工厂里的PLC与触摸屏如何抗干扰,主要是软件加硬件,实例讲解

在现代化的工业自动化里,干扰是一个很严重的问题。

可以说干扰是无法彻底消除的,只能尽量削弱。

而干扰最可拍的是不定性,时有时无,这为设备带来了极大的隐患,也为电气人员带来了很严重的问题。

尤其是针对一些现场有很多传感器的工厂,一旦有了干扰很可能影响这些传感器无法正常使用,今天为大家带来一些常见的针对干扰的方法。

一其实为了提高PLC系统的抗干扰能力,我们从一开始设计的时候就应该注意它。

在进行具体工程的抗干扰设计时,我们可以选择有较高抗干扰能力的产品,采取抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径和利用软件手段等措施,来提高装置和系统的抗干扰能力。

1 比如说对于大功率系统,如变频器或者伺服控制器等,我们在设计之初就需要为它设计抗干扰措施,如增加进线出线电抗器,进线出线滤波器等等,将干扰最大程度的限制在变频回路里。

2 合理的分配,将控制系统远离干扰源。

严格来说变频系统和PLC系统应设计在不同的区域,严禁将大功率变频和PLC设计到一个柜子里。

3 控制电缆和电源电缆分开,走不同的电缆桥架。

二 良好的接地系统。

接地系统是抗干扰环节中,最重要的一项,可以说一个良好的接地可以解决80%以上的干扰,那么接地系统有什么注意事项呢?

以前我们讲过接地系统,接地系统也是一个系统的学问,概括来说就是强弱电分离,零线地线分离。

三 针对控制系统,所有电缆都需要严格施工。

1 信 电缆需要使用屏蔽电缆,尤其是通信电缆更要注意,一些PROFIBUS-DP的工业 络经常会由于干扰导致停机,其原因很大程度都是干扰,针对PROFIBUS-DP 络的异常,最好使用REPEATER将 络分开。

左侧为PROFIBUS-DP 线,右侧为普通屏蔽电缆。

2 现场使用的屏蔽主要有两种,第一种屏蔽是使用金属的线槽或者其他类似的密封金属盒将强弱电电缆分开并包裹起来,从源头上减小强电的电磁辐射以及噪声源的干扰等。

第二种是电缆本身带的屏蔽,屏蔽电缆主要用于精密测量的仪表或者传感器等与PLC输入的连接,可消除静电信 ,将无用的电磁信 从屏蔽层导出去,以保证测量的准确性,这是外部电缆层的最后一层保护,因此非常重要。我们一般说电缆的屏蔽就得说一个专业术语“单端接地”。那么单端需要怎么接?

一般的工厂都有PLC专用的地线,这个地线理论来说只是给弱电系统使用。单端接地,我们一般都把屏蔽层接到电气柜内的屏蔽地线上,现场那头我们只要悬空就可以。那么如果现场侧不悬空或者也接地了会发生什么?那就是现场的那头因为电磁干扰,很可能会有一个相对于PLC地线的电势差,这个电势差有时会使得信 干扰更为严重。所以对于PLC控制系统,我们将屏蔽层单端接地,而且接到应用于PLC的地线上,坚决杜绝双端接地。

四;针对PLC系统的隔离

1 使用软件滤波

PLC的滤波可以应对的干扰信 是变化频率太快的信 ,有一些PLC本身就有这个功能,只需要从设置里更改就可以,这个功能理解起来很容易,就是PLC会过滤掉小于设定时间的小信 ,比如I0.0的滤波时间设置为12ms,那么小于这个时间的信 ,PLC不会接受它,也就是无效的,还有一些高级的PLC在滤波的控制上有一些算法,但大体功能类似。

根据这个原理,这个功能就有了一个很大的缺陷,那就是有延迟,也就是时效性不好。

对于不太重要的信 ,有一点延迟无关紧要,但是,对于定位的传感器、编码器或者是需要精确称量的称重传感器来说就是致命的缺陷了,所以应对这些情况时不可以使用PLC的滤波,只能依靠其他措施。

2 电气隔离。电气隔离也分为两种,一种是电源隔离,另一种是信 隔离。如果怀疑电源本身的纯净度不高(比如说靠近变频器和伺服控制的电源),那么我们可以使用隔离变压器,使得电源能纯净一些。信 隔离是使用信 隔离器将变送器或者仪表的信 ,通过电子器件调制变换,并且隔离转换到需要的信 。这也是一种非常有效的消除干扰的方式。

电缆交叉缠绕在一起,比如我们所说的屏蔽双绞线,还有大家看到的 线都是这么接的,这种方式可以最大程度的消除信 电缆本身的磁场,对于微弱信 的传输有很大优势。

磁环对于一些特定仪表有奇效

3 使用磁环,将信 电缆以变压器线圈的形式缠绕在磁环的一侧,这种方式也可使有效的减小干扰,并且将干扰磁场转为热能消耗出去。

4 通讯隔离模块等一些其他保护装置,还有一些PLC以232,485进行通讯时也受到干扰,那么我们则使用通讯隔离模块,这种模块类似于信 隔离器,使用电子器件将信 转换。

一种通讯隔离模块的原理图

5 使用PNP系统,以前我们讲过PNP和NPN传感器的区别,以及它们的区别以及如何应用,总结来说就是公共段不同,但PNP系统相比NPN系统来说,抗干扰性更强一些,如果PLC内部受到了干扰,还是去使用PNP系统吧!

对于复杂的工厂现状我们要合理分析可能的干扰原因,找出干扰源,并给出合理的解决方案。那么对于消除干扰,除了上述这些办法,你还有什么好的解决办法吗?我们可以一起来分享学习一下。

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