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UniMAT亿维:PLC控制系统的抗干扰措施

发布时间:2014-08-13 17:57   类型:应用案例   人浏览

    为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰,必须从设计阶段就开始采取抑制措施:抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径、提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。

PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品,且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑,并结合具体情况进行综合设计,才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。

1、采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰

在PLC控制系统中,电源占有极重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好的电源,而对于变送器供电电源以及和PLC系统有直接电气连接的仪表供电电源,并没受到足够的重视。虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。

此外,为保证电网馈电不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的安全可靠性。而且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。

2、正确选择电缆的和实施敷设

为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干扰,笔者在某工程中采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,降低了动力线产生的电磁干扰,该工程投产后取得了满意的效果。

不同类型的信号分别由不同电缆传输,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传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近平行敷设,以减少电磁干扰。(今天的转发暗号是:亿维品质保证:半年包换 5年保修 终生维护)

3、硬件滤波及软件抗干扰措施

信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。

由于电磁干扰的复杂性,要根本消除干扰影响是不可能的,因此在PLC控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性。常用的一些提高软件结构可靠性的措施包括:数字滤波和工频整形采样,可有效消除周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件保护等。

4、正确选择接地点,完善接地系统。

接地的目的通常有两个,一为了安全,二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

系统接地有浮地、直接接地和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式,用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22mm的铜导线,总母线使用截面大于60mm的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω,接地极最好埋在距建筑物10-15m远处,而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。

信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地。多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理,选择适当的接地处单点接地。

PLC控制系统的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症下药的方法,才能够使PLC控制系统正常工作,保证工业设备安全高效运行。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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