工业自动化控制系统通讯网络的应用

工业自动化控制系统通讯网络的应用
摘要：本篇文章主要就工业自动化控制系统通讯网络的应用这一话题进行了简
单的探讨，希望对今后的工业自动化的发展，能提供一定的借鉴作用。

关键词：工业自动化；控制系统；应用
引言
怎么去根据实际的现场工业生产要求以及现场的设备，设计出合理的网络架构，去保证通讯系统能够在一个可靠的，实时的，开放的，快速的环境之中运行，这已经在工业自动化领域之中成为了一个热门的话题了。

可以看得出来，基于此
进行分析，这无疑是对整个工业自动化领域来说，是有着非常重要的意义。

1 建立速度同步控制系统
首先就是对控制器进行合理的选择，在工业自动化控制系统之中，速度上的
同步控制系统有着非常高的实时性要求，为此，在对控制器进行选择的时候，必
须要考虑到其缓存的空间以及运算的速度能不能达到最基本的要求。

相对于那些
大型的系统来说，其输入和输出的控制点都是比较多的，一般都是在几百个到几
千个不等的点数，而与之下相对应的控制器主要就是以大型，中型的为主要。

在
一般的情况之下，控制器在相同的实践之内，不单单只是承担起了数据通讯的责任，与此同时，还承担了高速运算的任务，如果只是用上位机进行工作，那肯定
是很难完完成的，为此，还可以选择PLC控制器。

其次就是选择控制系统通讯网络。

在工业生产施工的现场，电机基本上都是
由许许多多的交流变频器来进行控制的。

为此，需要选择针对于电机和扁平器构
成的控制器跟速度闭环系统之间的通讯，也就是监控级和现场级的通讯。

这一个
网络具有一定改的特殊性质，其对通讯的网络有非常高的要求，在要求通讯的网
络稳定，可靠的同时，还要保证传输的速度足够快，横向扩展的性能比较好。

针
对这种情况，我们可选择MPI网络以及Industrial Ethernet。

2 抗干扰系统的探析
2.1 硬件抗干扰
2.1.1 康电源干扰
主要有两种抗干扰措施，第一种是分离供电系统。

当电源电路中的接触器和
断路器闭合或断开时，会有电弧或冲击电流的现象发生，对信号带来一定程度上
的干扰。

针对这一个情况，系统的控制电源和动力电源可分为两路，分别由UPS
电源和380V电源供电，采用隔离变压器。

在电力供应中，电力变压器是一个重
要的组成部分。

为减少电网之中的干扰，选用的变压器容量最好就是比实际的容
量大1.5倍左右。

在使用的过程之中，摆式变压器屏蔽层接地良好，同时使用双
绞线当作是次级线圈的连接线，有效地降低了电源间的干扰。

2.1.2 接地
接地在设备组装、系统结构和现场安装过程中的作用非常大。

一般来说，接
地的主要目的是防止电，有效的给系统和设备提供一个参考点，增强抗干扰的能力。

前者是安全接地，后者是功能接地。

虽然PLC本身抗干扰能力也是很强的，
但放在实际当中应用，仍会有很多干扰，特别是在电源干扰严重的情况下，干扰
现象非常严重。

在这方面，把PLC的电源应与系统电源设备的电源分开，以防止
更多的干扰。

主要就是增加一个隔离变压器。

需要注意的是，隔离变压器必须有
屏蔽层，这不仅可以减少设备与大地之间的干扰，而且在很大程度上提高了系统
的可靠性。

2.1.3 科学合理的布线
在抗干扰的整个过程之中还有一个重要的手段，那就是科学合理的布线。

因此，在布线过程中，有必要根据实际需要，使用有效的布线方法，如合理控制导
线的类型、布线的方式、导线直径等。

首先，在选择电缆的时候，要注重其合理性。

根据电路的特点，选择合理的电缆及铺设方法，尽量避免或使用价格较高的
专用电缆，达到理想的效果。

其原理是在保证效果和经济性的前提下，尽量减少
电缆的种类。

其次，就是电缆铺设。

电缆敷设只要具备合理性。

就能够在一定程
度上减少电磁带来的干扰。

动力电缆是高压大电流线路，一旦信号接近，就会产
生强烈的干扰。

另外，在控制柜外进行布线工作的时候，控制电缆、通信电缆、
输入/输出线和动力电缆分开布线，并按对应的要求，对它们之间的距离进行把控。

2.2 软件抗干扰
硬件抗干扰拥有非常大的随机性，特别是在现代工业环境下，硬件抗干扰很
难消除，因此软件必须充分发挥其灵活性，提高系统的抗干扰能力。

首先，借用“看门狗”监控系统的运行。

PLC拥有丰富的软元件，因此根据这一特点，可以设
计相应的程序来屏蔽错误的信号，从而避免输出元件的错误动作。

在应用程序的
设计过程中，要充分发挥“看门狗”的作用，监控系统的运行状态。

例如，在PLC
控制某一个运动部件的时候，可以在编程中将定时器定义为“看门狗”，从而达到
对运动部件的监控的目的。

定时器的设定值应根据运动部件的最大时间确定。

当
发出运动部件的指令时，“看门狗”定时器也将启动；其次，抖动将被消除。

在现
代工业环境中，会有振动的现象发生。

在振动的过程之中，行程按钮或开关常因
振动而发出混淆的信号。

为了有效地解决这一问题，需要根据抖动时间采取相应
的抗干扰举措。

如果抖动时间不是很长，可利用PLC内部设计定时器延时一定时间，实现抗干扰。

最后，为了提高输入信号的信噪比，通常采用软件数字滤波来
让信号的真实性和可靠性得到保障。

但这种方法需要以实际情况为基础。

如果系
统随机干扰较大，需要采用程序限制方法。

3 结束语
在工业自动化控制系统当中，通讯网络是不是可以得到正常并且可靠的应用，在使用的过程中能不能保证稳定流畅，这对系统的运行效率产生了一定的影响。

为此，有关的操作人员和研究人员，需要根据实际的情况，对工作经验进行一定
的总结，研究出有效的通讯系统，在此基础上制定出抗干扰的一些举措，最大程
度保证系统的运行效率。

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