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浅析利用PLC组态软件消除干扰的方法 |
| 引言: PLC控制系统由于具有功能强、程序设计简单、扩展性好、维护方便、可靠性高、能适应比较恶劣的工业环境的特点,因此在工业企业广泛应用.但是由于工业环境条件恶劣,以及各种工业电磁,辐射干扰等,影响PLC控制系统的正常工作,因此必须重视PLC控制系统的抗干扰设计.为防止干扰,可以采用硬件和软件相结合的抗干扰方法. 防止硬件干扰的方法有:1采用性能优良的电源来抑制电网引入的干扰2电缆的选择与铺设来降低电磁干扰3完善接地系统4采用光电隔离来抑制输入输出电路引入的干扰等.而利用PLC软件来减少干扰是PLC控制系统正常、稳定工作的重要环节.下面主要分析在生产实践中应用的利用PLC组态软件来减少干扰的方法: 一、减少数字量输入扰动的方法 1、 计数器法  CON—计数器 NOT—非门 RS—复位优先触发器 IN—输入 OUT—输出 N—脉冲采样个数 注释：当外部有信号输入时，控制系统采集连续的N个脉冲使RS触发器输出为“1”，只有当外部输入信号由“1”变成“0”时，RS触发器的复位端为“1”，将RS触发器的输出复位成“0”。而当有瞬间干扰脉冲时，CON计数器将采集不到连续的N个脉冲，CON计数器无法输出，这就起到了减少干扰的作用。（N一般情况下取2） 优点：响应速度快，对周期性的瞬时干扰起到了一定的抑制作用。 缺点：不能消除超过CON计数器采样时间的干扰。 2、延迟输入法  IN—输入 OUT—输出 TIME（ET）—延时时间 TON—延时输出（其曲线如下图）  注释：当输入IN=1时，启动计数器直到计时时间（PT）=延时时间，OUT=1。当计数器计时时间〈延时时间，OUT=0。延时时间最好取1S以内。 优点：消除了短时的周期干扰。 缺点：响应速度慢，不利于信号的快速传输。 二、减少模拟量输入扰动的方法 1、限幅法  MOVE—移动保持指令（使能端EN=1，OUT=IN。EN=0，OUT保持前次值） GE—大于等于指令（OUT=1，IF IN1≥IN2） LE—小于等于指令（OUT=1，IF IN1≤IN2） HL—上限设定值 LL—下限设定值 注释：当模拟量输入信号在HL和LL之间时，OUT=IN。当IN-AI信号超出或等于HL或LL时，GE或LE判断IN-AI信号，使OUT1或OUT2输出“1”去封锁MOVE，从而保持MOVE的输出为HL或LL的设定值。也就起到了限幅的作用。 优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。 缺点：平滑度差。 2、延迟滤波限幅法  MOVE—移动保持指令（使能端EN=1，OUT=IN。EN=0，OUT保持前次值） GE—大于等于指令（OUT=1，IF IN1≥IN2） LE—小于等于指令（OUT=1，IF IN1≤IN2） HL—上限设定值 LL—下限设定值 LG—延迟滤波指令（其曲线如下图） TIME—延迟滤波时间  注释：功能基本和限幅法相同，只是在输入端增加了一个延迟滤波器，对输入信号起到了延迟缓冲的滤波。 优点：有效地抑制了周期性的脉冲干扰。平滑度比限幅法有所改善。 缺点：信号响应速度减缓。 3、延迟滤波比较法  LG—延迟滤波器 SUB—减法指令 ABS—绝对值指令 GE—大于等于指令 HL—最大偏差值 TIME—延迟滤波时间 注释：正常情况输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后直接输出，OUT=IN-AI的值；当有突变信号时，输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后与含有突变信号的输入信号IN-AI相减取绝对值（无论出现正偏差还是负偏差），与HL值比较，若大于等于HL的预设值，OUT1=1，将LG—延迟滤波器切换成跟踪状态，此时OUT就保持了输入信号IN-AI突变前的值。直到突变信号减弱，OUT1=0，OUT=IN-AI。 优点：对周期性干扰具有良好的抑制作用。平滑度高。 缺点：灵敏度取决于TIME—延迟滤波时间的大小。 4、积分消抖滤波法  LG—延迟滤波器 SUB—减法指令 GE—大于等于指令 LE—小于等于指令 OR—或门（自做的DFB功能块） NOT—非门 TON—延时输出 EOR—异或门 MOV—移动保持指令 PI—比例积分调节器 HL—最大正向偏差值 LL—最大负向偏差值 TIME—延迟滤波时间 TIME1—延迟输出时间 TIME2—延迟滤波时间 注释：参数设置：LG（TIME=1S），TON（TIME1=10S），LG1（TIME=30S），HL=0.2，LL=-0.2 ，PI（TI=10S，将P放开封锁成为纯积分调节器） 三、 小信号在变化幅度中变化时 1、 最终状态：此时为稳态，输入与输出相近。OR输出为“0”，NOT=1，TON时间已超出10S，EOR=0，MOV不保持，PI不积分，SUB=0，信号走PI的跟踪回路，LG1滤波后输出。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1（滤波30S）→输出 2、 小信号的暂态变化：（在TON=10S之前）OR=0，NOT=1，TON未到10S，EOR=1，MOV保持，PI积分作用，LG1未起作用，输出跨越LG1（TIME=30S），直接到输出端，此时为线性跟踪滤波状态。 四、 信号大幅度变化时（≥HL，≤LL） OR=1，NOT=0，TON不起作用，EOR=0，所以LG1（TIME=30S）不起作用，PI不起作用走跟踪。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1的跟踪→输出 五、 总结： 1、 小信号在10秒之内，经过LG（TIME=1S），PI的积分作用，跳过LG1（TIME=30S），直接输出，实现输入信号的滤波和跟踪状态。 2、 小信号在10秒之后，经过LG（TIME=1S），PI的跟踪和LG1（TIME=30S）跟踪输入。 3、 大信号变化时，LG（TIME=1S）作用，LG1（TIME=30S）不起作用，此时为输出快速跟踪。 优点： 对于被测参数有较好的滤波效果， 对周期性干扰具有良好的抑制作用，平滑度高。 缺点： 对于变化缓慢的输入信号响应慢。 结束语 上述所分析的方法，均在生产实际中得到检验，取得了一定的效果，并随着生产实际的需要和经验的积累，不断完善其对干扰的软件处理方法。 |