本特利 3300/05-23-00-00
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可控制編程系統(tǒng)(PLC)作為工業(yè)自動化中的主流控制產(chǎn)品,自誕生至今已經(jīng)半個世紀,隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)控制領(lǐng)域已有翻天覆地的變化,PLC在性能、功能、易用性和產(chǎn)品形態(tài)等方面已經(jīng)經(jīng)歷了五代變革。今天我們就來談?wù)勱P(guān)于PLC難題的解決辦法。
首先老調(diào)重彈,說說它的定義:
它是一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入輸出控制各類型的機械或生產(chǎn)過程。
一、抗干擾問題
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛,它的可靠性也直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行,系統(tǒng)的抗*力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性,一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗*力;另一方面,要求工程設(shè)計、安裝施工和使用維護中引起高度重視,多方配合才能完善解決問題,有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。
【干擾源及干擾一般分類】
影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源,即干擾源。
干擾源通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。
1.按噪聲產(chǎn)生的原因不同:放電噪聲、浪涌噪聲、高頻震蕩噪聲
2.按噪聲的波形、性質(zhì)不同:持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲
3.按噪聲的干擾模式不同:共模干擾、差模干擾
其中共模干擾和差模干擾是一種比較常見的分類方法。共模干擾是型號對地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓迭加所形成、共模電壓有時比較大、特別是采用隔離性能差的配電器供電室,變送器輸出信號的共模電壓普遍較高,有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測控信號,造成元器件損壞,這種共模干擾可為直流,也可以是交流。
差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種直接疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。
【電磁干擾的主要來源】
1.來自空間的輻射干擾
空間的輻射電磁場(EMI)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的,通常稱為輻射干擾。
主要通過兩條路徑干擾:1)直接對PLC內(nèi)部的輻射,郵電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾
2)對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路的感應(yīng)引入干擾
輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的的電磁場大小,特別是頻率有關(guān),一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。
2.來自系統(tǒng)外引線的干擾
主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴重。
1)來自電源的干擾
實踐證明,因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,后更換隔離性能更高的PLC電源,問題才得以解決。
PLC電源通常采用隔離電源,但其機構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,隔離是不可能的。
2)來自信號線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會有外部干擾信號侵入。
此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;
二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴重的。
3)來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴重的干擾信號,使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。
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。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均,不同接地點間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。