PLC控制系統(tǒng)的干擾與抗干擾措施

發(fā)布時(shí)間:2024-02-26
plc控制系統(tǒng)的干擾將直接影響測(cè)量與控制精度,干擾嚴(yán)重導(dǎo)致失真與誤動(dòng)作,提高抗干擾能力,能有效的提高plc控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞:干擾源 接地干擾 措施 正確接地 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,plc在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,plc控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵,自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型plc,有的是集中安裝在控制室,有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和各電機(jī)設(shè)備上,它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中,要提高plc控制系統(tǒng)可靠性,必須在工程設(shè)計(jì),安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視,有效提高抗干擾能力,對(duì)干擾的大體形成和抗干擾分四方面說(shuō)明。
一、電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)的干擾
影響plc控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,如開關(guān)操作浪涌,大型設(shè)備的啟停,交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波,電網(wǎng)短路引起暫態(tài)沖擊,和空間的輻射電磁場(chǎng)(emi)雷電、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的干擾,這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源,即干擾源。 按噪聲產(chǎn)生的原因不同,分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓迭加所形成,這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,直接疊加在信號(hào)上,影響測(cè)量與控制精度。
二、接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端a、b都接地,就存在地電位差,有電流流過屏蔽層,當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí),地線電流將更大。此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場(chǎng)的作用下,屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號(hào)回路,若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布,影響plc內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作,邏輯地電位的分布干擾容易影響plc的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯,造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī),模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降,引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。
三、主要抗干擾措施
⑴ 采用在線式不間斷供電電源(ups)供電,提高供電的安全可靠性,并且ups還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能,是一種plc控制系統(tǒng)的理想電源。
⑵為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾,尤其是變頻裝置饋電電纜,應(yīng)采用銅鎧裝屏蔽電力電纜,降低動(dòng)力線產(chǎn)生的電磁干擾。
⑶不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸,信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè),嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào),避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敖設(shè),以減少電磁干擾。
四、正確選擇接地點(diǎn),完善接地系統(tǒng)
接地的目的通常有兩個(gè),其一為了安全,其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是plc控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。
plc控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式,集中布置的plc系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式,各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極,如果裝置間距較大,應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式,用一根大截面銅母線(或絕緣電纜)連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn),然后將接地母線直接連接接地極,接地線采用截面大于22mm2的銅導(dǎo)線,總母線使用截面大于60mm2的銅排,接地極的接地電阻小于2ω,接地極最好埋在距建筑物10 ~ 15m遠(yuǎn)處,而且plc系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。信號(hào)源接地時(shí),屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地,不接地時(shí),應(yīng)在plc側(cè)接地,信號(hào)線中間有接頭時(shí),屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理,一定要避免多點(diǎn)接地,多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí),各屏蔽層應(yīng)相互連接好,并經(jīng)絕緣處理,選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。 結(jié)束語(yǔ):plc控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素,合理有效地抑制抗干擾,才能夠使plc控制系統(tǒng)正常工作。
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