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PLC控制系统的抗干扰方法!

babbler  发表于 2006/2/8 9:07:18      1491 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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可编程控制器简称为PLC,是一种专门用于工业环境的数字运算操作系统,通过数字式或模拟式的输入、输出控制各种类型的机械设备或生产过程,易于和工业控制系统联成一个整体,并容易进行功能扩充。PLC能在工业环境中直接运用,不需专门的空调和恒温装置,具有体积小、功能强、速度快、可靠性高、通讯能力强的特点,广泛用于机械制造、冶金、化工、交通、电子、印刷、食品、建筑等行业。但在工业环境中,电压的变化、强磁场、电气设备特别是电子设备的大量应用产生的高频干扰,严重影响到PLC的正常运行,PLC系统抗干扰措施是否得力,关系到PLC系统是否能正常执行控制功能。本文主要叙述产生干扰的原因,并提出相应的抗干扰措施。

. 干扰的类型

在工业环境中,可编程控制器所受的干扰主要分为传导型和辐射型二中。顾名思义,传导型干扰就是通过电气线路进入PLC系统的干扰信号;辐射型干扰是通过空间感应进入PLC系统的干扰信号。

1. 传导型干扰    通过各种电气线路进入PLC系统,包括供电干扰、强电干扰和接地干扰。

1) 供电干扰    PLC系统本身一般都配备有专用的电源模块,用于给PLC系统提供直流稳压电源,如西门子公司的S7系列PLC,提供不同容量的电源模块给PLC提供稳定的直流电源。虽然如此,但从交流供电网络传来的干扰信号仍然可能影响电源电压的稳定性,并可能经过整流后传入PLC控制器,影响PLC的运行。此种干扰信号主要来源于附近大容量电气设备的开、停,负载的突然变化,供电系统中断路器对供电线路的开断和接通,雷击或雷电感应产生的冲击电流等,在严重时甚至使PLC控制器的RAM存贮器中的程序丢失或紊乱,造成难以估量的损失。

2)强电干扰    线路中继电器、接触器等感性负载,其控制电压一般是交流220V,感性负载在断电时会产生过电压和冲击电流,影响驱动电路,还会通过电磁感应干扰其它线路,甚至会进入PLC控制器,影响PLC的正常功能。

3)接地干扰    接地方式不当,容易形成接地环路,产生接地干扰。如果接地点相隔较远时,则不同位置的接地点的电位不相等,从而形成接地电位差。

2. 辐射型干扰    通过空间感应进入PLC系统的干扰。PLC控制系统一般安装于电气控制柜内,同时它的输入输出信号线常与动力线路在同一桥架内并排敷设,PLC系统和其输入输出信号线附近必定存在有较强的磁场、电场、静电场或电磁波辐射源,在安装中若未认真考虑干扰的问题,常会由于干扰的存在,影响PLC对控制信号的采集和其控制功能的正常发挥。特别是大功率感性负载的通断,引起磁场的急剧变化,接触器触点产生的电火花产生高频辐射对PLC系统的影响。

. 抗干扰的主要方法

1.供电方面  主要的措施是稳压、滤波、隔离。

1) 选用质量好、工作可靠的电子交流稳压器,用以给PLC系统提供稳定的交流电压,稳压器不仅可以提供稳定的电压,同时可以消除高频脉冲的干扰。

2) 增加低通滤波器,用来滤去交流电源中的高频分量或脉冲电流。对于直流供电,可用电容滤波,消除干扰对PLC系统的影响。

3) 增加隔离变压器。在电源接入PLC系统前加装隔离变压器,其初级屏蔽层接中性线,二次侧屏蔽层与PLC系统共地,用以阻断干扰的传导通路,并抑制干扰信号的强度。同时配合使用低通滤波器.

4)  选用稳定的交流电源。PLC系统的电源与动力线路分别引自不同的变压器,可以避免大感性负载的启停对供电电源的影响。实际中可能只有一台变压器,可以采用从配电母排上引专用线的方法,尽量减小干扰的影响。

2. 强电干扰方面    主要采取以下措施:

1)在电感性负载旁并联一阻容吸收装置或二极管、稳压管,用来吸收瞬时过电压。

2)采用光电耦合的办法进行隔离。

3.接地干扰    通常采用单点接地,避免接地点相隔太远。在接地点相隔较远时,增加导线截面,以减小电阻。

4. 辐射型干扰

1)PLC系统安装于单独的箱体中,制作箱体的材料使用薄铁板或钢板等导磁材料,可以防止外界磁场的干扰。

2)对于PLC模拟信号线和通讯电缆,使用屏蔽线,并将屏蔽层单端接地。

3)讲究布线方式。屏蔽线尽可能远离大功率,尽量避开动力线路单独敷设,若与动力线路不能分开布设时,可使用镀锌管敷设,既可防止干扰,又可保护线路。

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    clun   发表于 2006/2/8 9:07:18

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    引用 clun 2006/2/8 9:07:18 发表于2楼的内容

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