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【摘要】论述PLC的应用特点,以及应用系统的主要干扰源,并提出了抑制干扰的主要方法。
【关键词】PLC;应用系统;抗电磁干扰;方法
引言
当前PLC在工业设备控制力使用的越来越多,由于当前电子技术的迅猛发展,PLC控制系统也更加精密和复杂,对于电磁干扰的影响也越来越大,因为大部分PLC应用系统安装对于生产现场以及机电设备,处于强电设备所构成的恶劣电磁环境,都会对PLC的正常运转造成影响,进而也会对企业的经济运转以及安全生产造成影响。所以,对于PLC应用个系统的安装设计过程里,一定要针对PLC应用系统的电磁兼容性进行正确的分析,从而提升系统的抗干扰性能。
一、PLC的应用特征
1、较强的可靠性以及抗干扰力
对于电器设备来讲,可靠性十分关键。PLC是由于采用了目前较大规模的集成电路技术及十分严谨的生产工艺,令内部电路可以应用到技术含量较高的抗干扰技术,使得可靠性较强,内部电路采用了先进的抗干扰技术使并具有较强的可塑型。透过可靠性较高。而且,PLC具有硬件故障自行检测能力,一旦发生故障便可即刻提供警报信息。面对应用软件,应用人员可以在自我检查的程序里,为PLC、电路乃至设备获得故障自检的保障。
2、配套齐全,功能完善,适用性强
PLC进行到现在,已经具有不同的规模,能够使用在各类规模的工业控制场所。不仅需要进行逻辑处理规模的系列产品,能够使用在各自不同规模的场地。不但逻辑性非常高,而且逻辑处理能力也十分强大,PLC大多数都具有完善数据的运算功能,可以应用在各自数字控制范畴。由于大批量的生产,使得PLC逐渐进入到位置控制、温度掌控以及CNC等种类不同的工业控制中。而且PLC通信能力的提升以及人机界面技术的发展,使用PLC控制系统成为非常普遍的现象。
3、善学善用,被工程技术人员厚爱
PLC的接口简便,编程语言引起了工程技术人员的关注。通过梯形图作为符号并且作为表现形式、继电器电路图非常贴切,使得不懂得电子电路、计算机原理和编程语言的人用于掌控工业更加便利。
4、设计中的系统工作量少、利于维护、容易改造
PLC经由储藏方式去除界限逻辑,明显压低了控制设施的外部接线,大大的降低了控制系统设计周期,并且在平时的维护当中也非常容易,更关键的是令透过转变程序而改变生产过程变成可能。这尤为符合品种不同且生产生产量低的状况。
二、PLC应用系统的干擾源
1、电源干扰
电源干扰是透过电源线进入PLC的,是传导干扰。PLC系统能否获得正常的电源完全依靠电网如何供电。这是因为电网的覆盖率较广,能够被一切空间中的电磁所影响,并且可以在线路上形成电压。特别是电网进行的内部调整,都透过输电线路传输到电源。由于电源引进的干扰使得PLC控制系统故障的状况经常发生。PLC电源因为自身工艺原因而令隔离性较差。也可以说,因为分布参数尤其是分布电容的出现,使得绝对隔离变得不现实。
2、信号线引入干扰
因为连接PLC的输入和输出信号线以及控制线非常多,并且分布范围较广,信号线里包含直流、交流、模拟量以及开关量等不同的信号传输,更容易被电磁信号的耦合侵入。并且,相同电缆里的不同信号线上的干扰信号同有效信号相互间的叠加和作用,通常会对PLC的I/O模块形成破坏性的影响。
3、地线干扰
PLC应用系统在地线方面具有系统地、屏蔽地、保护地和交流地。地线对于PLC控制系统十分关键,在实际使用当中,因为涉及和安装的不到位,通常令接地系统产生漏洞。
地线干扰的构成主要是由于不良接地或者接地系统紊乱,令所有接地点相互间具有电位差,进而引发地环路电流。电缆屏蔽层、接地线以及大地之间或许形成闭合线路,在各类电磁场的影响下,在屏蔽层里感应电流,从而同信号线相互间出现耦合出现干扰。并且,PLC系统在内部工作逻辑电压影响的容限非常低,逻辑地的影响和促成PLC的逻辑程序和运算数据产生错误,形成CPU当机或者程序出现问题。模拟地上的干扰就会出现测量精度降低,出现信号测控的失真以及错误动作。
4、PLC系统内部干扰
控制柜中的高压电器,大多为电感性负载,哪怕布线混乱都会造成PLC的一些干扰。最关键的是因为系统中的元器件和电路之间的电磁辐射所影响,就好像逻辑电路相互间的辐射,而且买你对模拟电路的作用下,模拟地以及逻辑地二者间的作用和元器件之间不匹配应用,都是PLC制造厂商在系统内部使用电磁兼容设计的方法,过于繁琐,身为应用部门是无法转变的,可以不用过多思考,可是需要选择较多应用实际或者经验考量的系统。
三、抑制电磁干扰的主要措施
1、电源的抗干扰设计
电源的干扰大多是因为经由供电线路的阻抗耦合所形成,只要PLC使用交流电量,对干扰强或者具有较强可靠性的场地,能够在PLC的交流电源的输入口设置接待屏蔽层的隔离变压器,以及低通滤波器,来组织共模干扰电流。面对初级以及耳机绕组之间设置的屏蔽层,将二者一同接地,可以提高高频作用的能力。隔离变压器在一次侧以及二次侧的连接线上使用了双绞线线不断提升抗干扰功能。
并且,为了提升非常安全的用电,可以运用在线式连续供电电源进行供电。UPS具有非常强的干扰隔离作用。对PLC的应用程序的电源来讲非常理想。
2、输入与输出的抗干扰设计
(1)输入、输出经过负载时,以防反电动势破坏模块,对交流信号输入、输出的并联浪涌吸收器以及压敏电阻,只要和输入信号进行并联的感性负荷超过限定就采用继电器进行中转。(2)PLC在输出负载的过程里,也会造成干扰,要透过某些方式进行控制,只要在直流输出口采取电路保护,交流输出口接阻容吸收电路或压敏电阻,晶体管和双向晶闸管出口就会接旁路电阻保护。控制器的接触点开关量的输出处,要采取抗干扰方法进行管制。(3)为了预防外界噪音对PLC应用系统造成影响,最好就是引入光耦合器进行管理。广电耦合器通过输入口的发光元件和输出口的受光元件结合而成,通过光进行信息的传递,让输入及输出可以在电气上真正隔离。
3、滤波及软件抗干扰措施
信号在进入PLC以前,对于信号线和地间并接电容而言,降低共模影响,在信号两级之间设置滤波器能够有效改善干扰程度。而且,对于PLC应用系统在软件设计方面所应用的数字滤波技术,将模拟量的信号透过A/D转变之后成为离散的数字量信号,之后将数据输入到PLC内,经由数字滤波程序二次处理,将噪音信号过滤掉,获得所需的有利信号进行系统控制。
结束语
当前PLC的进步空间还很大,还可以开发出更多的产品种类,并且将规格进一步完善,只有具备更加高超的人机界面以及通信设备,才能够更加符合各类工业控制场合的标准,PLC作为自动化控制网络以及通用网络里的重要组成成分,能够在工业控制范畴里做出更多的贡献。
参考文献
[1]田媛.PLC先进控制策略研究与应用[D].北京化工大学,2005.
[2]陈玲,石峰.PLC系统抗干扰技术[A].冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C].2007.
[3]石进水.基于嵌入式系统的PLC的研究与设计[D].山东科技大学,2007.
【关键词】PLC;应用系统;抗电磁干扰;方法
引言
当前PLC在工业设备控制力使用的越来越多,由于当前电子技术的迅猛发展,PLC控制系统也更加精密和复杂,对于电磁干扰的影响也越来越大,因为大部分PLC应用系统安装对于生产现场以及机电设备,处于强电设备所构成的恶劣电磁环境,都会对PLC的正常运转造成影响,进而也会对企业的经济运转以及安全生产造成影响。所以,对于PLC应用个系统的安装设计过程里,一定要针对PLC应用系统的电磁兼容性进行正确的分析,从而提升系统的抗干扰性能。
一、PLC的应用特征
1、较强的可靠性以及抗干扰力
对于电器设备来讲,可靠性十分关键。PLC是由于采用了目前较大规模的集成电路技术及十分严谨的生产工艺,令内部电路可以应用到技术含量较高的抗干扰技术,使得可靠性较强,内部电路采用了先进的抗干扰技术使并具有较强的可塑型。透过可靠性较高。而且,PLC具有硬件故障自行检测能力,一旦发生故障便可即刻提供警报信息。面对应用软件,应用人员可以在自我检查的程序里,为PLC、电路乃至设备获得故障自检的保障。
2、配套齐全,功能完善,适用性强
PLC进行到现在,已经具有不同的规模,能够使用在各类规模的工业控制场所。不仅需要进行逻辑处理规模的系列产品,能够使用在各自不同规模的场地。不但逻辑性非常高,而且逻辑处理能力也十分强大,PLC大多数都具有完善数据的运算功能,可以应用在各自数字控制范畴。由于大批量的生产,使得PLC逐渐进入到位置控制、温度掌控以及CNC等种类不同的工业控制中。而且PLC通信能力的提升以及人机界面技术的发展,使用PLC控制系统成为非常普遍的现象。
3、善学善用,被工程技术人员厚爱
PLC的接口简便,编程语言引起了工程技术人员的关注。通过梯形图作为符号并且作为表现形式、继电器电路图非常贴切,使得不懂得电子电路、计算机原理和编程语言的人用于掌控工业更加便利。
4、设计中的系统工作量少、利于维护、容易改造
PLC经由储藏方式去除界限逻辑,明显压低了控制设施的外部接线,大大的降低了控制系统设计周期,并且在平时的维护当中也非常容易,更关键的是令透过转变程序而改变生产过程变成可能。这尤为符合品种不同且生产生产量低的状况。
二、PLC应用系统的干擾源
1、电源干扰
电源干扰是透过电源线进入PLC的,是传导干扰。PLC系统能否获得正常的电源完全依靠电网如何供电。这是因为电网的覆盖率较广,能够被一切空间中的电磁所影响,并且可以在线路上形成电压。特别是电网进行的内部调整,都透过输电线路传输到电源。由于电源引进的干扰使得PLC控制系统故障的状况经常发生。PLC电源因为自身工艺原因而令隔离性较差。也可以说,因为分布参数尤其是分布电容的出现,使得绝对隔离变得不现实。
2、信号线引入干扰
因为连接PLC的输入和输出信号线以及控制线非常多,并且分布范围较广,信号线里包含直流、交流、模拟量以及开关量等不同的信号传输,更容易被电磁信号的耦合侵入。并且,相同电缆里的不同信号线上的干扰信号同有效信号相互间的叠加和作用,通常会对PLC的I/O模块形成破坏性的影响。
3、地线干扰
PLC应用系统在地线方面具有系统地、屏蔽地、保护地和交流地。地线对于PLC控制系统十分关键,在实际使用当中,因为涉及和安装的不到位,通常令接地系统产生漏洞。
地线干扰的构成主要是由于不良接地或者接地系统紊乱,令所有接地点相互间具有电位差,进而引发地环路电流。电缆屏蔽层、接地线以及大地之间或许形成闭合线路,在各类电磁场的影响下,在屏蔽层里感应电流,从而同信号线相互间出现耦合出现干扰。并且,PLC系统在内部工作逻辑电压影响的容限非常低,逻辑地的影响和促成PLC的逻辑程序和运算数据产生错误,形成CPU当机或者程序出现问题。模拟地上的干扰就会出现测量精度降低,出现信号测控的失真以及错误动作。
4、PLC系统内部干扰
控制柜中的高压电器,大多为电感性负载,哪怕布线混乱都会造成PLC的一些干扰。最关键的是因为系统中的元器件和电路之间的电磁辐射所影响,就好像逻辑电路相互间的辐射,而且买你对模拟电路的作用下,模拟地以及逻辑地二者间的作用和元器件之间不匹配应用,都是PLC制造厂商在系统内部使用电磁兼容设计的方法,过于繁琐,身为应用部门是无法转变的,可以不用过多思考,可是需要选择较多应用实际或者经验考量的系统。
三、抑制电磁干扰的主要措施
1、电源的抗干扰设计
电源的干扰大多是因为经由供电线路的阻抗耦合所形成,只要PLC使用交流电量,对干扰强或者具有较强可靠性的场地,能够在PLC的交流电源的输入口设置接待屏蔽层的隔离变压器,以及低通滤波器,来组织共模干扰电流。面对初级以及耳机绕组之间设置的屏蔽层,将二者一同接地,可以提高高频作用的能力。隔离变压器在一次侧以及二次侧的连接线上使用了双绞线线不断提升抗干扰功能。
并且,为了提升非常安全的用电,可以运用在线式连续供电电源进行供电。UPS具有非常强的干扰隔离作用。对PLC的应用程序的电源来讲非常理想。
2、输入与输出的抗干扰设计
(1)输入、输出经过负载时,以防反电动势破坏模块,对交流信号输入、输出的并联浪涌吸收器以及压敏电阻,只要和输入信号进行并联的感性负荷超过限定就采用继电器进行中转。(2)PLC在输出负载的过程里,也会造成干扰,要透过某些方式进行控制,只要在直流输出口采取电路保护,交流输出口接阻容吸收电路或压敏电阻,晶体管和双向晶闸管出口就会接旁路电阻保护。控制器的接触点开关量的输出处,要采取抗干扰方法进行管制。(3)为了预防外界噪音对PLC应用系统造成影响,最好就是引入光耦合器进行管理。广电耦合器通过输入口的发光元件和输出口的受光元件结合而成,通过光进行信息的传递,让输入及输出可以在电气上真正隔离。
3、滤波及软件抗干扰措施
信号在进入PLC以前,对于信号线和地间并接电容而言,降低共模影响,在信号两级之间设置滤波器能够有效改善干扰程度。而且,对于PLC应用系统在软件设计方面所应用的数字滤波技术,将模拟量的信号透过A/D转变之后成为离散的数字量信号,之后将数据输入到PLC内,经由数字滤波程序二次处理,将噪音信号过滤掉,获得所需的有利信号进行系统控制。
结束语
当前PLC的进步空间还很大,还可以开发出更多的产品种类,并且将规格进一步完善,只有具备更加高超的人机界面以及通信设备,才能够更加符合各类工业控制场合的标准,PLC作为自动化控制网络以及通用网络里的重要组成成分,能够在工业控制范畴里做出更多的贡献。
参考文献
[1]田媛.PLC先进控制策略研究与应用[D].北京化工大学,2005.
[2]陈玲,石峰.PLC系统抗干扰技术[A].冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C].2007.
[3]石进水.基于嵌入式系统的PLC的研究与设计[D].山东科技大学,2007.