工廠裡的PLC與觸摸屏如何抗干擾,主要是軟件加硬件,實例講解

通信 軟件 科技 電氣自動化應用 2018-12-02

在現代化的工業自動化裡,干擾是一個很嚴重的問題。

干擾的來源很複雜,主要來源於電力系統,比如說大功率變頻器和伺服驅動器等等。

可以說干擾是無法徹底消除的,只能儘量削弱。

而干擾最可拍的是不定性,時有時無,這為設備帶來了極大的隱患,也為電氣人員帶來了很嚴重的問題。

尤其是針對一些現場有很多傳感器的工廠,一旦有了干擾很可能影響這些傳感器無法正常使用,今天為大家帶來一些常見的針對干擾的方法。

一其實為了提高PLC系統的抗干擾能力,我們從一開始設計的時候就應該注意它。

在進行具體工程的抗干擾設計時,我們可以選擇有較高抗干擾能力的產品,採取抑制干擾源、切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑和利用軟件手段等措施,來提高裝置和系統的抗干擾能力。

工廠裡的PLC與觸摸屏如何抗干擾,主要是軟件加硬件,實例講解

1 比如說對於大功率系統,如變頻器或者伺服控制器等,我們在設計之初就需要為它設計抗干擾措施,如增加進線出線電抗器,進線出線濾波器等等,將干擾最大程度的限制在變頻迴路裡。

2 合理的分配,將控制系統遠離干擾源。

嚴格來說變頻系統和PLC系統應設計在不同的區域,嚴禁將大功率變頻和PLC設計到一個櫃子裡。

3 控制電纜和電源電纜分開,走不同的電纜橋架。

二 良好的接地系統。

接地系統是抗干擾環節中,最重要的一項,可以說一個良好的接地可以解決80%以上的干擾,那麼接地系統有什麼注意事項呢?

以前我們講過接地系統,接地系統也是一個系統的學問,概括來說就是強弱電分離,零線地線分離。

三 針對控制系統,所有電纜都需要嚴格施工。

1 信號電纜需要使用屏蔽電纜,尤其是通信電纜更要注意,一些PROFIBUS-DP的工業網絡經常會由於干擾導致停機,其原因很大程度都是干擾,針對PROFIBUS-DP網絡的異常,最好使用REPEATER將網絡分開。

工廠裡的PLC與觸摸屏如何抗干擾,主要是軟件加硬件,實例講解

左側為PROFIBUS-DP網線,右側為普通屏蔽電纜。

2 現場使用的屏蔽主要有兩種,第一種屏蔽是使用金屬的線槽或者其他類似的密封金屬盒將強弱電電纜分開幷包裹起來,從源頭上減小強電的電磁輻射以及噪聲源的干擾等。

第二種是電纜本身帶的屏蔽,屏蔽電纜主要用於精密測量的儀表或者傳感器等與PLC輸入的連接,可消除靜電信號,將無用的電磁信號從屏蔽層導出去,以保證測量的準確性,這是外部電纜層的最後一層保護,因此非常重要。我們一般說電纜的屏蔽就得說一個專業術語“單端接地”。那麼單端需要怎麼接?

一般的工廠都有PLC專用的地線,這個地線理論來說只是給弱電系統使用。單端接地,我們一般都把屏蔽層接到電氣櫃內的屏蔽地線上,現場那頭我們只要懸空就可以。那麼如果現場側不懸空或者也接地了會發生什麼?那就是現場的那頭因為電磁干擾,很可能會有一個相對於PLC地線的電勢差,這個電勢差有時會使得信號干擾更為嚴重。所以對於PLC控制系統,我們將屏蔽層單端接地,而且接到應用於PLC的地線上,堅決杜絕雙端接地。

工廠裡的PLC與觸摸屏如何抗干擾,主要是軟件加硬件,實例講解

四;針對PLC系統的隔離

1 使用軟件濾波

工廠裡的PLC與觸摸屏如何抗干擾,主要是軟件加硬件,實例講解

PLC的濾波可以應對的干擾信號是變化頻率太快的信號,有一些PLC本身就有這個功能,只需要從設置裡更改就可以,這個功能理解起來很容易,就是PLC會過濾掉小於設定時間的小信號,比如I0.0的濾波時間設置為12ms,那麼小於這個時間的信號,PLC不會接受它,也就是無效的,還有一些高級的PLC在濾波的控制上有一些算法,但大體功能類似。

根據這個原理,這個功能就有了一個很大的缺陷,那就是有延遲,也就是時效性不好。

對於不太重要的信號,有一點延遲無關緊要,但是,對於定位的傳感器、編碼器或者是需要精確稱量的稱重傳感器來說就是致命的缺陷了,所以應對這些情況時不可以使用PLC的濾波,只能依靠其他措施。

2 電氣隔離。電氣隔離也分為兩種,一種是電源隔離,另一種是信號隔離。如果懷疑電源本身的純淨度不高(比如說靠近變頻器和伺服控制的電源),那麼我們可以使用隔離變壓器,使得電源能純淨一些。信號隔離是使用信號隔離器將變送器或者儀表的信號,通過電子器件調製變換,並且隔離轉換到需要的信號。這也是一種非常有效的消除干擾的方式。

電纜交叉纏繞在一起,比如我們所說的屏蔽雙絞線,還有大家看到的網線都是這麼接的,這種方式可以最大程度的消除信號電纜本身的磁場,對於微弱信號的傳輸有很大優勢。

工廠裡的PLC與觸摸屏如何抗干擾,主要是軟件加硬件,實例講解

磁環對於一些特定儀表有奇效

3 使用磁環,將信號電纜以變壓器線圈的形式纏繞在磁環的一側,這種方式也可使有效的減小干擾,並且將干擾磁場轉為熱能消耗出去。

4 通訊隔離模塊等一些其他保護裝置,還有一些PLC以232,485進行通訊時也受到干擾,那麼我們則使用通訊隔離模塊,這種模塊類似於信號隔離器,使用電子器件將信號轉換。

工廠裡的PLC與觸摸屏如何抗干擾,主要是軟件加硬件,實例講解

一種通訊隔離模塊的原理圖

5 使用PNP系統,以前我們講過PNP和NPN傳感器的區別,以及它們的區別以及如何應用,總結來說就是公共段不同,但PNP系統相比NPN系統來說,抗干擾性更強一些,如果PLC內部受到了干擾,還是去使用PNP系統吧!

對於複雜的工廠現狀我們要合理分析可能的干擾原因,找出干擾源,並給出合理的解決方案。那麼對於消除干擾,除了上述這些辦法,你還有什麼好的解決辦法嗎?我們可以一起來分享學習一下。

相關推薦

推薦中...