如何提高工控设备的抗干扰能力-
如何提高工控设备的抗干扰能力
如何提高工控设备的抗干扰能力工控设备的核心问题,就是抗干扰能力,如果抗干扰能力不够高,那么,这个设备就是没有多大用处。
要提高工控设备的抗干扰能力,首先就是要学会正确的使用plc。
1.PLC的内核电源和输入输出接口电源应该独立。
绝大多数的用户,在设计系统电源时,只有一个电源,PLC的内核和接口都用这个电源。
懂得光耦原理的人就会发现,这种接法,会把光耦旁路掉,也就是说,光耦完全没有起到隔离的作用,整个PLC完全是在“裸奔”,没有任何的保护能力,非常危险的!正确的做法是多加一个电源,专门只给PLC内核供电。
输入输出接口可以共用一个电源。
2.PLC的输出口如果接到感性负载,例如电磁阀,继电器等有线圈的负载,需要在负载两端反向加一个吸收二极管。
具体的方法,可以到我们的网站查看产品的接线图。
如果没有这个反向二极管,在电磁阀或继电器断开的瞬间,会产生一个反向电动势。
这个反向电动势,和输出口的电源叠加在一起,会大大超过输出三极管(或场效应管)的电压承受极限,导致三极管击穿。
对于反向二极管的参数,只要是电流不小于继电器电流,耐压不低于接口电源电压就行了,像1N4004,1N4007都没有任何问题。
另外,市场上的电磁阀,接线如果标有正负极的,就表示里面已经有了吸收电路,不用外接二极管了。
3.电源的选择。
干扰信号都是高频信号。
比较典型的干扰信号源有变频器,可控硅调压电路。
现在市面上的电源大多是开关电源,体积小,效率也很高,但是,最大的缺点就是,高频干扰信号可以长驱直入。
而过去的老式电源,里面有个很大体积的变压器那种,体积大,效率低,但是对于高频干扰信号却可以很有效的抑制。
所以,在选择内核电源时,应该选择老式变压器电源。
如果找不到老式变压器电源,可以在开关电源前接一个1:1的隔离变压器,或在内核电源的输入端接共模线圈,用来阻隔高频干扰。
4.布局。
干扰有2个途径,一是导线传导,二是空间辐射传导。
以上的1和3就可以解决导线传导的干扰。
从软件角度提升PLC高抗干扰性能的策略
从软件角度提升PLC高抗干扰性能的策略在提升PLC(可编程逻辑控制器)高抗干扰性能方面,软件角度起着至关重要的作用。
通过合理的软件设计和优化,可以降低PLC受到干扰的风险,提高系统的可靠性和稳定性。
以下是从软件角度提升PLC高抗干扰性能的一些策略:1. 合理选择PLC硬件:选择具有抗干扰能力强的PLC硬件是提升高抗干扰性能的基础。
首先,要选择防护措施完善、具备优秀热设计的PLC设备,以确保其能在恶劣环境下可靠工作。
其次,选择具备较高抗干扰能力的模块和接口组件,例如选择具有低噪声指标的输入输出模块、具备良好抗电磁干扰特性的电源模块等。
此外,还应选择具有良好抗辐射干扰能力的布线和连接线材料。
2. 降低PLC系统工作频率:通过降低PLC系统的工作频率,可以减少系统受到干扰的机会。
可以通过合理的切换工作模式、优化命令的发送和响应时间等方式降低系统的频率。
3. 增加冗余性和容错性:在软件设计中增加冗余和容错机制,可以降低干扰对系统运行的影响。
例如,使用冗余备份的控制单元和通信模块,同时进行故障检测和自动恢复等技术手段,以提高系统的可靠性和稳定性。
4. 使用抗干扰算法:通过采用抗干扰算法,可以在软件层面上对PLC系统进行优化。
例如,使用滤波器技术对输入信号进行滤波处理,滤除干扰成分;使用差分编码技术对通信信号进行编码,提高抗干扰能力;使用纠错码等方法提高系统的容错性等。
5. 合理分配系统资源:在软件设计中,合理分配系统资源可以提高系统的抗干扰性能。
例如,通过合理分配任务优先级和时间片,保证重要任务的及时处理,减少干扰对关键任务的影响;合理配置系统的缓冲区,以降低数据传输过程中受到的干扰;配置适当大小的任务缓存,预留一定的处理能力来应对突发干扰等。
6. 优化代码编写:在软件开发过程中,优化代码编写是提高系统抗干扰性能的有效手段。
编写高效的代码可以提高系统的响应速度和处理能力,降低受到干扰时的延迟和错误率。
应避免使用复杂的逻辑判断和大量循环,提高代码的可读性和执行效率。
加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施
加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施如今二十一世纪,科技的水平不断提高,与此同时,PLC控制系统的应用范围也越来越广。
单片机随着电子产品的不断发展,单片机的自身性能得到了显著的提高。
不论是在处理能力上还是抗干扰能力方面,单片机的性能都得到了飞速的提高。
单片机作为计算机中重要的组成部分,分析它的PLC控制系统的抗干扰能力有着关键性的意义。
因此文章主要分析了影响PLC控制系统的抗干扰能力的具体因素,通过进一步分析和探讨,从而提出了相应的加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的具体措施。
标签:单片机;PLC控制系统;抗干扰能力;措施PLC控制系统以其自身的独特优势,工作稳定、运行可靠、控制力强、技术成熟等特点赢得了很多商家的青睐。
在单片机的应用中,PLC控制系统已经成为了其组成中的重要组成部分。
单片机主要利用PLC必备的编程接口来进行通信,使用LCD作为用户的界面,界面中可以显示出PLC的工作状态、工艺参数,也可以使用相应的按键来设置具体的工艺参数。
PLC控制系统确实在单片机中得到了广泛的应用,但是在应用的时候,也难免会出现各类的问题,尤其是其中有很多干扰源,严重影响了单片机PLC控制系统的抗干扰能力。
做好相應的抗干扰措施,对于加速单片机的发展有着至关重要的意义。
1 影响单片机PLC控制系统的干扰因素影响单片机PLC控制系统的干扰因素很多,在使用的过程中需要注意多方面,只有综合了各方面影响因素,才能更好地做好相应的防护措施。
以下就主要分析具体的干扰因素:(1)电源波形的畸变干扰。
在PLC控制系统中多是采用GRT、GTO等电力半导体器件,这些半导体器件在工作的时候容易产生谐波、噪声等多种干扰,这些干扰也正是导致电源波形畸变的主要原因。
进而对PLC 控制系统产生一定的干扰。
(2)电路耦合干扰。
电路耦合干扰是由于回路公共阻抗发生耦合从而产生电流,该过程中所产生的一些电流自然对PLC控制系统产生一定的干扰。
发生耦合的主要原因是PLC接地点的选择不当或者是接地不良造成的。
常见的plc控制系统抗干扰措施
常见的PLC控制系统抗干扰措施1. 引言PLC(Programmable Logic Controller)是一种常用于工业控制系统中的计算机控制设备。
在实际工业环境中,PLC控制系统常常面临各种干扰源的干扰,这些干扰可能导致系统稳定性下降、数据误差增加甚至系统故障。
因此,在设计和应用PLC控制系统时,需要采取一系列抗干扰措施来降低干扰的影响。
本文将介绍常见的PLC控制系统抗干扰措施,包括电磁干扰、地线干扰、高温环境干扰以及其他常见干扰的应对措施。
2. 电磁干扰的抗干扰措施电磁干扰是PLC控制系统中常见的干扰源之一,它可以导致数据误差、通信故障等问题。
以下是抗电磁干扰的措施:•屏蔽设计:在PLC设备和信号线上添加屏蔽层,以阻隔外部电磁干扰的入侵。
屏蔽层可以采用金属箔、金属编织层等材料。
•磁屏蔽:在PLC设备附近放置磁场屏蔽装置,以减弱外部磁场对设备的影响。
磁屏蔽装置可以采用铁氧体材料制成。
•地线隔离:将PLC设备的地线和电源系统的地线隔离开,防止电磁干扰通过地线传输到PLC设备中。
3. 地线干扰的抗干扰措施地线干扰是指由地线电流引起的干扰,它会导致系统电势差增大、信号失真等问题。
以下是抗地线干扰的措施:•地线去耦:在PLC设备的电源输入端和地线之间添加去耦电容,并将其接地。
去耦电容可以起到隔离地线干扰的作用。
•地线分离:将PLC设备的地线和其他设备的地线分离开,避免地线干扰的相互影响。
•良好接地:确保PLC设备的良好接地,减少地线干扰的发生。
4. 高温环境干扰的抗干扰措施高温环境对PLC控制系统的影响主要体现在PLC设备的散热和温度抗性方面。
以下是抗高温环境干扰的措施:•散热设计:合理设计PLC设备的散热结构,增加散热面积和散热风扇等设备,保证设备在高温环境下正常工作。
•温度抗性选择:选择具有良好温度抗性的元件和材料,确保PLC设备在高温环境下的可靠性。
•温度检测:安装温度传感器,实时监测PLC设备的温度,及时采取散热措施以防止设备过热。
增强PLC系统抵御外界干扰的软硬件综合优化方案
增强PLC系统抵御外界干扰的软硬件综合优化方案摘要:随着工业自动化的不断发展,PLC(可编程逻辑控制器)已广泛应用于各个行业中,但是机械、电磁、电气等各种干扰源对PLC系统的稳定性和可靠性产生了较大的影响。
因此,为了提高PLC系统的抗干扰能力,本文提出了一种软硬件综合优化方案。
1. 引言PLC系统的稳定性和可靠性直接影响到生产线的正常运行,而外界干扰是导致PLC系统故障的主要原因之一。
因此,开发一种软硬件综合优化方案,以增强PLC系统的抵御外界干扰能力,具有重要意义。
2. 硬件优化方案2.1 环境隔离合理的PLC安装位置和布线规划可以帮助减少外界干扰。
首先,对PLC设备进行可靠的地面接地,减少静电干扰。
其次,在PLC系统周围设置金属屏蔽柜,以降低电磁辐射干扰。
此外,采用电磁屏蔽适配器和滤波器等设备,有效抑制激烈电流变化所引起的电磁波干扰。
2.2 信号隔离和滤波通过使用光耦隔离器和隔离变压器等装置,可以有效隔离PLC系统与外部电源之间的干扰。
此外,添加滤波电路以限制高频噪声的传播,同时避免与其他电气设备的干扰,可提高信号的稳定性。
3. 软件优化方案3.1 信号采样与处理采样速率是决定系统稳定性的重要参数之一。
为了提高系统的稳定性,应适当提高采样速率,以确保采集到精确的信号。
使用专业的实时控制模块,对采集到的信号进行滤波和滞后处理,以消除高频噪声的影响。
3.2 异常检测与自动修复及时检测和处理PLC系统的故障是确保系统稳定性和可靠性的关键。
通过实时监测所有输入和输出信号的状态,设置阈值和报警条件,并使用异常检测算法对数据进行分析与处理。
在检测到异常情况时,系统应及时发出警报并采取相应的措施进行修复或切换备用系统。
3.3 强化网络安全在现代工业中,许多PLC系统都与网络连接,网络攻击可能导致PLC系统崩溃或被控制。
为了提高PLC系统的安全性,应采用身份验证和访问控制措施,限制对PLC系统的访问。
此外,定期进行网络安全检查和升级,确保系统的漏洞得到及时修复。
PLC系统的抗干扰措施
PLC系统的抗干扰措施plc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,防止输出元件的误动作。
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。
工业自动化设备的抗干扰措施
工业自动化设备的抗干扰措施工业自动化设备的抗干扰措施工业自动化设备在生产环境中广泛应用,但由于环境中存在各种干扰源,这些设备容易受到干扰而导致性能下降或故障。
为了保证设备的稳定运行,需要采取一系列的抗干扰措施。
下面将逐步介绍这些措施。
第一步:了解干扰源在制定抗干扰措施之前,首先需要对可能存在的干扰源进行全面的了解和分析。
这些干扰源可能包括电磁辐射、电源波动、静电放电、电磁感应等。
只有了解了干扰源的类型、产生原因和特点,才能有针对性地制定相应的抗干扰措施。
第二步:设计合理的电路在设备的电路设计过程中,应考虑到防止干扰的因素。
例如,可以采用电磁屏蔽材料对关键电路进行包裹,减少外界电磁辐射对其的影响;同时,可以使用低噪声电源和滤波器来降低电源波动对设备的影响。
第三步:加强接地措施设备的接地是抗干扰的重要环节。
通过合理的接地设计,可以有效地屏蔽和消除干扰。
在设计过程中,可以采用单点接地或者多点接地的方式,确保设备各个部分能够良好地接地,减少电磁干扰。
第四步:优化信号传输在设备的信号传输过程中,往往容易受到干扰的影响。
为了保证信号的传输质量,可以采取一些措施。
例如,使用屏蔽电缆来避免电磁辐射对信号传输的干扰;同时,可以采用差分信号传输方式,减少共模干扰对信号的影响。
第五步:严格的电磁兼容性测试在设备的设计和制造完成后,需要进行严格的电磁兼容性(EMC)测试。
这些测试可以模拟现实环境中可能存在的各种干扰源,检测设备在不同干扰环境下的抗干扰能力。
通过这些测试,可以发现并解决设备可能存在的干扰问题,确保其正常运行。
第六步:定期维护和检修为了保持设备的抗干扰能力,需要定期进行维护和检修工作。
这包括设备的清洁、紧固件的检查、电缆的绝缘性测试等。
通过定期的维护和检修,可以及时发现并解决设备中潜在的干扰问题,确保其长期稳定运行。
综上所述,抗干扰措施是保障工业自动化设备稳定运行的关键。
通过了解干扰源、设计合理的电路、加强接地措施、优化信号传输、进行电磁兼容性测试以及定期维护和检修,可以有效地提升设备的抗干扰能力,确保其在复杂的工业环境中正常工作。
工业控制系统中的抗干扰分析及措施
将导致测量精度下降,引起信号测控失真和误动 作。 ( ) 自控制器系统内部的干扰。主要 由系 5 来
的正常安 全运行 。干 扰可能使 P C接收 到错 误 的 L
阻抗耦合产生的。因电源引入的干扰造成控制系
统故 障 的情 况很多 , 换隔离性 能好 的 u s电源 , 更 P
才能解决问题。控制系统的正常供电电源均由电 网供电。由于电网覆盖范围广 ,它将受到所有空
信号 ,造成误动作 , 或使 P C内部的数据丢失, L
地等 。这样会引起各个接地点电位分布不均 ,不 同接地点间存在地电位差 ,引起地环路电流 ,影
响系 统正 常工作 。 例如 电缆屏 蔽层 必须 一点 接地 ,
如果电缆屏蔽层两端 A、B 都接地,就存在地 电
位 差 ,有 电 流流 过屏 蔽层 ,当发 生异 常情 况 时 , 地 线 电流将更 大 。 屏蔽 层 、接地 线 和大地 也 有 可能构 成 闭合 环
噪声等 。
( 来 自接地 系 统混 乱 的干 扰 。控制 系统 正 4) 确 的接 地 ,是 为 了抑 制 电磁干 扰 的影 响 ,又能 抑 制设 备 向外 发 出干 扰 ;而 错误 的 接地 ,反 而会 引 人严 重 的干 扰 信号 ,使 系统 无 法 正常工 作 。控 制 系统 的地线 包 括系 统地 、屏 蔽 地 、交流 地 和保护
路 ,在变化磁场的作用下 ,屏蔽层 内会 出现感应 电流 ,通过屏蔽层与芯线之间的耦合干扰信号回 路。若系统地与其它接地处理混乱 ,所产生的地
环流 就 可能 在地 线 上产 生 电位 分布 ,影 响控 制器
内逻辑电路和模拟电路的正常工作。控制器工作 的逻辑电压干扰容限较低 ,逻辑地电位的分布干 扰容易影响的逻辑运算和数据存贮 ,造成数据混
工控机抗干扰措施
0引言工业现场各种动力设备在不断地启停运行。
使得现场环境恶劣,电磁干扰严重。
工业控制计算机在这样的环境里面临着巨大的考验。
可以说我们研制的工业控制系统能否正常运行,并且产生出应有的经济效益,其抗干扰能力是一个关键的因素。
因此,除了整个系统的结构和每个具体的工控机都需要仔细设计硬件抗干扰措施之外,还需要注重软件抗干扰措施的应用。
我们在多年的工业控制研究中,深感工业现场意外因素太多并且危害很大。
有时一个偶然的人为或非人为干扰,例如并不很强烈的雷击,就使得我们自认为无懈可击的硬件抗干扰措施无能为力,工控机死机了(即程序跑飞了)或者控制出错了(此时CPU内部寄存器内容被修改或者RAM和I/O口数据被修改)。
这在某些重要的工业环节上将造成巨大的事故。
使用软件抗干扰措施就可以在一定程度上避免和减轻这些意外事故的后果。
软件抗干扰技术就是利用软件运行过程中对自己进行自监视,和工控网络中各机器间的互监视,来监督和判断工控机是否出错或失效的一个方法。
这是工控系统抗干扰的最后一道屏障。
1 工控软件的结构特点及干扰途径在不同的工业控制系统中,工控软件虽然完成的功能不同,但就其结构来说,一般具有如下特点:* 实时性:工业控制系统中有些事件的发生具有随机性,要求工控软件能够及时地处理随机事件。
* 周期性:工控软件在完成系统的初始化工作后,随之进入主程序循环。
在执行主程序过程中,如有中断申请,则在执行完相应的中断服务程序后,继续主程序循环。
* 相关性:工控软件由多个任务模块组成,各模块配合工作,相互关联,相互依存。
* 人为性:工控软件允许操作人员干预系统的运行,调整系统的工作参数。
在理想情况下,工控软件可以正常执行。
但在工业现场环境的干扰下,工控软件的周期性、相关性及实时性受到破坏,程序无法正常执行,导致工业控制系统的失控,其表现是:* 程序计数器PC值发生变化,破坏了程序的正常运行。
PC值被干扰后的数据是随机的,因此引起程序执行混乱,在PC值的错误引导下,程序执行一系列毫无意义的指令,最后常常进入一个毫无意义的“死循环”中,使系统失去控制。
控制系统抗干扰措施
控制系统抗干扰措施控制系统的抗干扰措施是为了保证系统在外界干扰的情况下能够正常运行和工作。
在实际应用中,干扰因素往往较多,包括电磁干扰、机械振动、温度波动等等。
因此,为确保系统的可靠性和稳定性,需要采取一系列的抗干扰措施来提高系统的抗干扰能力。
电磁干扰是控制系统中最常见的一种干扰方式,主要通过电磁波的传播而影响系统的正常运行。
为了有效抵御电磁干扰,可以采取以下措施:1.电磁屏蔽:采用具有良好屏蔽性能的金属外壳或屏蔽罩来阻挡电磁波的传播,减少干扰对系统的影响。
2.策略引入:在系统的设计中,通过良好的布线规划和装置安装方式,降低电路之间的串扰,避免电磁干扰的传导。
3.使用滤波器:在输入输出端口的信号传输线上安装适当的滤波器,滤除不需要的电磁波成分,提高系统的信噪比。
机械振动是指由于设备的震动、冲击或共振现象引起的机械振动干扰。
为了减少机械振动的干扰,可以采取以下措施:1.振动隔离:通过采用弹性材料、减振器等装置来减少机械振动对系统的干扰,有效地隔离振动波的传播。
2.调整装置布局:合理布置安装设备和传感器的位置,避免设备之间的机械振动相互传导,减少干扰的发生。
3.机械结构的改进:通过结构设计和材料的选择来提高装置的抗振能力,降低机械振动的传导和反馈。
温度波动是指环境温度的变化引起的干扰,对温度敏感的系统尤为重要。
为了减少温度波动对系统的干扰,可以采取以下措施:1.温度控制:通过采用恒温设备、温度传感器和温度反馈控制系统,控制系统的工作温度在一个较稳定的范围内,减少温度波动对系统的影响。
2.绝热设计:对系统进行合理的绝热设计,减少外部温度变化对系统内部温度的传导,降低干扰的发生。
3.温度补偿:对温度敏感的元件进行温度补偿,在设计中考虑和修正元件在不同温度下的工作特性,提高系统的稳定性和准确性。
综上所述,控制系统的抗干扰措施需要从多个方面进行考虑和实施。
只有通过合理的设计和有效的控制措施,才能提高系统的抗干扰能力,使系统在外界干扰的情况下依然能够正常工作和运行。
PLC控制器与人机界面的抗干扰能力的提升措施
PLC控制器与人机界面的抗干扰能力的提升措施1、采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰。
对于PLC控制器供电的电源,应采用非动力线路供电,直接从低压配电室的主母线上采用专用线供电。
选用隔离变压器,且变压器容量应比实际需要大1.2~1.5倍左右,还可在隔离变压器前加入滤波器。
对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、采用多次隔离和屏蔽及漏感技术的配电器。
控制器和I/O系统分别由各自的隔离变压器供电,并与主电路电源分开。
PLC控制器的24V直流电源尽量不要给外围的各类传感器供电,以减少外围传感器内部或供电线路短路故障对PLC控制器的干扰。
此外,为保证电网馈电不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,UPS具备过压、欠压保护功能、软件监控、与电网隔离等功能,可提高供电的安全可靠性。
对于一些重要的设备,交流供电电路可采用双路供电系统。
2、正确选择电缆的和实施敷设,消除可编程控制器、人机界面的空间辐射干扰。
不同类型的信号分别由不同电缆传输,采用远离技术,信号电缆按传输信号种类分层敷设,相同类型的信号线采用双绞方式。
严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近平行敷设,增大电缆之间的夹角,以减少电磁干扰。
为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干扰,从干扰途径上阻隔干扰的侵入,要采用屏蔽电力电缆。
3、PLC控制器输入输出通道的抗干扰措施输入模块的滤波可以降低输入信号的线间的差模干扰。
为了降低输入信号与大地间的共模干扰,PLC控制器要良好接地。
输入端有感性负载时,对于交流输入信号,可在负载两端并接电容和电阻,对于直流输入信号可并接续流二极管。
为了抑制输入信号线间的寄生电容、与其他线间的寄生电容或耦合所产生的感应电动势,可采用RC 浪涌吸收器。
输出为交流感性负载,可在负载两端并联RC浪涌吸收器;若为直流负载,可并联续流二极管,也要尽可能靠近负载。
对于开关量输出的场合,可以采用浪涌吸收器或晶闸管输出模块。
关键软硬件设计策略提高PLC抵抗干扰能力
关键软硬件设计策略提高PLC抵抗干扰能力在现代工业自动化系统中,可编程逻辑控制器(PLC)扮演着至关重要的角色。
然而,由于工业环境的复杂性和干扰源的存在,PLC经常会受到电磁干扰的影响。
为了提高PLC的抵抗干扰能力,有一些关键的软硬件设计策略可以采用。
软件设计策略:1.合理的程序设计:在进行PLC程序设计时,应充分考虑干扰的可能源,并采取相应的措施。
例如,在输入信号处理过程中,可以增加滤波器或脉冲抑制电路来降低干扰信号的影响。
此外,为了减少噪音引起的误触发,应关注输入信号的稳定性并进行相应的滤波处理。
2.适当的信号接地:良好的信号接地是提高抗干扰能力的关键。
为了减少信号传输中的干扰幅度,可采用共模抑制技术,将信号引线与地线电位相对接地,以减小干扰信号对地返回的路径。
此外,还可以采用绑线或屏蔽等措施来降低信号干扰,增强系统的抗干扰能力。
3.合理的信号布线:对于PLC的输入输出线路布线,应避免与高功率设备或干扰源的信号线路交叉。
为了减少干扰信号的传播,可以采用分离布线方法,将高功率线路与信号线路分开布置。
此外,还可以利用屏蔽线缆或光纤通信来减少干扰的传输。
硬件设计策略:1.选择抗干扰能力强的硬件:在选用PLC设备时,应注重其抗干扰能力。
选用带有抗干扰滤波器的输入输出模块和专用的处理器模块,可以有效减小干扰信号对PLC的影响。
2.适当的隔离措施:通过使用隔离器件,如光耦、继电器等,可以隔离输入和输出信号,减少干扰信号的传导。
此外,可通过使用电磁屏蔽盒或金属屏蔽罩等措施,进一步提高PLC系统的抗干扰能力。
3.地线设计:良好的地线设计是降低干扰的关键。
首先,要确保地线接地的可靠性,以减少地线干扰。
其次,要采用单点接地的方式,减少接地电势差产生的干扰。
此外,还可以使用地线滤波器或隔离地线等方法来保持地线的纯净和稳定。
4.温度和湿度控制:恶劣的温度和湿度条件对PLC的工作可靠性和抗干扰能力有很大影响。
因此,在安装PLC设备时,应提供合适的散热措施和湿度控制,确保设备在适宜的环境温度和湿度下运行。
浅谈如何提高PLC控制抗干扰能力
浅谈如何提高PLC控制抗干扰能力摘要:多数工程现场维护工程师常常需要面对PLC控制系统的抗干扰问题的问题,本文这一问题,通过研究PLC 控制系统干扰因素,对如何进一步提高PLC 控制系统的抗干扰能力作出分析,以供广大同仁参考。
关键词:PLC 抗干扰能力措施所谓PLC(Programmable Logic Controller),是可编程逻辑控制器。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
作为一种工程类计算机控制系统,PLC运用现场工况一般较为复杂,干扰源是随时存在并且常常随着设备的数量的增减、位置的变动而不断变化。
PLC控制系统的抗干扰问题历来是大多数工程现场维护工程师常常需要面对的较为棘手的问题之一,这就需要我们的工作人员认真查找干扰产生的源头,以便采取有针对性的抗干扰措施,以便PLC抗干扰问题的妥善解决。
1、PLC控制系统干扰因素影响PLC控制系统的因素,大都出现在电流或电压剧烈变化的部位。
工业现场的干扰通常是以脉冲电磁波的形式进入系统,主要渠道有以下三种:空间电磁辐射干扰、供电系统干扰、通过与控制系统相连的通道影响系统的外界干扰。
1.1 空间电磁辐射干扰(1)由于PLC控制系统本身的IGBT等开关器件在工作时产生的高次谐波,以致于在输出线上形成较强的空间电磁辐射干扰,影响周围电器设备的正常工作。
另一方面是由雷达、电台、移动电话的电磁场,传导波的传导电流、电压所形成的干扰。
还有就是电感性干扰。
电源的交变磁场通过控制系统中的电感性元件耦合而形成的干扰。
(2)电源及供电系统干扰。
这是由于电源和传输线内阻的存在而产生的叠加干扰,系统运转时所用的电网会受到部分大电流冲击性负荷的影响。
电网内部开关操作产生的浪涌电压一起,再加上电器交直流传动装置引起的谐波和电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边,使得电网上谐波含量较大,对PLC 系统造成较大干扰。
工业自动化控制系统的抗干扰技术分析
工业自动化控制系统的抗干扰技术分析
工业自动化控制系统是指利用计算机和现代控制技术对工业生产过程进行全面、快速、准确的监控和控制,从而提高生产效率和质量的自动化系统。
工业控制系统受到外部干扰
的影响,如电磁干扰、噪声干扰、温度变化、震动等,这些干扰会导致控制系统正常运行
的困难,因此需要采取一些抗干扰的技术手段来保证系统的稳定性和可靠性。
一、电磁干扰抗干扰技术
1.屏蔽技术:利用屏蔽材料对关键部件进行屏蔽,以防止外界电磁干扰的进入。
对于
电缆等传输线路,采用屏蔽电缆进行布置。
2.滤波技术:通过滤波器对输入信号进行滤波处理,滤除高频噪声,以减小对控制器
的干扰。
3.接地技术:合理的系统接地可以减小电磁干扰的影响。
通过增加接地电阻、加强地
线连接等手段来提高系统的抗干扰能力。
1.信号调理技术:通过信号调理器对输入信号进行放大、滤波、去噪等处理,以提高
信号的质量和稳定性。
2.差分输入技术:对于传输线路较长的情况,可以采用差分输入的方式,以减小噪声
的干扰。
三、温度变化抗干扰技术
1.温度补偿技术:对于受温度影响较大的传感器和执行器,可以采用温度补偿技术,
通过对温度进行实时监测和补偿来提高系统的精度和稳定性。
2.热控技术:对于温度敏感的元件,可以采用热控技术来控制其工作温度,以提高系
统的稳定性和可靠性。
四、震动抗干扰技术
1.机械减振技术:通过在机械结构中加入减振装置来减小震动对系统的影响。
2.信号处理技术:对于受到震动干扰的信号,可以采用信号处理技术对其进行滤波和
修复,提高系统的稳定性。
增强PLC系统干扰抵抗能力的综合策略分析
增强PLC系统干扰抵抗能力的综合策略分析PLC(可编程逻辑控制器)是工业自动化领域中广泛应用的控制设备。
随着工业互联网的快速发展,PLC系统的网络化程度逐渐提高,但同时也面临着来自网络攻击的风险。
为了保障PLC系统的正常运行和数据安全,提高其干扰抵抗能力是至关重要的。
本文将就如何增强PLC系统干扰抵抗能力进行综合策略分析。
首先,完善PLC系统的安全防护措施是增强干扰抵抗能力的基础。
具体措施包括:1. 网络隔离:将PLC系统从公开网络中隔离出来,采取私有网络或虚拟专用网络(VPN)等手段,限制外部访问。
这可以有效降低网络攻击的可能性。
2. 强化密码措施:设置强密码,并定期更改密码。
密码应具备一定的复杂性,包括大小写字母、数字和特殊字符等,并避免使用常见密码。
3. 更新和维护安全补丁:及时安装PLC系统供应商发布的安全补丁,以修复系统存在的漏洞,防止被攻击者利用。
4. 多重身份验证:采用双因素或多因素身份验证机制,使得攻击者更难以突破系统安全防线。
5. 实施访问控制策略:通过访问控制列表(ACL)或基于角色的访问控制(RBAC)等手段,限制用户的访问权限,并对访问进行审计和监控。
其次,加强PLC系统的数据安全保护是提升干扰抵抗能力的重要措施。
以下是相关策略:1. 数据加密:对PLC系统中的敏感数据进行加密,防止未经授权访问和窃取。
采用对称加密算法、非对称加密算法等方式,确保数据传输的机密性和完整性。
2. 安全备份:定期备份PLC系统的数据,并将备份数据进行安全存储。
在系统遭受攻击或数据损坏时,可以及时恢复数据,避免业务中断。
3. 强化日志管理:开启系统日志和安全审计功能,将日志数据存储在安全的地方,以便后续检查系统的安全性和追踪攻击行为。
4. 攻击检测与响应:部署入侵检测系统(IDS)和入侵防御系统(IPS),实时监测PLC系统的网络流量和行为,及时发现和响应异常活动,并处置恶意攻击。
最后,加强人员培训与意识提升也是提高PLC系统干扰抵抗能力的重要环节:1. 培训人员:对PLC系统操作人员进行相关专业知识的培训,提高他们的安全意识和技能水平,使其能够娴熟运用系统安全控制措施。
PLC的抗干扰措施
提高PLC控制系统可靠性措施摘要:介绍了为提高PLC控制系统的可靠性,在电源、输入输出设备、接地、软件、冗余等方面的措施。
关键词:PLC;抗干扰;冗余PLC是专门为工业环境设计的控制设备,一般不需要采取什么特殊的措施,就可以直接在工业环境中使用。
但是,如果环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,都不能保证PLC的正常运行。
干扰可能使PLC接收到错误的信号,产生误动作,或使PLC内部的数据丢失,甚至会使系统失控。
因此,在系统设计时,应采取相应的可靠性措施,以消除或减小干扰的影响,保证系统的正常运行。
1、外部干扰的来源外部干扰主要来自以下几个方面:1)控制系统供电电源的波动,以及电源电压中产生的高次谐波;2)邻近的大容量电气设备,启动和关机时的电磁感应;3)其它设备或空中的强电场,通过分布电容的耦合,窜入到控制系统内部。
干扰的形式多种多样,但都是通过传导和辐射,这两种方式进入到控制系统,而对系统产生干扰的。
因此消除干扰的主要方法是,阻断干扰进入的途径,和提高PLC自身的抗干扰能力。
2、对电源的处理电源是干扰进入PLC的主要途径之一,电源干扰主要是供电线路的阻抗耦合产生的,各种大功率用电设备是主要的干扰源。
因此,有必要对PLC采用单独的供电回路,以避免其它设备的启停,对PLC的干扰。
如PLC的电源可以取自照明线路,因为照明线路上的干扰比动力线上的要小的多。
在干扰较强或对可靠性要求很高的场合,可以在PLC的交流电源输入端,加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器(如图1),隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰,提高抗高频干扰能力,屏蔽层应可靠地接地。
低通滤波器,可以吸收掉电源中的幅度大的脉动干扰。
图中的L1和L2用来抑制高频差模电压,L3和L4是用来消除50HZ 工频电流产生的共模干扰磁场。
C1和C2用来滤除共模干扰电压,C3用来滤除差模干扰电压。
R 是压敏电阻,其击穿电压,略高于电源正常工作时的最高电压,干扰电压被压敏电阻钳位,后者的端电压等于其击穿电压。
如何提高PLC的抗干扰能力
如何提高PLC的抗干扰能力1.使用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰在PLC控制系统中,电源具有很重要的地位。
电网干扰串入PLC 控制及系统主要通过PLC系统的供电电源(CPU电源、I/O电源)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接连接的电气仪表的供电电源等耦合进入的。
现在对于PLC系统的供电电源,一般采用隔离行比较好的电源,而对于变送器的供电电源和PLC系统有直接连接的电气仪表的供电电源,并没有受到足够的重视,虽然采取了隔离措施,但是这样还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经过电源耦合后串入差模干扰、共模干扰。
所以,对于变送器和共用信号仪表供电要选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽以及漏感技术)的配电器,来减少对PLC系统的干扰。
另外,为了保证电网馈点不中断,可以采用在线式不间断供电电源(UPS)给PLC系统供电,以保证提高供电的安全可靠性。
UPS具有很强的干扰隔离性能,做为PLC控制系统的供电电源非常理想。
2.电缆选择的铺设当动力电缆超过10A/400V或20A/220,如果要求与输入输出电缆并行放置时,那么在两者之间至少要相隔300mm。
如果必须将两者放在一个槽内时,两者之间要间隔100mm以上,而且一定要用接地的金属屏蔽起来。
不同类型的信号分别用不同的电缆进行传输,信号电缆要按传输信号的种类分层铺设,严禁使用同一电缆的不同导线同时进行传送动力电源和信号,避免信号线与动力线靠近平行铺设,以减少对PLC控制系统的电磁干扰。
3.采用正确的接地线接地的主要目的有两个,一是为了安全,二是为了抗干扰。
完善的接地是PLC系统抗干扰的重要措施之一。
系统接地的方式有浮地方式、直接接地方式和电容接地方式三种。
对于PLC控制系统来讲,它属于高速低电平控制装置,应该采用直接接地方式。
由于信号电缆分布受电容和输入装置滤波的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz,所以PLC系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。
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如何提高工控设备的抗干扰能力?
工控设备的核心问题,就是抗干扰能力,如果抗干扰能力不够高,那么,这个设备就是没有多大用处。
要提高工控设备的抗干扰能力,首先就是要学会正确的使用plc。
1.PLC的内核电源和输入输出接口电源应该独立。
绝大多数的用户,在设计系统电源时,只有一个电源,PLC的内核和接口都用这个电源。
懂得光耦原理的人就会发现,这种接法,会把光耦旁路掉,也就是说,光耦完全没有起到隔离的作用,整个PLC完全是在“裸奔”,没有任何的保护能力,非常危险的!正确的做法是多加一个电源,专门只给PLC内核供电。
输入输出接口可以共用一个电源。
2.PLC的输出口如果接到感性负载,例如电磁阀,继电器等有线圈的负载,需要在负载两端反向加一个吸收二极管。
具体的方法,可以到我们的网站查看产品的接线图。
如果没有这个反向二极管,在电磁阀或继电器断开的瞬间,会产生一个反向电动势。
这个反向电动势,和输出口的电源叠加在一起,会大大超过输出三极管(或场效应管)的电压承受极限,导致三极管击穿。
对于反向二极管的参数,只要是电流不小于继电器电流,耐压不低于接口电源电压就
行了,像1N4004,1N4007都没有任何问题。
另外,市场上的电磁阀,接线如果标有正负极的,就表示里面已经有了吸收电路,不用外接二极管了。
3.电源的选择。
干扰信号都是高频信号。
比较典型的干扰信号源有变频器,可控硅调压电路。
现在市面上的电源大多是开关电源,体积小,效率也很高,但是,最大的缺点就是,高频干扰信号可以长驱直入。
而过去的老式电源,里面有个很大体积的变压器那种,体积大,效率低,但是对于高频干扰信号却可以很有效的抑制。
所以,在选择内核电源时,应该选择老式变压器电源。
如果找不到老式变压器电源,可以在开关电源前接一个1:1的隔离变压器,或在内核电源的输入端接共模线圈,用来阻隔高频干扰。
4.布局。
干扰有2个途径,一是导线传导,二是空间辐射传导。
以上的1和3就可以解决导线传导的干扰。
对付空间干扰,最有效的办法就是加屏蔽罩(千万不要以为加屏蔽罩是可有可无的)。
配电柜就是个很好的屏蔽罩。
但是,屏蔽罩对于来自内部的干扰却束手无策。
由于继电器甚至接触器一般也装配在在配电柜里面,继电器在断开的瞬间会产生一个高频干扰,这个干扰就会通过空间辐射,干扰PLC的工作。
这时
候,就要对配电柜内部的布局有一定的要求了。
PLC应该尽量远离继电器以及继电器控制的大电流电缆,以减少空间辐射干扰。
如果干扰仍然严重,可以考虑用锡纸把PLC包起来,相当于给PLC单独加一个屏蔽罩。
看了上面的内容,有些设备工程师,会有疑惑:“我都这样(没有按照上面的要求做)做了几十年了,也没有出现什么问题呀”?虽然设备在工作,但却不是最佳状态,属于“带病工作”。