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智能管理控制網絡系統(Network system)。是專門應用于中國工業發展環境的一種可進行研究二次資源開發的控制器(controller),它集成化程度高抗干擾能力強。
通常通過數字量或模擬量的輸入,用來控制數字量或模擬量的輸出,以達到控制現場設備的工作,其可靠的抗干擾設計使其能夠在復雜的現場干擾條件下穩定工作,但在工業現場,各種各樣的干擾。如大電流浪涌、強磁場干擾、高壓浪涌、高頻脈沖串聯干擾等。一些大中型系統會設計一個容錯機制,但在現場,有一些方法可以減少或消除干擾,主要討論了各種干擾產生的原因及相應的抗干擾措施
干擾的類型
在工業環境中,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系統的干擾信號,輻射干擾是通過空間傳感進入PLC系統的干擾信號。
1. 傳導型干擾 通過分析各種建筑電氣控制(electric control)線路發展進入PLC系統,包括企業供電干擾、強電干擾和接地干擾。
1)電源干擾 plc 系統一般配備專用電源模塊,用于 plc 系統提供直流穩壓電源,如西門子 s 7系列 plc,為 plc 提供不同容量的電源模塊,以提供穩定的直流電源。然而,來自交流電源網絡的干擾信號可能會影響電源電壓的穩定性,經整流后可能傳送給 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:自動調節、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環境應用而設計的數字操作電子系統,它采用一種可編程存儲器,在其中存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算的指令,并通過數字或模擬輸入輸出控制各種類型的機械設備或生產過程(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)環路,產生直接接地干擾,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,西門子PLC經銷商存儲器是一種具有存儲器功能的半導體電路,用于存儲系統程序、用戶程序、邏輯變量等信息,其中,系統程序是控制PLC實現各種功能的程序,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,接觸器觸點產生的電火花在PLC系統上產生高頻輻射。
三. 抗干擾的主要方法
1、供電方面 主要的措施是穩壓、濾波、隔離(quarantine)。
1)選用品質優良、運行可靠的電子交流穩壓器,為 plc 系統提供穩定的交流電壓。該穩壓器不僅能提供穩定的電壓,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)選擇穩定,PLC系統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)旁邊并聯一個阻容吸收裝置或二極管(diode)和穩壓管,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、印刷生產線等行業有著廣泛的應用。西門子plc產品包括 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,可以有效防止企業外界環境磁場(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,那么你的系統的可靠性技術將會不斷得到一個極大的提高。
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