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PLC控制器與人機界面的抗干擾對策

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2018/7/6     瀏覽次數:    

  進行具體工程的抗干擾設計時,要選擇有較高抗干擾能力的產品,采取抑制干擾源、切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑和利用軟件手段等措施,提高裝置和系統的抗干擾能力。
  1、采用性能優良的電源,抑制電網引入的干擾。
  對于PLC控制器供電的電源,應采用非動力線路供電,直接從低壓配電室的主母線上采用專用線供電。選用隔離變壓器,且變壓器容量應比實際需要大1.2~1.5倍左右,還可在隔離變壓器前加入濾波器。對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、采用多次隔離和屏蔽及漏感技術的配電器。控制器和I/O系統分別由各自的隔離變壓器供電,并與主電路電源分開。PLC控制器的24V直流電源盡量不要給外圍的各類傳感器供電,以減少外圍傳感器內部或供電線路短路故障對PLC控制器的干擾。此外,為使得電網饋電不中斷,可采用在線式不間斷供電電源(UPS)供電,UPS具備過壓、欠壓保護功能、軟件監控、與電網隔離等功能,可提高供電的可靠性。對于一些重要的設備,交流供電電路可采用雙路供電系統。
  2、正確選擇電纜的和實施敷設,消除可編程控制器、人機界面的空間輻射干擾。
  不同類型的信號分別由不同電纜傳輸,采用遠離技術,信號電纜按傳輸信號種類分層敷設,相同類型的信號線采用雙絞方式。嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號,避免信號線與動力電纜靠近平行敷設,增大電纜之間的夾角,以減少電磁干擾。為了減少動力電纜尤其是變頻裝置饋電電纜的輻射電磁干擾,從干擾途徑上阻隔干擾的侵入,要采用屏蔽電力電纜。
  3、PLC控制器輸入輸出通道的抗干擾措施
  輸入模塊的濾波可以降低輸入信號的線間的差模干擾。為了降低輸入信號與大地間的共模干擾,PLC控制器要良好接地。輸入端有感性負載時,對于交流輸入信號,可在負載兩端并接電容和電阻,對于直流輸入信號可并接續流二極管。為了抑制輸入信號線間的寄生電容、與其他線間的寄生電容或耦合所產生的感應電動勢,可采用RC浪涌吸收器。
  輸出為交流感性負載,可在負載兩端并聯RC浪涌吸收器;若為直流負載,可并聯續流二極管,也要盡可能靠近負載。對于開關量輸出的場合,可以采用浪涌吸收器或晶閘管輸出模塊。另外,采用輸出點串接中間繼電器或光電耦合措施,可防止PLC控制器輸出點直接接入電氣控制回路,在電氣上隔離。
  4、PLC控制器抗干擾的軟件措施
  由于電磁干擾的復雜性,僅采取硬件抗干擾措施是不夠的,要用PLC控制器的軟件抗干擾技術來加以配合,進一步提高系統的可靠性。采用數字濾波和工頻整形采樣、定時校正參考點電位等措施,有效消除周期性干擾、防止電位漂移。采用信息冗余技術,設計相應的軟件標志位;采用間接跳轉,設置軟件保護等。例如對開關量輸入信號,采用定時器延長時間的方式多次讀入,結果一致再確認有效,提高了軟件的可靠性。
  5、正確選擇接地點,完善接地系統。
  良好的接地是使得PLC控制器工作的重要條件,可以避免偶然發生的電壓沖擊危害,還可以抑制干擾。完善的接地系統是PLC控制器抗電磁干擾的重要措施之一。
   PLC控制器屬高速低電平控制裝置,應采用直接接地方式。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾,應給PLC控制器接上專用地線,接地點應與動力設備的接地點分開。若達不到這種要求,也要做到與其他設備公共接地,禁止與其他設備串聯接地。接地點應盡可能靠近PLC控制器。集中布置的PLC控制器適于并聯一點接地方式,各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。分散布置的PLC控制器,應采用串聯一點接地方式。接地極的接地電阻小于2Ω,接地極要好埋在距建筑物10~15m遠處,而且PLC控制器接地點要與強電設備接地點相距10m以上。如果要用擴展單元,其接地點應與基本單元的接地點接在一起。
  信號源接地時,屏蔽層應在信號側接地;信號源不接地時,應在PLC控制器側接地。信號線中間有接頭時,屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理,各屏蔽層應相互連接好。選擇適當的接地處單點接地,要避免多點接地。
  6、設備選型。
  在選擇設備時,首先要了解國產PLC生產廠家給出的抗干擾指標,如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環境中工作等,要選擇有較高抗干擾能力的產品,如采用浮地技術、隔離性能好的可編程控制器、人機界面HMI。
  可編程控制器、人機界面現場應用時的抗干擾問題,是復雜而細致的。抗干擾性設計是一個十分復雜的系統性工程,涉及到具體的輸入輸出設備和工業現場的具體環境,要求我們要綜合考慮各方面的因素,根據現場的實際情況,從減少干擾源、切斷干擾途徑等方面進行相關的考慮,充分利用各種抗干擾措施來進行可編程控制器、人機界面的設計。才能提高可編程控制器、人機界面HMI現場應用時的抗干擾能力,系統穩定運行。



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