影響plc控制系統(tǒng)的干擾源大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是干擾源。干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲波形性質(zhì)來(lái)劃分。按噪聲產(chǎn)生的原因不同,分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質(zhì)不同,可分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等;按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。
共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)電壓迭加所形成。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,影響測(cè)控信號(hào),造成元器件損壞。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的,這種干擾疊加在信號(hào)上,直接影響控制精度。
1、來(lái)自空間的輻射對(duì)三菱plc的干擾。
空間輻射電磁場(chǎng)主要來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力線路、電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線信號(hào)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等,與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)有關(guān)。三菱PLC系統(tǒng)受到的輻射干擾,主要通過(guò)兩條路徑:一是對(duì)三菱PLC通信網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路感應(yīng)引入干擾;二是直接對(duì)三菱PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾。
2、來(lái)自電源的傳導(dǎo)對(duì)三菱plc的干擾
三菱PLC電源通常采用隔離電源,但因其機(jī)構(gòu)及制造工藝等因素使其隔離性并不理想。實(shí)踐中,因電源引入的干擾造成三菱PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多。
三菱PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電,由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流,尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化、大型設(shè)備起停、開(kāi)關(guān)操作浪涌、短路電流沖擊、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波等,都通過(guò)輸電線路傳到電源原邊,產(chǎn)生干擾。主要通過(guò)兩條路徑:一是通過(guò)三菱PLC供電電源引入的干擾;二是通過(guò)變送器電源或共用信號(hào)儀表的供電電源引入的干擾。
3、來(lái)自信號(hào)線引入的傳導(dǎo)對(duì)三菱plc的干擾
與三菱PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,除了傳輸有效的各類信號(hào)之外,還會(huì)受到外部干擾信號(hào)侵入。由信號(hào)引入的干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。干擾主要有兩種途徑:一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾;二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾。對(duì)于隔離、屏蔽性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,嚴(yán)重時(shí)造成系統(tǒng)誤動(dòng)和死機(jī)。
4、來(lái)自接地系統(tǒng)傳導(dǎo)對(duì)三菱plc的干擾。
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一,正確的接地既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),使三菱PLC系統(tǒng)無(wú)法正常工作。 三菱PLC控制系統(tǒng)的接地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等,接地系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,地環(huán)電流作用于三菱PLC系統(tǒng),影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端都接地,就存在地電位差,有電流流過(guò)屏蔽層。
此外,屏蔽層、接地線和大地可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場(chǎng)的作用下,屏蔽層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布,影響三菱PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。三菱PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低,邏輯地電位的分布干擾容易影響三菱PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯,造成數(shù)據(jù)混亂、死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降,引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。
5、來(lái)自三菱PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾。
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如元器件間的相互不匹配使用、邏輯電路相互輻射、模擬地與邏輯地的相互影響等。這都屬于三菱PLC制造廠家的設(shè)計(jì)問(wèn)題,應(yīng)用部門(mén)雖然無(wú)法改變,但選擇時(shí)要多加考證、比較。
三、三菱PLC控制系統(tǒng)抗干擾對(duì)策
進(jìn)行具體工程的抗干擾設(shè)計(jì)時(shí),要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品,采取抑制干擾源、切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑和利用軟件手段等措施,提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力。
1、采用性能優(yōu)良的電源,抑制電網(wǎng)引入的干擾。
對(duì)于三菱PLC系統(tǒng)供電的電源,應(yīng)采用非動(dòng)力線路供電,直接從低壓配電室的主母線上采用專用線供電。選用隔離變壓器,且變壓器容量應(yīng)比實(shí)際需要大1.2~1.5倍左右,還可在隔離變壓器前加入濾波器。對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)的配電器。 控制器和I/O系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電,并與主電路電源分開(kāi)。三菱PLC的24V直流電源盡量不要給外圍的各類傳感器供電,以減少外圍傳感器內(nèi)部或供電線路短路故障對(duì)三菱PLC系統(tǒng)的干擾。此外,為保證電網(wǎng)饋電不中斷,可采用在線式不間斷供電電源(UPS)供電,UPS具備過(guò)壓、欠壓保護(hù)功能、軟件監(jiān)控、與電網(wǎng)隔離等功能,可提高供電的安全可靠性。對(duì)于一些重要的設(shè)備,交流供電電路可采用雙路供電系統(tǒng)。
2、正確選擇電纜的和實(shí)施敷設(shè),消除三菱plc的空間輻射干擾。
不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸,采用遠(yuǎn)離技術(shù),信號(hào)電纜按傳輸信號(hào)種類分層敷設(shè),相同類型的信號(hào)線采用雙絞方式。嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào),避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敷設(shè),增大電纜之間的夾角,以減少電磁干擾。為了減少動(dòng)力電纜尤其是變頻裝置饋電電纜的輻射電磁干擾,從干擾途徑上阻隔干擾的侵入,要采用屏蔽電力電纜。
3、三菱plc輸入輸出通道的抗干擾措施
輸入模塊的濾波可以降低輸入信號(hào)的線間的差模干擾。為了降低輸入信號(hào)與大地間的共模干擾,三菱PLC要良好接地。輸入端有感性負(fù)載時(shí),對(duì)于交流輸入信號(hào),可在負(fù)載兩端并接電容和電阻,對(duì)于直流輸入信號(hào)可并接續(xù)流二極管。為了抑制輸入信號(hào)線間的寄生電容、與其他線間的寄生電容或耦合所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),可采用RC浪涌吸收器。
輸出為交流感性負(fù)載,可在負(fù)載兩端并聯(lián)RC浪涌吸收器;若為直流負(fù)載,可并聯(lián)續(xù)流二極管,也要盡可能靠近負(fù)載。對(duì)于開(kāi)關(guān)量輸出的場(chǎng)合,可以采用浪涌吸收器或晶閘管輸出模塊。另外,采用輸出點(diǎn)串接中間繼電器或光電耦合措施,可防止三菱PLC輸出點(diǎn)直接接入電氣控制回路,在電氣上完全隔離。
4、三菱plc抗干擾的軟件措施
由于電磁干擾的復(fù)雜性,僅采取硬件抗干擾措施是不夠的,要用三菱PLC的軟件抗干擾技術(shù)來(lái)加以配合,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。采用數(shù)字濾波和工頻整形采樣、定時(shí)校正參考點(diǎn)電位等措施,有效消除周期性干擾、防止電位漂移。采用信息冗余技術(shù),設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位;采用間接跳轉(zhuǎn),設(shè)置軟件保護(hù)等。例如對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào),采用定時(shí)器延時(shí)的方式多次讀入,結(jié)果一致再確認(rèn)有效, 提高了軟件的可靠性。
5、正確選擇接地點(diǎn),完善接地系統(tǒng)。
良好的接地是保證三菱PLC可靠工作的重要條件,可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害,還可以抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是三菱PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。
三菱PLC控制系統(tǒng)屬高速低電平控制裝置,應(yīng)采用直接接地方式。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾,應(yīng)給可編程控制器接上專用地線,接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開(kāi)。若達(dá)不到這種要求,也必須做到與其他設(shè)備公共接地,禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近三菱PLC。集中布置的三菱PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式,各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。分散布置的三菱PLC系統(tǒng),應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。接地極的接地電阻小于2Ω,接地極最好埋在距建筑物10~15m遠(yuǎn)處,而且三菱PLC系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。如果要用擴(kuò)展單元,其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。
信號(hào)源接地時(shí),屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地;信號(hào)源不接地時(shí),應(yīng)在三菱PLC側(cè)接地。信號(hào)線中間有接頭時(shí),屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理,各屏蔽層應(yīng)相互連接好。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接地,要避免多點(diǎn)接地。
6、設(shè)備選型。
在選擇設(shè)備時(shí),首先要了解生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標(biāo),如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場(chǎng)強(qiáng)度和多高頻率的磁場(chǎng)強(qiáng)度環(huán)境中工作等,要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品,如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的三菱PLC系統(tǒng)。
三菱PLC控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)的抗干擾問(wèn)題,是復(fù)雜而細(xì)致的??垢蓴_性設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的具體環(huán)境,要求我們要綜合考慮各方面的因素,必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,從減少干擾源、切斷干擾途徑等方面進(jìn)行全面的考慮,充分利用各種抗干擾措施來(lái)進(jìn)行三菱PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。才能真正提高三菱PLC系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)的抗干擾能力,確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
責(zé)任編輯:lq
評(píng)論
查看更多