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摘 要:科学技术水平的提升,使得PLC系统的应用十分广泛,PLC控制系统的应用逐渐推进,人们对PLC控制系统的抗干扰能力也提出了较高的要求。尽管PLC控制系统自身的抗干扰能力就比较高,但是由于其身处的环境比较恶劣,因此PLC控制系统会受到很多因素的干扰与影响,这时就需要努力提高单片机PLC控制系统的抗干扰能力,使PLC控制系统能够稳定运行。本文就加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施进行分析和研究。
关键词:单片机;PLC;控制系统;抗干扰能力;措施
PLC是一种可以编程的逻辑控制器,能够利用模拟、数字输入以及输出等科学的控制各种机器。PLC控制系统有着极为简单的操作方式,体积比较小,有很好的通用性、实用性,功能也比较齐全,因此在各个领域中都有广泛的使用。但是由于受到工作环境、设计等方面因素的影响,PLC控制系统还不够可靠,无法保证其稳定运行,因此需要采取有效地措施促进PLC控制系统抗干扰能力的提升。
一、单片机PLC控制系统抗干扰能力的影响要素
单片机控制中,PLC控制系统的应用十分普遍,在取得应用效果的同时也需要注意其中存在的问题。由于单片机控制起来比较复杂,并且会受到诸多因素的影响,因此需要努力提高单片机PLC控制系统的抗干扰能力。影响PLC控制系统的要素有很多,主要有一下幾方面。
1、电源的波形出现畸形
PLC控制系统中使用的电力半导体器件主要有GTO、GRT等[1],在工作中,这些器件容易出现谐波、噪声等问题,使得电源波形出现畸形,进而对PLC控制系统的正常运行产生不利的影响,甚至出现一些比较棘手的问题。
2、电路耦合
这种电路耦合产生的干扰就是回路中比较大的公共阻抗出现耦合现象,导致电流的出现,这一过程中出现的电流就会对PLC控制系统产生具有危害性的影响和干扰。之所以出现耦合主要是由于没有科学的选择PLC的接地点,或者是接地不良。
3、输入元器件出现触电抖动
在PLC控制系统中控制的范围中如果出现了比较强烈的振动,就会使得输入元器件出现触电抖动,而触点的抖动会发出错误的信号,使得PLC控制系统受到干扰。
4、电容性、电感性干扰
电容会引发电容性干扰,干扰源与其对象间电容耦合,电容耦合相互作用就会使PLC控制系统受到干扰。电感性耦合是干扰源中的交变磁场对干扰对象中的电感性元件耦合造成的干扰[2]。电容性以及电感性干扰都是PLC 控制系统中不可忽视的。
二、加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施
1、科学设计硬件方案,强化系统能力
在单片机的发展中,硬件设计具有十分重要的作用,要提高系统的抗干扰能力,就需要积极科学的进行硬件方案的设计,采取措施。硬件方案的设计与改进过程中,需要对电磁干扰的渠道、装置以及能力进行减小,对干扰源进行有效抑制,着对于系统抗干扰能力的提升是极为关键的。以硬件设计为出发点,科学配置供电的电源,选择好的设备,保证接地位置以及方式的准确,从而提高系统的抗干扰能力。
1.1 使用良好的电源
在整个系统中电源对于性能有着直接性的影响,使用好的电源能够对电网的引入起到一定的抑制作用,有助于促进系统抗干扰能力的提升。目前 PLC 控制系统中,隔离性能好的电源使用比较多,主要是 PLC 控制系统本身就有一定的抗干扰能力,使电源和系统动力设备的配线相分离,使 PLC 控制系统的抗干扰能力得到充分的发挥,从而强化整个系统的能力。如果受到极为严重的干扰,不能仅依靠 PLC 控制系统,还需要使用具有屏蔽层的隔离变压器,加上接线路滤波器,通过二者的相互作用,避免干扰的产生。
1.2 科学建立接地系统
系统的抗干扰能力也会直接受到接地系统的影响。接地的目的主要是为了维护系统安全,避免干扰问题的出现。因此需要进一步完善接地系统的建立,强化系统的抗干扰能力。主要的接地方式有浮地、直接接地、电容接地。单片机PLC 控制系统中的接地方式应该选用直接接地。这种方式操作比较简单,性能影响不大,其抗干扰能力也比较强,能够满足单片机PLC 控制系统的发展需要。不同情况下,直接接地可以分为串联一点接地式和并联一点接地式两种[3]。对于相对集中的PLC 控制系统适合使用并联一点接地式,将装置中的柜体中心接地点通过单独接地线的方式使其向接地极发展,若装置间的距离比较大,可以使用串联一点接入式,要根据具体的实际情况选择接地方式。
2、科学进行软件设计
要全部将干扰单片机PLC 控制系统的电磁因素消灭掉是不可能的,这就需要在软件设计方面着手,进行抗干扰的有效处理,强化系统的可靠性。有些软件能够被用来提高结构的可靠性,能够消除周期性的干扰。
可以使用信息的冗余技术,适当地冗余对于PLC 控制系统安全稳定运行是极为重要的。冗余技术就是系统中多出的部分,在系统出现问题时能够起到代替作用保证系统运转,硬件以及软件都可以进行冗余,软件冗余需要注意对PLC资源的需求数量进行科学的分析,调试程序,或是重新编制程序等[4]。
PLC 控制系统一般都处在电磁比较复杂的环境中,一般通过延时确认、封锁干扰等软件促进PLC 控制系统抗干扰能力的提升。PLC 控制系统中,系统的运行与循环的动作时间都是固定不变的,每一工步运行时,行程开关也会出现信号,通过这个固定不变的特点,使用两个内部定时器对PLC 控制系统总能的正常信号发射时间进行收集采样,从而屏蔽其他时间发出的错误信号,使PLC 控制系统在运行中不会受到干扰。
元件在接通时,通常对受到外部环境的干扰与影响,这些干扰会使PLC 控制系统中的触点出现抖动信号,所以需要采取相应的措施消除触点可能发生的抖动信号,避免出现的错误信号对PLC 控制系统运行的干扰和影响。
结束语:
总而言之,单片机PLC控制系统容易受到各种因素的干扰与影响,为了提高单片机PLC控制系统的抗干扰能力,就需要做好系统硬件以及软件两方面的工作,促进系统抗干扰能力的提升,实现单片机控制系统的科学、高效发展。
参考文献
[1] 武德庆.加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施[J].价值工程,2010,29:247-248.
[2] 杜娟.加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施分析[J].科技传播,2015,7:42+44.
[3] 张金德.浅析如何提高单片机PLC控制系统抗干扰能力[J].科技展望,2015,25:136.
[4] 王峰.加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施[J].科技创新与应用,2015,08:85.
关键词:单片机;PLC;控制系统;抗干扰能力;措施
PLC是一种可以编程的逻辑控制器,能够利用模拟、数字输入以及输出等科学的控制各种机器。PLC控制系统有着极为简单的操作方式,体积比较小,有很好的通用性、实用性,功能也比较齐全,因此在各个领域中都有广泛的使用。但是由于受到工作环境、设计等方面因素的影响,PLC控制系统还不够可靠,无法保证其稳定运行,因此需要采取有效地措施促进PLC控制系统抗干扰能力的提升。
一、单片机PLC控制系统抗干扰能力的影响要素
单片机控制中,PLC控制系统的应用十分普遍,在取得应用效果的同时也需要注意其中存在的问题。由于单片机控制起来比较复杂,并且会受到诸多因素的影响,因此需要努力提高单片机PLC控制系统的抗干扰能力。影响PLC控制系统的要素有很多,主要有一下幾方面。
1、电源的波形出现畸形
PLC控制系统中使用的电力半导体器件主要有GTO、GRT等[1],在工作中,这些器件容易出现谐波、噪声等问题,使得电源波形出现畸形,进而对PLC控制系统的正常运行产生不利的影响,甚至出现一些比较棘手的问题。
2、电路耦合
这种电路耦合产生的干扰就是回路中比较大的公共阻抗出现耦合现象,导致电流的出现,这一过程中出现的电流就会对PLC控制系统产生具有危害性的影响和干扰。之所以出现耦合主要是由于没有科学的选择PLC的接地点,或者是接地不良。
3、输入元器件出现触电抖动
在PLC控制系统中控制的范围中如果出现了比较强烈的振动,就会使得输入元器件出现触电抖动,而触点的抖动会发出错误的信号,使得PLC控制系统受到干扰。
4、电容性、电感性干扰
电容会引发电容性干扰,干扰源与其对象间电容耦合,电容耦合相互作用就会使PLC控制系统受到干扰。电感性耦合是干扰源中的交变磁场对干扰对象中的电感性元件耦合造成的干扰[2]。电容性以及电感性干扰都是PLC 控制系统中不可忽视的。
二、加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施
1、科学设计硬件方案,强化系统能力
在单片机的发展中,硬件设计具有十分重要的作用,要提高系统的抗干扰能力,就需要积极科学的进行硬件方案的设计,采取措施。硬件方案的设计与改进过程中,需要对电磁干扰的渠道、装置以及能力进行减小,对干扰源进行有效抑制,着对于系统抗干扰能力的提升是极为关键的。以硬件设计为出发点,科学配置供电的电源,选择好的设备,保证接地位置以及方式的准确,从而提高系统的抗干扰能力。
1.1 使用良好的电源
在整个系统中电源对于性能有着直接性的影响,使用好的电源能够对电网的引入起到一定的抑制作用,有助于促进系统抗干扰能力的提升。目前 PLC 控制系统中,隔离性能好的电源使用比较多,主要是 PLC 控制系统本身就有一定的抗干扰能力,使电源和系统动力设备的配线相分离,使 PLC 控制系统的抗干扰能力得到充分的发挥,从而强化整个系统的能力。如果受到极为严重的干扰,不能仅依靠 PLC 控制系统,还需要使用具有屏蔽层的隔离变压器,加上接线路滤波器,通过二者的相互作用,避免干扰的产生。
1.2 科学建立接地系统
系统的抗干扰能力也会直接受到接地系统的影响。接地的目的主要是为了维护系统安全,避免干扰问题的出现。因此需要进一步完善接地系统的建立,强化系统的抗干扰能力。主要的接地方式有浮地、直接接地、电容接地。单片机PLC 控制系统中的接地方式应该选用直接接地。这种方式操作比较简单,性能影响不大,其抗干扰能力也比较强,能够满足单片机PLC 控制系统的发展需要。不同情况下,直接接地可以分为串联一点接地式和并联一点接地式两种[3]。对于相对集中的PLC 控制系统适合使用并联一点接地式,将装置中的柜体中心接地点通过单独接地线的方式使其向接地极发展,若装置间的距离比较大,可以使用串联一点接入式,要根据具体的实际情况选择接地方式。
2、科学进行软件设计
要全部将干扰单片机PLC 控制系统的电磁因素消灭掉是不可能的,这就需要在软件设计方面着手,进行抗干扰的有效处理,强化系统的可靠性。有些软件能够被用来提高结构的可靠性,能够消除周期性的干扰。
可以使用信息的冗余技术,适当地冗余对于PLC 控制系统安全稳定运行是极为重要的。冗余技术就是系统中多出的部分,在系统出现问题时能够起到代替作用保证系统运转,硬件以及软件都可以进行冗余,软件冗余需要注意对PLC资源的需求数量进行科学的分析,调试程序,或是重新编制程序等[4]。
PLC 控制系统一般都处在电磁比较复杂的环境中,一般通过延时确认、封锁干扰等软件促进PLC 控制系统抗干扰能力的提升。PLC 控制系统中,系统的运行与循环的动作时间都是固定不变的,每一工步运行时,行程开关也会出现信号,通过这个固定不变的特点,使用两个内部定时器对PLC 控制系统总能的正常信号发射时间进行收集采样,从而屏蔽其他时间发出的错误信号,使PLC 控制系统在运行中不会受到干扰。
元件在接通时,通常对受到外部环境的干扰与影响,这些干扰会使PLC 控制系统中的触点出现抖动信号,所以需要采取相应的措施消除触点可能发生的抖动信号,避免出现的错误信号对PLC 控制系统运行的干扰和影响。
结束语:
总而言之,单片机PLC控制系统容易受到各种因素的干扰与影响,为了提高单片机PLC控制系统的抗干扰能力,就需要做好系统硬件以及软件两方面的工作,促进系统抗干扰能力的提升,实现单片机控制系统的科学、高效发展。
参考文献
[1] 武德庆.加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施[J].价值工程,2010,29:247-248.
[2] 杜娟.加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施分析[J].科技传播,2015,7:42+44.
[3] 张金德.浅析如何提高单片机PLC控制系统抗干扰能力[J].科技展望,2015,25:136.
[4] 王峰.加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施[J].科技创新与应用,2015,08:85.