解决PLC控制系统应用中干扰问题的方法

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  摘要:PLC 控制系统能够实现对系统的自动化控制,使系统的运行效率提高。但是,PLC 控制系统在使用的过程中经常受到外界的干扰,尤其是在一些工业生产部门,由于外界的环境比较复杂,导致PLC系统不能正常使用。本文探讨了解决PLC控制系统应用中干扰问题的方法进行了探讨。
  关键词: PLC控制系统;干扰问题;解决方法
  【分类号】TP273
  对PLC 控制系统的干扰进行控制有着重要的意义,关系整个系统运作的正常和产出效益的实现。干扰的因素众多,并且出现的原因也多样,因此,在进行系统的抗干扰设计中要正确识别干扰产生的源头以有效控制干扰,并找到干扰的根源,从根本上降低干扰。
  一、PLC 系统当中存在的干扰问题来源
  1、 来源于空间辐射电磁场的干扰
  空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备产生了分布十分复杂的空间辐射电磁场,当PLC系统处在所射频场当中时便会受辐射的干扰,一方面,空间辐射对PLC内部经电路感应进行干扰,另一方面,空间辐射可以通过通信线路的感应来对PLC的通信内网络产生干扰。
  2、 来源于电源的干扰
  PLC系统的供电是由电网所提供的,而电网具有覆盖面大、范围广的特点,因此很容易在受空间电磁干扰的情况下对线路上的电压、电路进行感应,输电线路将电网的内部变化、相关设备的启停、入开关操作的浪涌、电网在短路状态下的冲击等传送到电源边,受到结构、工艺等方面的制约,PLC系统所使用的隔离电源往往隔离性不足,同时以分布电容为主的分布参数也使得其无法实现绝对的隔离。
  3、来源于信号线引入的干扰
  连接PLC系统的各个信号输送线在传送信息的同时极易受到外部干扰信号侵入。
  4、来源于接地系统混乱的干扰
  当PLC系统的系统地、交流地、屏蔽地、保护地等地线的接地系统出现错误、混乱时,就会导致PLC各接地点的电位出现不均匀分布,接地点之间产生电位差异,严重影响了系统的顺利工作。除此之外,系统的接地线、屏蔽层可能与大地形成一个闭合的环路,受变化磁场的影响产生感应电流并借助屏蔽层、芯线间的耦合来对信号回路产生干扰,对PLC系统的逻辑、模拟电路工作造成阻碍,而PLC系统逻辑电压对干扰的容限小也使得逻辑地电位出现分布干扰,使系统死机、数据产生混乱、测量精确度降低等,同时引发系统采取一些不必要的动作。
  二、解决PLC控制系统应用中干扰问题的方法
  1、隔离方法
  PLC 控制系统的内部有光电耦合器,能够对外界的信号进行反馈,从而起到抗干扰的效果,PLC 控制系统通过I/O 模块也可以起到抗干扰的作用,其可以防止外界干扰的侵入,同时也可以保护PLC控制系统,防止高压电进入到PLC 控制系统中,导致元件损坏。所以,在对PLC 控制系统进行隔离的时候,一般不需要在PLC 控制系统的外部设置隔离的系统。当PLC 控制系统的端口处的光电耦合器不能将干扰隔离的时候,也可以借助继电器的方法来隔离。在使用继电器的过程中,会产生比较大的电压,在电磁感应的作用下,就会产生干扰,这时,可以运用外部信号的特征,建立多个接触点,从而能够将接触点接收到的信号传递给PLC 控制系统,然后运用计算机系统对接收的信号进行分析。运用继电器的方法对信号接收,能够通过多触点的方式更加全面地接收信号,而且也能够排除外界的干扰。
  2、 电源控制方法
  由于线路具有较大的阻抗,就产生了一定的干扰,而且用电设备的功率越大,越容易产生干扰,而且,PLC 控制系统在运行时采用的是交流电的方式,那么,在干扰十分严重的场合,PLC 控制系统的交流电源是带有一定的屏蔽功能的,能够运用滤波器将干扰隔离,也可以采用隔离变压器,将外来的干扰隔离,但是,屏蔽器在使用的过程中应该是接地的,当干扰信号比较严重的时候,就必须通过降低绕组的方法,实现电容的分布,从而能够将干扰平均化,从而能够确保电源不具备较高的干扰。
  3、 PLC 端口的方法
  继电器的输出端口的电压比较小,继电器的可靠性也比较高,能够抵御过高电压的影响,但是,其电流传输的速度比较慢,当系统在输出的过程中没有较大的变化时,可以选用继电器。在PLC 控制系统的输出阶段,继电器的接触点比较少,所以,其没有较强的断弧能力,所以,不能将继电器直接与电力系统连接起来,必须结合PLC控制系统周围的继电器,运用具有触点的继电器,从而实现触点驱动的方式。
  4、 安装与布线的方法
  线路一般选用的是铜芯的,而且是多股电缆一起使用,当传输距离比较远的时候,运用将电缆进行屏蔽的方法是最可行的。在选择通信电缆的时候,要确保电缆具有较高的可靠性。如果通信电缆在使用的过程中灵敏度比较高,一般是选择能够与PLC 控制系统配套的电缆。PLC 控制系统在安装的时候,应该对场地进行考核,尽量远离那些存在干扰的地方,远离磁场和大型设备,而且,PLC 控制系统不能与高压的设备安装在一起。PLC 控制系统与大型的设备同时使用的时候,最好是采用并联的线路,而且尽量与设备保持距离。PLC 控制系统的各个线路要留一定的距离,最好是采用分开走线的方式,在同一个槽内安装的线路,线路之间最好采用隔离的装置,最好是采用屏蔽型的电缆。在不同的线路之间要采用两根电缆,如在直流线和交流线中,就要采用不同的电缆加以区分。信号线一般使用屏蔽线,屏蔽层的各个端口都要确保接地。
  综上所述,随着我国经济、科技水平的不断提高,一些控制技术、信号处理技术等为了适应当代市场的要求有了很大的发展,PLC系统在工业自动化系统当中的应用也日益广泛。在PLC控制系统的实际运用过程当中常常会受到一些信号的干扰,各式各样的干扰源利用特定的干扰途径对PLC系统做出干扰,影响了系统的正常运作。对此,我们应当遵循具体问题具体分析的原则,针对实际情况制定出合理、科学的解决方案,从而保证PLC系统的良好运作。
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