西門子PLC可編程邏輯控製器是一種集成化的小型智能控製係統。是專(zhuan) 門應用於(yu) 工業(ye) 環境的一種可進行二次開發的控製器。它集成化程度高抗幹擾能力強。
通常通過數字量或模擬量的輸入,用以控製數字量或模擬量輸出,達到控製現場的設備的工作。其可靠的抗幹擾設計使其在現場的複雜的幹擾條件下也能夠穩定地工作。但在工業(ye) 現場中,存在著各式各樣的幹擾。如大電流浪湧、強磁場幹擾、高電壓浪湧、高頻率脈衝(chong) 串幹擾、等等各種幹擾使得PLC在現場的長期使用受到影響。一些大中型的係統都會(hui) 設計一定的容錯機製,但在現場中,這些幹擾還是有辦法去減低或消除的。以下主要討論各種幹擾的產(chan) 生原因及相應的抗幹擾措施。
幹擾的類型
在工業(ye) 環境中,可編程控製器所受的幹擾主要分為(wei) 傳(chuan) 導型和輻射型二中。顧名思義(yi) ,傳(chuan) 導型幹擾就是通過電氣線路進入PLC係統的幹擾信號;輻射型幹擾是通過空間感應進入西門子PLC係統的幹擾信號。
1. 傳(chuan) 導型幹擾通過各種電氣線路進入PLC係統,包括供電幹擾、強電幹擾和接地幹擾。
1) 供電幹擾西門子PLC係統本身一般都配備有專(zhuan) 用的電源模塊,用於(yu) 給PLC係統提供直流穩壓電源,如西門子公司的S7係列PLC,提供不同容量的電源模塊給PLC提供穩定的直流電源。雖然如此,但從(cong) 交流供電網絡傳(chuan) 來的幹擾信號仍然可能影響電源電壓的穩定性,並可能經過整流後傳(chuan) 入PLC控製器,影響PLC的運行。此種幹擾信號主要來源於(yu) 附近大容量電氣設備的開、停,負載的突然變化,供電係統中斷路器對供電線路的開斷和接通,雷擊或雷電感應產(chan) 生的衝(chong) 擊電流等,在嚴(yan) 重時甚至使PLC控製器的RAM存貯器中的程序丟(diu) 失或紊亂(luan) ,造成難以估量的損失。
2)強電幹擾
線路中繼電器、接觸器等感性負載,其控製電壓一般是交流220V,感性負載在斷電時會(hui) 產(chan) 生過電壓和衝(chong) 擊電流,影響驅動電路,還會(hui) 通過電磁感應幹擾其它線路,甚至會(hui) 進入PLC控製器,影響PLC的正常功能。
3)接地幹擾接地方式不當,容易形成接地環路,產(chan) 生接地幹擾。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(cong) 而形成接地電位差。
2. 輻射型幹擾,通過空間感應進入PLC係統的幹擾。PLC控製係統一般安裝於(yu) 電氣控製櫃內(nei) ,同時它的輸入輸出信號線常與(yu) 動力線路在同一橋架內(nei) 並排敷設,PLC係統和其輸入輸出信號線附近必定存在有較強的磁場、電場、靜電場或電磁波輻射源,在安裝中若未認真考慮幹擾的問題,常會(hui) 由於(yu) 幹擾的存在,影響PLC對控製信號的采集和其控製功能的正常發揮。特別是大功率感性負載的通斷,引起磁場的急劇變化,接觸器觸點產(chan) 生的電火花產(chan) 生高頻輻射對PLC係統的影響。
抗幹擾的主要方法
1.供電方麵主要的措施是穩壓、濾波、隔離。
1) 選用質量好、工作可靠的電子交流穩壓器,用以給PLC係統提供穩定的交流電壓,穩壓器不僅(jin) 可以提供穩定的電壓,同時可以消除高頻脈衝(chong) 的幹擾。
2) 增加低通濾波器,用來濾去交流電源中的高頻分量或脈衝(chong) 電流。對於(yu) 直流供電,可用電容濾波,消除幹擾對PLC係統的影響。
3) 增加隔離變壓器。在電源接入PLC係統前加裝隔離變壓器,其初級屏蔽層接中性線,二次側(ce) 屏蔽層與(yu) PLC係統共地,用以阻斷幹擾的傳(chuan) 導通路,並抑製幹擾信號的強度。同時配合使用低通濾波器。
4) 選用穩定的交流電源。PLC係統的電源與(yu) 動力線路分別引自不同的變壓器,可以避免大感性負載的啟停對供電電源的影響。實際中可能隻有一台變壓器,可以采用從(cong) 配電母排上引專(zhuan) 用線的方法,盡量減小幹擾的影響。
2. 強電幹擾方麵主要采取以下措施:
1)在電感性負載旁並聯一阻容吸收裝置或二極管、穩壓管,用來吸收瞬時過電壓。
2)采用光電耦合的辦法進行隔離。
3.接地幹擾通常采用單點接地,避免接地點相隔太遠。在接地點相隔較遠時,增加導線截麵,以減小電阻。
4. 輻射型幹擾
1)西門子PLC係統安裝於(yu) 單獨的箱體(ti) 中,製作箱體(ti) 的材料使用薄鐵板或鋼板等導磁材料,可以防止外界磁場的幹擾。
2)對於(yu) PLC模擬信號線和通訊電纜,使用屏蔽線,並將屏蔽層單端接地。
3)講究布線方式。屏蔽線盡可能遠離大功率,盡量避開動力線路單獨敷設,若與(yu) 動力線路不能分開布設時,可使用鍍鋅管敷設,既可防止幹擾,又可保護線路幹擾的存在是多種多樣的,幹擾的消除方式也有很多方法。如以上的幹擾的解決(jue) 辦法使得在現場的布線及安裝中如能盡可能地考慮進去,那麽(me) 你的係統的可靠性將會(hui) 得到極大的提高。