概述
主动化体系中所运用的各种类型PLC,有的是会集设备在操控室,有的是涣散设备在出产现场的各单机设备上,尽管它们大多处在强电电路和强电设备所构成的恶劣电磁环境中,但PLC是专门为工业出产环境而规划的操控设备,在规划和制作过程中选用了多层次抗搅扰和精选元件办法,故具有较强的习惯恶劣工业环境的才干、运转稳定性和较高的牢靠性,因而一般不需求采纳什么特别办法就能够直接在工业环境运用,但是由于它直接和现场的I/O设备相连,外来搅扰很简单通过电源线 或I/O传输线侵入,然后引起操控体系的误动作。PLC遭到的搅扰可分为外部搅扰和内部搅扰。在实践的出产环境下,外部搅扰是随机的,与体系结构无关,且搅扰源是无法消除的,只能针对详细状况加以约束;内部搅扰与体系结构有关,首要通过体系内沟通主电路,模仿量输入信号等引起,可合理规划体系线路来削弱和按捺内部搅扰和避免外部搅扰。关于PLC抗搅扰性许多国产品牌也做了很大尽力例如信捷、深圳奥越信、和利时等等,总归要进步PLC操控体系的牢靠性,就要从多方面进步体系的抗搅扰才干。
一、 剖析硬件电路,提出硬件抗搅扰办法
1、PLC操控体系的设备和运用环境
PLC是专为工业操控规划的,一般不需求采纳什么特别办法就能够直接在工业环境运用。但是在PLC操控体系中,假如环境过于恶劣,或设备运用不妥,会下降体系的牢靠性。PLC运用环境温度一般在0℃ ~55℃范围内,应避免太阳光直接照耀,设备方位应远离发热量大的器材,一起应确保有满足大的散热空间和通风条件。环境湿度一般应小于85%,以确保PLC有杰出的绝缘。在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合,需将PLC关闭设备。此外,假如PLC设备方位有激烈的振荡源,体系的牢靠性也会下降,所以应采纳相应的减振办法。
2 、PLC的电源与接地
PLC自身的抗搅扰才干一般都很强。一般,只能将PLC的电源与体系的动力设备电源分隔配线,关于电源线来的搅扰,一般都有满足强的按捺才干。但是,假如遇上特别状况,电源搅扰特别严峻,可加接一个带屏蔽层的阻隔变压器以削减设备与地之间的搅扰,进步体系的牢靠性。假如一个体系中含有扩展单元,则其电源有必要与根本单元共用一个开关操控,也就是说,它们的上电与断电有必要一起进行。杰出的接地是确保PLC安全牢靠运转的重要条件。为了按捺附加在电源及输入端、输出端的搅扰,应给PLC接专用地线,而且接地址要与其它设备分隔。若达不到这种要求,也可选用公共接地办法。但是制止选用串联接地办法,,由于它会使各设备间发生电位差而引进搅扰。此外,接地线要满足粗,接地电阻要小,接地址应尽或许挨近PLC 。
接地的意图一般有两个,其一为了安全,其二是为了按捺搅扰。完善的接地体系是PLC操控体系抗搅扰的重要办法之一。接地在消除搅扰上起很大的作用。这儿的接地是指决议体系电位的地,而不是信号体系归路的接地。在PLC操控体系中有许多悬浮的金属架,它们是惧空中搅扰的空中线,需求有决议电位的地线。沟通地是PLC操控体系供电所必需的,它通过变压器中心点构成供电两条回路之一。这条回路上的电流、各种谐波电流等是个严峻的搅扰源。因而沟通地线、直流地线、模仿地和数字地等有必要分隔。数字地和模仿地的共点地最好置悬浮办法。地线各点之间的电位差尽或许小,尽量加粗地线,有条件可选用环形地线。体系地端子(LG)是抗搅扰的中性端子,一般不需求接地,但是,当电磁搅扰比较严峻时,这个端子需与接大地的端子(GR)衔接。
3 、PLC的输入、输出设备
输入电路是PLC承受开关量、模仿量等输入信号的端口,其元器材质量的好坏、接线办法及是否牢靠也是影响操控体系牢靠性的重要因素。以开关量输入为例,按钮、行程开关的触点触摸要保持在杰出状况,接线要结实牢靠。机械限位开关是简单发生毛病的元件,规划时,应尽量选用牢靠性高的挨近开关替代机械限位开关。此外,按钮触点的挑选也影响到体系的牢靠性。在规划电路时,应尽量选用牢靠性高的元器材,关于模仿量输入信号来说,常用的有4~20mA、0~20mA直流电流信号;0~5V、0~10V直流电压信号,电源为直流24V。
关于开关量输出来说,PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种方式,详细挑选哪种方式的输出应依据负载要求来决议,挑选不妥会使体系牢靠性下降,严峻时导致体系不能正常作业。如晶闸管输出只能用于沟通负载,晶体管输出只能用于直流负载。此外,PLC的输出端子带负载才干是有限的,假如超越了规则的最大限值,有必要外接继电器或触摸器,才干正常作业。外接继电器、触摸器、电磁阀等履行元件的质量,是影响体系牢靠性的重要因素。常见的毛病有线圈短路、机械毛病形成触点不动或触摸不良。这一方面能够通过选用高质量的元器材来进步牢靠性,另一方面,在对体系牢靠性及智能化要求较高的场合,能够依据电路中电流反常的状况对输出单元的一些重点部位进行确诊,当检测到反常信号时,体系按程序主动转入毛病处理,然后进步体系作业的牢靠性。若PLC输出端子接有理性元件,则应采纳相应的维护办法,以维护PLC的输出触点。
为了避免或削减外部配线的搅扰,沟通输入、输出信号与直流输入、输出应分别运用各自的电缆;关于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线、有必要运用屏蔽电缆,屏蔽电缆在输入、输出侧悬空,而在操控侧接地
二、 软件抗搅扰办法
硬件抗搅扰办法的意图是尽或许地堵截搅扰进入操控体系,但由于搅扰存在的随机性,尤其是在工业出产环境下,硬件抗搅扰办法并不能将各种搅扰彻底拒之门外,这时,能够发挥软件的灵活性与硬件办法相结合来进步体系的抗搅扰才干。
1、使用看门狗办法对体系的运动状况进行监控
PLC内部具有丰厚的软元件,如定时器、计数器、辅佐继电器等,使用它们来规划一些程序,能够屏蔽输入元件的误信号,避免输出元件的误动作。在规划应用程序时,能够使用看门狗办法完结对体系各组成部分运转状况的监控。如用PLC操控某一运动部件时,编程时可定义一个定时器作看门狗用,对运动部件的作业状况进行监督。定时器的设定值,为运动部件所需求的最大或许时刻。在宣布该部件的动作指令时,一起发动看门狗定时器。若运动部件在规则时刻内到达指定方位,宣布一个动作完结信号,使定时器清零,阐明监控目标作业正常;不然,阐明监控目标作业不正常,宣布报警或停止作业信号。
2 、消抖
在振荡环境中,行程开关或按钮常常会由于颤动而宣布误信号,一般的颤动时刻都比较短,针对颤动时刻短的特色,可用PLC内部计时器通过必定时刻的延时,得到消除颤动后的牢靠有用信号,然后到达抗搅扰的意图。
3 、用软件数字滤波的办法进步输入信号的信噪比
为了进步输入信号的信噪比,常选用软件数字滤波来进步有用信号真实性。关于有大幅度随机搅扰的体系,选用程序限幅法,即接连采样五次,若某一次采样值远远大于其它几回采样的幅值,那么就舍去之。关于流量、压力、液面、位移等参数,往往会在必定范围内频频动摇,则选用算术平均法。即用n次采样的平均值来替代当时值。一般以为:流量n= 12,压力n=4最合适。关于缓慢改变信号如温度参数,可接连三次采样,选取居中的采样值作为有用信号。关于具有积分器A/D转化来说,采样时刻应取工频周期(20ms)的整数倍。实践证明其按捺工频搅扰才干超越单纯积分器的作用。