解決PLC系統干擾信號隔離器。由于信號隔離器使用簡單方便、可靠,成本低廉,可同時解決多種干擾,可大量減輕設計人員、系統調試人員工作量,所以信號隔離器成為了解決PLC系統干擾的重要方法。
隨著科學技術的發展,PLC在工業控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統的可靠性直接影響到工業企業的安全生產和經濟運行,系統的抗干擾能力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。影響PLC控制系統的干擾源于一般影響工業控制設備的干擾源一樣,大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源,即干擾源。
一、PLC控制系統中電磁干擾的主要來源有哪些呢?
(1)來自空間的輻射干擾
空間的輻射電磁場(EMI)主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復雜。若PLC系統置于所射頻場內,就回收到輻射干擾,其影響主要通過兩條路徑;一是直接對PLC內部的輻射,由電路感應產生干擾;而是對PLC通信內網絡的輻射,由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小,特別是頻率有關,一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。
?。?)來自系統外引線的干擾
主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較嚴重。
(3)來自電源的干擾
實踐證明,因電源引入的干擾造成PLC控制系統故障的情況很多,筆者在某工程調試中遇到過,后更換隔離性能更高的PLC電源,問題才得到解決。PLC系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣,將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化,開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等,都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上,由于分布參數特別是分布電容的存在,隔離是不可能的。
?。?)來自信號線引入的干擾
與PLC控制系統連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信號之外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾,這往往被忽略;二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾,即信號線上的外部感應干擾,這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統,還將導致信號間互相干擾,引起共地系統總線回流,造成邏輯數據變化、誤動和死機。PLC控制系統因信號引入干擾造成I/O模件損壞數相當嚴重,由此引起系統故障的情況也很多。
(5)來自接地系統混亂時的干擾
接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設備向外發出干擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴重的干擾信號,使PLC系統將無法正常工作。
?。?)來自PLC系統內部的干擾
主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生,如邏輯電路
互輻射及其對模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠對系統內部進行電磁兼容設計的內容,比較復雜,作為應用部門是無法改變,可不必過多考慮,但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的系統。
二、系統受干擾時,常會遇到以下幾種主要干擾現象:
1)系統發指令時,電機無規則地轉動;
2)信號等于零時,數字顯示表數值亂跳;
3)傳感器工作時,PLC采集過來的信號與實際參數所對應的信號值不吻合,且誤差值是隨機的、無規律的;
4)與交流伺服系統共用同一電源(如顯示器等)工作不正常。
三、怎樣才能更好、更簡單解決PLC系統干擾?
1)理想狀態下是選用隔離性能較好的設備、選用優良的電源、動力線和信號線走線要更加合理等等,但是需要不同設備廠商共同協商完成,很難做到,而且成本較高。
2)利用模擬信號隔離器,有稱作信號變送器、屬于信號調理的范疇。其主要起抗干擾作用。真因為它有特強的抗干擾能力所以在自動化控制系統中應用非常廣泛。尤其對于復雜的工業現場,控制程序越來越復雜,所以對工業標準遠傳模擬量信號DC4-20mA通過信號隔離器使輸出模擬信號與系統*隔離,的確是當今自動化控制系統中抗干擾的有效措施之一。
四、信號隔離器工作原理是什么?
首先將PLC接收的信號,通過半導體器件調制變換,然后通過
光感或磁感器件進行隔離轉換,然后再進行解調變換回隔離前原信號或不同信號,同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間獨立。
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