西安西門子plc可編程邏輯控制器的干擾分析及抗干擾措施
西門子PLC可編程邏輯控制器是一種集成化的小型企業(yè)智能管理控制網(wǎng)絡系統(tǒng)(Network system)。是專門應用于中國工業(yè)發(fā)展環(huán)境的一種可進行研究二次資源開發(fā)的控制器(controller),它集成化程度高抗干擾能力強。
通常通過數(shù)字量或模擬量的輸入,用來控制數(shù)字量或模擬量的輸出,以達到控制現(xiàn)場設備的工作,其可靠的抗干擾設計使其能夠在復雜的現(xiàn)場干擾條件下穩(wěn)定工作,但在工業(yè)現(xiàn)場,各種各樣的干擾。如大電流浪涌、強磁場干擾、高壓浪涌、高頻脈沖串聯(lián)干擾等。一些大中型系統(tǒng)會設計一個容錯機制,但在現(xiàn)場,有一些方法可以減少或消除干擾,主要討論了各種干擾產(chǎn)生的原因及相應的抗干擾措施
干擾的類型
在工業(yè)環(huán)境中,可編程控制器的干擾主要分為傳導類型和輻射II型,顧名思義,導電干擾是通過電線進入PLC系統(tǒng)的干擾信號,輻射干擾是通過空間傳感進入PLC系統(tǒng)的干擾信號。
1. 傳導型干擾 通過分析各種建筑電氣控制(electric control)線路發(fā)展進入PLC系統(tǒng),包括企業(yè)供電干擾、強電干擾和接地干擾。
1)電源干擾 plc 系統(tǒng)一般配備專用電源模塊,用于 plc 系統(tǒng)提供直流穩(wěn)壓電源,如西門子 s 7系列 plc,為 plc 提供不同容量的電源模塊,以提供穩(wěn)定的直流電源。然而,來自交流電源網(wǎng)絡的干擾信號可能會影響電源電壓的穩(wěn)定性,經(jīng)整流后可能傳送給 plc 控制器,影響 plc 的運行。這種干擾信號主要來源于附近大容量電氣設備的開停、負荷的突然變化、斷路器對供電系統(tǒng)供電線路的開斷、雷擊或雷電感應引起的沖擊電流等。
2)強電干擾
繼電器等感性負載的控制電壓(功能:自動調(diào)節(jié)、電路轉換等。)而線路中的接觸器一般是220伏交流電。感性負載切斷時會產(chǎn)生過電壓和沖擊電流,影響驅動電路,通過電磁感應干擾其他線路,甚至進入PLC控制器,影響PLC的正常功能。西門子PLC可編程邏輯控制器是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字操作電子系統(tǒng),它采用一種可編程存儲器,在其中存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算的指令,并通過數(shù)字或模擬輸入輸出控制各種類型的機械設備或生產(chǎn)過程(Production process)。
3)接地干擾 接地工作方式方法不當,容易導致形成一個接地(Grounding)環(huán)路,產(chǎn)生直接接地干擾,如果接地點相隔較遠時,則不同位置的接地點的電位不相等,從而能夠形成良好接地電位差。
2. 輻射型干擾通過空間傳感進入PLC系統(tǒng),西門子PLC經(jīng)銷商存儲器是一種具有存儲器功能的半導體電路,用于存儲系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量等信息,其中,系統(tǒng)程序是控制PLC實現(xiàn)各種功能的程序,由PLC制造商編寫,并固化為只讀存儲器,用戶無法訪問。
PLC控制系統(tǒng)一般安裝在電氣控制柜中,而其輸入輸出信號線往往并排鋪設在同一橋的電源線,PLC系統(tǒng)及其輸入輸出信號線附近必須有強磁場、電場、電位場或電磁輻射源,如果在安裝時不認真考慮干擾,常因存在干擾,影響PLC控制信號采集及其控制功能的正常發(fā)揮。特別是,高功率電感負載的傳輸會導致磁場急劇變化,接觸器觸點產(chǎn)生的電火花在PLC系統(tǒng)上產(chǎn)生高頻輻射。
三. 抗干擾的主要方法
1、供電方面 主要的措施是穩(wěn)壓、濾波、隔離(quarantine)。
1)選用品質(zhì)優(yōu)良、運行可靠的電子交流穩(wěn)壓器,為 plc 系統(tǒng)提供穩(wěn)定的交流電壓。該穩(wěn)壓器不僅能提供穩(wěn)定的電壓,而且能消除高頻脈沖的干擾。
2)加一個低通濾波器(wave filter),濾除交流電源中的高頻分量或脈沖電流,對于DC電源,可以采用電容濾波來消除干擾對PLC系統(tǒng)的影響。
3) 增加社會隔離以及變壓器,在電源進行接入PLC系統(tǒng)前加裝一個隔離變壓器(Isolation transformer),其初級屏蔽層接中性線,二次側屏蔽層與PLC系統(tǒng)共地,用以通過阻斷干擾的傳導作用通路,并抑制因素干擾控制信號的強度,同時可以配合我們使用低通濾波器。
4)選擇穩(wěn)定,PLC系統(tǒng)的電源和電源電路分別由不同的變壓器引出,可以避免大電感負載的啟停對電源的影響,在實際中,可能只有一臺變壓器,因此可以采用從配電母線畫專用線的方法,以盡量減少干擾的影響。
2、在強電干擾方面,主要采取下列措施:
1)在感性負載(inductive load)旁邊并聯(lián)一個阻容吸收裝置或二極管(diode)和穩(wěn)壓管,吸收瞬時過電壓。
2)采用光電耦合隔離方法。西門子plc在我國冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等行業(yè)有著廣泛的應用。西門子plc產(chǎn)品包括 logo、 s7-200、 s7-1200、 s7-300、 s7-400等。西門子 s7系列 plc 具有體積小、速度快、標準化、網(wǎng)絡通信能力強、功能強、可靠性高等特點。
3、接地干擾通常采用單點接地,以免接地點相距太遠,當接地點相距較遠時,增加導線截面以減小電阻。
4、輻射型干擾
1)PLC系統(tǒng)進行安裝于單獨的箱體中,制作一個箱體的材料通過使用薄鐵板或鋼板等導磁材料,可以有效防止企業(yè)外界環(huán)境磁場(magnetic field)的干擾。
2)對于PLC模擬信號線和通訊電纜(Communication cable),使用屏蔽線,并將屏蔽層單端接地。
3)講究布線管理方式,屏蔽線(Shielding wire)盡可能遠離大功率,盡量避開發(fā)展動力線路單獨敷設,若與動力線路問題不能完全分開布設時,可使用鍍鋅管敷設,既可防止產(chǎn)生干擾,又可保護線路干擾(Line interference)的存在是多種形式多樣的,干擾的消除這種方式方面也有自己很多研究方法,如以上的干擾的解決這個辦法就是使得在現(xiàn)場的布線(wiring)及安裝中如能盡可能地考慮進去,那么你的系統(tǒng)的可靠性技術將會不斷得到一個極大的提高。
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