的供電電源,並沒有受到足夠的重視,雖然採取了隔離措施,但是這樣還不夠,主要是使用的隔離變壓器分佈參數大,抑制干擾能力差,經過電源耦合後串入差模干擾、共模干擾。所以,對於變送器和共用信號儀表供電要選擇分佈電容小、抑制帶大(如採用多次隔離和屏蔽以及漏感技術)的配電器,來減少對PLC系統的干擾。

另外,爲了保證電網饋點不中斷,可以採用在線式不間斷供電電源(UPS)給PLC系統供電,以保證提高供電的安全可靠性。UPS具有很強的干擾隔離性能,做爲PLC控制系統的供電電源非常理想。

2.電纜選擇的鋪設

當動力電纜超過10A/400V或20A/220,如果要求與輸入輸出電纜並行放置時,那麼在兩者之間至少要相隔300mm。

如果必須將兩者放在一個槽內時,兩者之間要間隔100mm以上,而且一定要用接地的金屬屏蔽起來。

不同類型的信號分別用不同的電纜進行傳輸,信號電纜要按傳輸信號的種類分層鋪設,嚴禁使用同一電纜的不同導線同時進行傳送動力電源和信號,避免信號線與動力線靠近平行鋪設,以減少對PLC控制系統的電磁干擾。

3.採用正確的接地線

接地的主要目的有兩個,一是爲了安全,二是爲了抗干擾。完善的接地是PLC系統抗干擾的重要措施之一。

系統接地的方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地方式三種。對於PLC控制系統來講,它屬於高速低電平控制裝置,應該採用直接接地方式。由於信號電纜分佈受電容和輸入裝置濾波的影響,裝置之間的信號交換頻率一般都低於1MHz,所以PLC系統接地線採用一點接地和串聯一點接地方式。集中佈置的PLC系統適用於並聯一點接地方式,各裝置的櫃體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大,應採用串聯一點接地方式。用一根大界面銅母線(或者絕緣電纜)連接各裝置的櫃體中心接地點,然後將接地母線直接連接在接地極。

信號源接地時,屏蔽層應在信號端接地;不接地時,應在PLC端接地;信號線中間有接頭時,屏蔽層應牢固連接並進行絕緣處理,一定要避免多點接地;多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時,各屏蔽層應相互連接好,並要進行絕緣處理,選擇適當的接地處單點接地。

4.硬件濾波及軟件抗干擾措施

由於電磁干擾的複雜性,想從根本上消除硬件干擾是不可能的,因此在PLC系統的軟件設計和組態時,還要在軟件方面進行抗干擾措施,進一步提高系統的可靠性。一般採取的措施有:定時校正參考點點位,採用動態零點,可有效的防止點位漂移;數字濾波和工頻整形採樣,可有效的消除週期性的干擾;採用間接跳轉,設置軟件陷阱;採用相應的軟件標誌位等措施來提高軟件結構可靠性。

對於較低信噪比的模擬量信號,常常因爲現場瞬時干擾而產生較大波動,若僅採用瞬時採樣值進行控制計算會產生較大的誤差,爲此開採用數字濾波的方法。

現場模擬信號經過A/D轉換後,編程離散的數字信號,然後將形成的數據按時間序列存入PLC 內存當中。再利用數字濾波程序對其進行處理,濾去噪聲部分獲得單純信號,可對輸入信號用m次採樣值的平均值來代替當前值,但並是通過的每採樣一次求一次平均值,而是每採樣一次就與最近的m-1次歷史採樣值相加,這種方法反應速度快,具有很好的實施性,輸入信號經過處理後用於信號顯示或迴路調節,能夠有效的抑制噪聲干擾。

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