PLC控制系统的干扰因素分析与抗干扰措施.pdf

返回 相似 举报
PLC控制系统的干扰因素分析与抗干扰措施.pdf_第1页
第1页 / 共3页
PLC控制系统的干扰因素分析与抗干扰措施.pdf_第2页
第2页 / 共3页
PLC控制系统的干扰因素分析与抗干扰措施.pdf_第3页
第3页 / 共3页
亲,该文档总共3页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述:
2 0 1 1 年第 3期 工业仪表与自动化装置 9 7 P L C控制 系统 的干扰 因素分 析与抗 干扰 措施 鲁炳文 , 赵亮 1 .青海盐湖集团发展公 司; 2 .青海盐湖集团化工公 司, 青海 格尔木 8 1 6 0 0 0 摘要 阐述影响 P L C控制 系统稳 定的干扰 因素 , 从设备选型、 硬件 配置、 软件设计等方面提 出 一 些 系统抗 千扰 的措施 。 关键词 P L C; 控制系统; 干扰 ; 措施 中图分类号 T P 2 7 3 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 0 0 6 8 2 2 0 1 1 0 3 0 0 9 7 0 3 I nt e r f e r e nc e f a c t o r s a na l y s i s o f PLC c o n t r o l s y s t e m a nd i t ’ S a nt i - i n t e r f e r e n c e me a s u r e s LU Bi n g we n ,ZHAO Li a n g 1 . Q i n g h a i S a l t L a k e G r o u p D e v e l o p m e r t t C o . L t d; 2 . Q i a g h a i S a l t Lak e G r o u p C h e mi c a l C o . L t d ,Q i n g h a i G o l m u d 8 1 6 0 0 0 , C h i n a Abs t r a c t De s c r i be a f f e c t P LC c o n t r o l s y s t e m s t a b l e i nt e r f e r e n c e f a c t o r s .Fr o m e q ui p me n t s e l e c t i o n, h a r d wa r e c o n fi g u r a t i o n ,s o f t w a r e d e s i g n a s p e c t s p u t f o r wa r d c o n t r o l s y s t e m a n t i i n t e r f e r e n c e me a s u r e s . Ke y wo r ds PLC; c o n t r o l s y s t e m ; i n t e rfe r e n c e; me a s u r e s 1 影响 P L C控制系统稳定的干扰因素 1 电源波形畸变干扰 。由于 P L C控制系统本 身或电网上其他设备采用 S C R, G T O, I G B T等 电力 半导体器件 , 在工作时产生高次谐波 、 噪声 、 寄生震 荡等 , 引起 电网电源波形畸变 , 通过电源线路对 P L C 产生的干扰。 2 电路耦合干扰。由于 P L C接地点选择不 当 或接地不 良, 通过回路公共阻抗耦合而产生的 电流 干扰。 3 输入元 器件触电的抖动干扰 。由于现场 强 烈振动使 P L C输入元器件触电发生抖动 尤其是 常 闭触电 产生的误信号所形成的干扰。 4 电容性干扰。在干扰源与 P L C问存在分布 电容耦合所产生的干扰 。 5 电感性干扰。干扰源中的交变磁场通过 P L C 中的电感性元件耦合所产生 的干扰。 6 波干扰。由空间电磁波 主要是雷达、 电台、 移动 电话等 的 电磁场、 传 导波的传 导电流和传导 电压所产生的干扰。 2 提高 P L C控制系统抗干扰能力的措施 2 . 1 从设计上采取措施 抑制电磁干扰的基本原则 ①抑制干扰源; ②切 收稿 日期 2 0 1 1一 o 4 2 0 作者简介 鲁炳 文 1 9 7 5 , 助理 工程 师 , 现为青海盐 湖集团发 展 公 司干包 车间 自控维护员 。 断或减少电磁干扰的传播途径 ; ③提高装置本身的 抗干扰能力 。 P L C控制系统 的抗干扰是一个 系统工程 , 进行 具体抗干扰设计时, 应注意以下 2个方面 1 设备选型。在选择设备时 , 要选择有 较高抗 干扰能力 的产 品, 包括 电磁兼容性 E MC , 尤其是 抗外部干扰能力 。在选择 国外进 口产品时要注意 我国是采用 2 2 0 V高内阻 电网制式, 零点 电位漂移 大 , 地电位变化大 , 现场 的电磁干扰至少要 比欧美地 区高 4倍以上 , 而欧美地区是 1 1 0 V低内阻电网, 因 此 , 应按我国的标准合理选择。 2 综合抗干扰设计。主要考虑来 自系统外部 的 几种抑制措施, 包括对外引线进行屏蔽, 以防空间辐 射电磁干扰; 对外引线进行隔离、 滤波。特别是远离 动力电缆 , 分层 布置, 以防通过外引线引入传导电磁 干扰; 正确设计接地点和接地装置, 完善接地系统。 还必须由软件配合 , 进一步提高系统的安全可靠性。 2 . 2 从硬件配置方面提高系统的抗干扰能力 1 供 电电源。由于 P L C本身抗干扰的能力很 强 , 通常只要 将 P L C电源与 系统动 力设备分 别配 线 , 就对来 自电源 的干扰具有足够强 的抑制能力。 但如果电源干扰特别严重, 可采用带屏蔽层的隔离 变压器供电, 甚至加接线路滤波器, 以抑制从交直流 电源侵入的常模和共模瞬变干扰 , 还可抑制 P L C内 部开关电源向外辐射噪声。在有较强干扰源的环境 中使用 P L C , 或对 P L C可靠性要求特别高时, 应将 屏蔽层和 P L C浮动地端子接地。 9 8 工业仪表与自动化装置 2 0 1 1 年第 3期 2 接地 。 ①信号地 , 即输入端信号传感器地 。 ②交流地 , 交流供 电电源的 N线 , 通常是 噪声 的主要来源 。 ③屏蔽地 , 一般为防止静 电、 磁场感应而设置的 外壳或金属丝网 , 通过专 门的铜导线将其接地。 护地 , 一般将机械设备外壳或设备内独立器 件的外壳接地, 用以防止设备漏电, 保护人身安全。 为了抑制附加在 电源 、 输入 、 输 出端 的干扰 , 应 对 P L C系统进行 良好的接地。一般情况下 , 接地方 式与信号频 率有关 , 当频率 小于 1 MH z时 , 可用一 点接地 ; 当频率大于 1 0 MHz 时 , 采用多点接地 ; 在 1~1 0 MHz 问采用 哪种接地 视实 际情况 而定。因 此 , P L C组成的控制系统常用一点接地 , 接地线截 面 积不能小于 2 mm , 接地 电阻不能大于 1 0 0 Q, 接地 线最好是专用 。若达不到要求 , 可采用公共接地 方 式 , 禁止采用与其他设备 串联接地的方式 。交流电 源在传输时 , 在相当一段间隔的电源导线上 , 就会有 几 m V, 甚至几伏 的 电压。为 防止交流 电对低 电平 信号的干扰 , 在直流信号的导线上要加隔离屏蔽 , 不 允许信号地与交流地共用 1根地线 , 各个接地点应 通过接地铜牌连接到一起。上述措施在硫化床锅炉 1 4个电动 阀门中得到应 用 , 取得很 好效 果。屏 蔽 地 、 保护地不 能与 电源地 、 信号地 和其他地扭在 一 起 , 只能各 自独立的接到接地铜牌上。为减少信号 之 间的电容耦合 , 可采用多种屏蔽的措施 。对于电 场屏蔽的分布电容问题 , 通过将屏蔽地接人大地来 解决 。对于纯 防磁 的部位 , 例如强磁场 、 变压器 、 大 电机 的磁场耦合 , 可采用高导磁材料作外罩 , 将外罩 接人大地来屏蔽 , 在化学 2套电除盐 中为防隔离变 对 P L C干扰 , 采用 了此方法。 3 I / O配线 。 ①布线 , P L C电源线 , I / O电源线 , 输入 、 输 出信 号线 , 交直流线都应尽量分开布线。开关量 、 模拟量 信号线应分开布线 , 模拟量信号线 、 数字传输线要用 屏蔽线 , 并且要将屏蔽层接地 。由于双绞线 中电流 方向相反, 大小相等, 可将感应电流引起的噪声互相 抵消 , 故信号线多采用双绞线或屏蔽线 。 t / o信号的防错 , 当输入信号源为晶体管, 或 是光电开关输出类型时 , 在关断时有较大的漏 电流 干扰。而 P L C的输入继电器灵敏度较高, 如漏电流 干扰超过一定值, 就形成了误信号。同样, 当输出元 件为 V T H 双向晶闸管 或是晶体管输出 , 当外部负 载很小时, 会因为这类输出元件在关断 时有较大的 漏电流干扰 , 引起微小 电流负载的误动 , 导致输入与 输出信号的出错 , 给设备和人身安全造成不 良后果 。 解决的办法是输入、 输 出端并联旁路 电阻 见 图 1 , 以减小 P L C输 入 电流 和外 部 负 载上 的 电流。在 P L C输入端加 R C滤波环节, 利用 R C的延迟作用来 抑制窜入脉冲所引起的干扰 。在晶闸管输 出的负载 两端并联 R C浪涌 电流抑制器 , 减少漏电流的干扰。 图 1 I / O端并 联旁路电阻 2 . 3 从软件设计方面提高系统抗干扰能力 利用 P L C内部丰富的软件 , 对定时器 、 计数器 、 辅助继电器等 , 设计一些程序 , 用以屏蔽输入的误信 号 , 提高系统 的抗干扰能力 。 1 利用 P L C内部定 时器屏蔽输入端可能 出现 的误信号。在 P L C组成的 自动控制 系统 中, 每 1次 循环 , 各工步的动作时间通常是 固定不变 的, 行程开 关 或其他敏感元件 , 如光 电开关 总是在该工步的 同一时刻发出开关信号。根据这一特点, 用 2个 内 部定时器 , 限定 P L C只在该开关正常发出信号的时 间内采样 , 可屏蔽掉其他时间可能发出的干扰信号。 以 F X 2 N 2 4 8 MR型 P L C控制为例 , 对输入 X 0 0 0采样 的梯形 图程序及时序图如图 2所示 。根据计算和实 测 , 正常情况 下, 输入 X 0 0 0总是在输人 Y O 0 0启 动 后 0 . 1 7 s 左右发 出信号。但在实际运行时 , 由于现 场环境恶劣 , 有可能使 X 0 0 0发出误信号 , 引起控制 系统的错误动作。现将定时器 的延迟时间设 为 0 . 1 5 S , T 的延迟时间设 为 0 . 1 9 S , 从图 2可知 , 只 有在 Y 0 0 01 后 0 . 1 5~0 . 1 9 s时间内采样的 X 0 0 0 信号 , 才被认 为是有效信号 , 其他 时间 内, 即使 X 0 0 0误发信号 , 也会屏蔽掉。 Y0 x0 0 0 0 0 j 回 。 团 TO T1 MO o . 5 S . ’ { 0.9 S i 鱼 一 图 2 利用定时器屏蔽输入端的误信号 2 利用 P L C内部计数器消除输入元件触电“ 抖 动” 干扰。在 P L C控制中, 由Y I - 界的干扰 , 有些输 入元件在接通时, 会发生触电时断时续的“ 抖动” 而 2 0 1 1年第 3期 工业仪表与自动化装置 9 9 产生错误信号。在 图 3 a中, 当输入 X 0 0 1发生抖动 时 , 输入 Y O 0 1也会跟着抖动。消除这种干扰 的方 法是利用计数器编程来实现。图 3 b是用计数器组成 的消“ 抖动” 干扰使 X 0 0 1 断开的间隔 A t ≥ 0 . 1 1 S 注 M8 0 1 2为特殊辅 助继 电器 , 产生周期为 0 . 1 S 的时钟 脉 冲 时 , 计数 器输 出为 “ 0 ” , 输 出继 电器 Y 0 0 1 保持接通 , 干扰对 P L C正常工作不构成影 响; 当 X O 0 1断开时间 A t ≥ 0 . 1 1 S 计数器 c 1计满 次时 , c l为“ l ” , 输 出继电器 Y O 0 1输 出为“ 0 ” 。计 数器的计数次数 可在调试时根据干扰情况修改。 I X0 01 YO 01 I XO 01 卜 _ _ 一 _ o b 口 匕 Y0 01 ▲ O 口 口一 .[ 二二 , a输入干扰 XO 0 1 0 YO O 1 O b消除输入干扰 图3 利用计数器消除“ 抖动” 干扰 2 . 4 采用性能优良的电源 , 抑制电网串入的干扰 电网干扰串入 P L C控制系统主要通过 P L C系 统的供电电源、 变送器供电电源和与 P L C系统具有 直接电气连接 的仪表供电电源等耦合进入 的。P L C 系统供电的电源 , 一般都采用隔离性能较好的电源 , 变送器和共用信号仪表供 电应选择分 布电容小 、 抑 制带大 的配 电器 , 以减少对 P L C系统 的干扰 。此 外 , 为保证供电不中断 , 可采用在线式不间断供电电 源 U P S供 电, 并且 U P S还 具有较强 的干扰 隔离性 能 , 是一种 P L C控制系统较理想的电源。 2 . 5 电缆线路敷设 的抗干扰措施 不同类型的信号应分别 由不同的电缆传输 , 信 号 电缆应按传输信号种类分层敷设 , 严禁用 同一 电 缆的不同导线 同时作 为电源线和信号线 , 避免对信 号线 的电磁干扰。 参考文献 『 1 ] 张林国. 可编程控制器技术 电气运行与控制专业 [ M] . 北京 高等教育出版社, 2 0 0 2 . f 2 ] 吴小洪. P L C软元件在电气系统可靠性设计中的应用 [ J ] . 电工技术, 1 9 9 9 2 4 0 . 『 3 ] 王鹏. 基于 s 7 2 0 0 P L C的位置控制器设计[ J ] . 电子 设计工程 , 2 0 1 0 0 6 1 7 41 7 6 . 『 4 ] 国家职业 资格培训教材编审委员会 编. 维修 电工 [ M] . 北京 机械工 、 l 出版社 , 2 0 0 8 . 上接第 9 6页 3 子 系统模块 中程序如下 , 其 中 r e q u e s t . f o r m ” f s n a me ” 中 的 f s n a m e和 r e q u e s t . for m ” f s p a s s ” 中的f s p a s s 为 2 中 H T ML的隐藏控件名称 。 f s n a me r e q u e s t . fo r m ” f s n a m e ” f s _p a s s r e q u e s t . f o r m ” f s p a s s ” f s n a me ”f s _ n a me f s p a s s ”f s p a s s 3结论 综合信息系统集成平台开发是 目前企业或组织 信息建设的热点和难点 , 从构建在 We b环境下 的某 校综合信息系统集成平 台的开发 实施情况来看 , 该 文综合信息系统平台开发中使用的主要接 口技术是 切实可行的 , 充分考虑了系统 的安全性、 稳定 性、 高 效性及 良好 的可扩展性 , 能加快企业或组织信息化 建设水平, 对消除企业“ 信息孤岛” 状况也起到一定 的作用。 参考文献 [ 1 ] 刘卫东. 一种信息系统集成方法 [ J ] . 计算机科学, 2 0 0 5 0 5 、 6 07 0 . [ 2 ] 蔡红云. 校园网格环境下异构数据库的集成与分布式 查询[ J ] . 广西师范大学学报 自然科学版, 2 0 0 7 1 2 2 9 83 01. [ 3 ] 丁晟春. . N E T平台下信息系统 的集成设计与应用 [ J ] . 计算机应用与软件 , 2 0 0 6 1 2 6 4 6 9 . [ 4 ] 严隽薇. 异构的系统应用集成平台研究[ J ] . 制造业 自 动化 , 2 0 0 7 1 1 9 2 9 5 . [ 5 ] N a v e e n E r a s a l a , D £ d C Y e n , T M R a j k u m a r . E n t e r p r i s e A p p l i c a t i o n I n t e g r a t i o n i n t h e e l e c t r o n i c c o m m e r c e w o r l d [ J ] . C o m p u t e r S t a n d a r d s and I n t e r f a c e s , 2 o 0 3 2 5 6 9 8 2 . [ 6 ] R u s s B a s i a r a , M i k e B a t o n g b a c a 1 . A S P . N E T We b 服务高 级编程[ M] . 杨浩, 译. 北京 清华大学出版社 , 2 0 0 3 . [ 7 ] 张领.A S P . N E T项 目开发全程实录[ M] . 北京 清华 大学出版社, 2 0 0 8 .
展开阅读全文

资源标签

最新标签

长按识别或保存二维码,关注学链未来公众号

copyright@ 2019-2020“矿业文库”网

矿业文库合伙人QQ群 30735420