工業(yè)設(shè)計(jì):剖析PLC控制系統(tǒng)的抗干擾
發(fā)布時(shí)間:2014-09-06 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。這使得提高PLC控制系統(tǒng)可靠性是迫在眉睫的項(xiàng)目,那么如何提高呢?
一、概述
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,PLC(PLC的相關(guān)產(chǎn)品)在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。
自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC,有的是集中安裝在控制室,有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和各電機(jī)設(shè)備上,它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。
要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性,一方面要求PLC生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備的抗干擾能力;另一方面,要求工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視,多方配合才能完善解決問(wèn)題,有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。
二、電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)的干擾
1、干擾源及干擾一般分類
影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣,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)的部位就是噪聲源,即干擾源。
干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中: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,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。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。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)(同方向)電壓迭加所形成。共模電壓有時(shí)較大,特別是采用隔離性能差的配電器供電室,變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高,有的可高達(dá)130V以上。
共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測(cè)控信號(hào),造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因),這種共模干擾可為直流、亦可為交流。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電壓,這種讓直接疊加在信號(hào)上,直接影響測(cè)量與控制精度。
2、PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源
(1)來(lái)自空間的輻射干干擾
空間的輻射電磁場(chǎng)(EMI)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi),就回收到輻射干擾,其影響主要通過(guò)兩條路徑:一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;而是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小,特別是頻率有關(guān),一般通過(guò)設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。
(2)來(lái)自系統(tǒng)外引線的干擾
主要通過(guò)電源和信號(hào)線引入,通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較嚴(yán)重。
來(lái)自電源的干擾
實(shí)踐證明,因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多,筆者在某工程調(diào)試中遇到過(guò),后更換隔離性能更高的PLC電源,問(wèn)題才得到解決。
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)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,入開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過(guò)輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,絕對(duì)隔離是不可能的。
特別推薦
- 帶寬可調(diào)+毫米波集成:緊湊型濾波器技術(shù)全景解析
- 電感傳感破局線控技術(shù)系統(tǒng)!汽車機(jī)械架構(gòu)的數(shù)字化革命
- 西南科技盛宴啟幕!第十三屆西部電博會(huì)7月9日蓉城集結(jié)
- 硬件加速+安全加密:三合一MCU如何簡(jiǎn)化電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- 智能家電的“動(dòng)力心臟”:專用電機(jī)控制MCU技術(shù)全景解析
- 溫漂±5ppm的硬核科技:車規(guī)薄膜電阻在衛(wèi)星與6G中的關(guān)鍵作用
- 從誤報(bào)到精準(zhǔn)預(yù)警:多光譜MCU重構(gòu)煙霧探測(cè)邊界
技術(shù)文章更多>>
- 四頻段開(kāi)關(guān)+脈沖跳躍!意法半導(dǎo)體推出車規(guī)級(jí)6A大電流穩(wěn)壓器
- 三新驅(qū)動(dòng)西部崛起:第十三屆西部電子信息博覽會(huì)成都盛大啟幕
- 驅(qū)動(dòng)器技術(shù)全景圖:從原理到國(guó)產(chǎn)替代的破局之路
- 從存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)到AI自治:以太網(wǎng)交換機(jī)的四階技術(shù)躍遷
- 超300cd亮度+毫米級(jí)光域!艾邁斯歐司朗SYNIOS P2720重構(gòu)車燈微光學(xué)架構(gòu)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
DDR3
DIY
DRAM
DSP
DSP
D-SUB連接器
DVI連接器
EEPROM
Element14
EMC
EMI
EMI濾波器
Energy Micro
EPB
ept
ESC
ESD
ESD保護(hù)
ESD保護(hù)器件
ESD器件
Eurotect
Exar
Fairhild
FFC連接器
Flash
FPC連接器
FPGA
Fujitsu
Future
GFIVE