PLC控制系统的软硬件抗干扰措施

1、PLC控制系统的软硬件抗干扰措施 pic受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。在实际的生产环境 下，外部干扰是随机的，与系统结构无关，且干扰源是无法消除 的，只能针对具体情况加以限制；内部干扰与系统结构有关，主要 通过 系统内交流主电路，模拟量输入信号等引起，可合理设计系统线路来削 弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。要提高PLC控制系统 的可靠性，就要从多方面提高系统的抗干扰能力。 一、软件抗干扰措施 硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统，但 由于干扰存在的随机性，尤其是在工业生产环境下，硬件抗干扰措施并 不能将各种干扰完全拒之门外，这时，可以发挥软件的灵活性与硬件措 施相结合来提高

2、系统的抗干扰能力。 1、利用”看门狗”方法对系统的运动状态进行监控 PLC内部具有丰富的软元件，如定时器、计数器、辅助继电器等， 利用它们来设计一些程序，可以屏蔽输入元件的误信号，防止 输岀元件 的误动作。在设计应用程序时，可以利用”看门狗”方法实现对系统各组成部分运行状态的监控。如用 PLC控制某一运动部 件时，编程时可定义一个定时器作”看门狗”用，对运动部件的工作状 态进行监视。定时器的设定值，为运动部件所需要的最大可能时间。在 发出该部件的动作指令时，同时启动”看门狗”定时器。若运动部件在 规定时间内达到指定位置，发出一个动作完成信号，使定时器清零，说 明监控对象工作正常；否则，说明监控

3、对象工作不正常，发出报警或停 止工作信号。 2、消抖 在振动环境中，行程开关或按钮常常会因为抖动而发出误信 号，一般的抖动时间都比较短，针对抖动时间短的特点，可用 PLC 内部计时器经过一定时间的延时，得到消除抖动后的可靠有效信 号，从而达到抗干扰的目的。 3、用软件数字滤波的方法提高输入信号的信噪比 为了提高输入信号的信噪比，常采用软件数字滤波来提高有用信号 真实性。对于有大幅度随机干扰的系统，采用程序限幅法，即连续采样 五次，若某一次采样值远远大于其它几次采样的幅值，那么就舍去之。 对于流量、压力、液面、位移等参数，往往会在一定范围内频繁波动， 当前值。一般认为：流量n=12,压力n=4最

4、合适。对于缓慢变化 信号如 温度参数，可连续三次采样，选取居中的采样值作为有效信号。对于具 有积分器A/D转换来说，采样时间应取工频周期 则采用算术平均法。即用 n次采样的平均值来代替 (20mS的整数倍。实践证明其抑制工频干扰能力超过单纯积分器 的效果。 二、分析硬件电路，提出硬件抗干扰措施 1、PLC控制系统的安装和使用环境 PLC是专为工业控制设计的，一般不需要采取什么特殊措施就可以 直接在工业环境使用。但是在PLC控制系统中，如果环境过于 恶劣，或安装使用不当，会降低系统的可靠性。PLC使用环境温度 通常在0C-55C范围内，应避免太阳光直接照射，安装位置应远离发热 量大的器件，同时应

5、保证有足够大的散热空间和通风条件。环境湿度一 般应小于85%以保证PLC有良好的绝缘。在含有腐蚀 性气体、浓雾或粉 尘的场合，需将PLC封闭安装。此外，如果PLC 安装位置有强烈的振动源，系统的可靠性也会降低，所以应釆取相应的 减振措施。 2、PLC的电源与接地 PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常，只能将 PLC的电源 与系统的动力设备电源分开配线，对于电源线来的干扰，一般都有足够 强的抑制能力。但是，如果遇上特殊情况，电源干扰特别严重，可加接 一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，提高系统的可 靠性。如果一个系统中含有扩展单元，则其电源必须与基本单元共用一 个开关控制，也就是

6、说，它们的上电与断电必须同时进行。良好的接地 是保证PLC安全可靠运行的重要条件。 接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完 善的接地系统是PLC控制系统抗干扰的重要措施之一。接地在消除干扰 上起很大的作用。这里的接地是指决定系统电位的地，而不是信号系统 归路的接地。在PLC控制系统中有许多悬浮的金属架，它们是惧空中干 扰的空中线，需要有决定电位的地线。交流地 是PLC控制系统供电所必 需的，它通过变压器中心点构成供电两条回路之一。这条回路上的电 流、各种谐波电流等是个严重的干扰源。因此交流地线、直流地线、模 拟地和数字地等必须分开。数字地和模拟地的共点地最好置悬浮方式。 地

7、线各点之间的电位差尽可 能小，尽量加粗地线，有条件可釆用环形地 线。系统地端子（LG是抗干扰的中性端子，通常不需要接地，可是，当 电磁干扰比较严重时，这个端子需与接大地的端子（GR连接。 3、PLC的输入、输出设备 输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口，其元 器件 质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因 素。以开关量输入为例，按钮、行程开关的触点接触要保持在良好状 态，接线要牢固可靠。机械限位开关是容易产生故障的元件，设计时， 应尽量选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关。此外，按钮触点的 选择也影响到系统的可靠性。在设计电路时，应尽量选用可靠性高的元 器件

8、，对于模拟量输入信号来说，常用的有420mA 020mA直流电流信 号；05V、010V直流电压信号，电源为直流24V. 对于开关量输出来说，PLC的输出有继电器输出、晶闸管输 出、晶体管输出三种形式，具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来 决定，选择不当会使系统可靠性降低，严重时导致系统不能正常工作。 如晶闸管输出只能用于交流负载，晶体管输出只能用于直 流负载。此 外，PLC的输出端子带负载能力是有限的，如果超过了规定的最大限值， 必须外接继电器或接触器，才能正常工作。外接继电器、接触器、电磁 阀等执行元件的质量，是影响系统可靠性的重要因素。常见的故障有线 圈短路、机械故障造成触点不动或接触 不良。这一方面可以通过选用高 质量的元器件来提高可靠性，另一方面，在对系统可靠性及智能化要求 较高的场合，可以根据电路中电流异常的情况对输出单元的一些重点部 位进行诊断，当检测到异常信号时，系统按程序自动转入故障处理，从 而提高系统工作的可 靠性。若PLC输出端子