PLC模拟量干扰
来源: | 作者:zhonghaide | 发布时间: 2019-07-11 | 67 次浏览 | 分享到:
  • 关键词: PLC 模拟量干扰
  • 摘要:随着科技的进步,中国智造2025的提出使工厂企业纷纷转型智能制造。在生产运行中稳定、可靠、安全是至关重要的。PLC以其运算速度快、功耗小、性价比高等优点,迅速扩大自己的市场。PLC有的安装在控制室内,有的直接安装在现场的设备中。设备周围有很强的电路及其他的设备,比如变频器,如此恶劣的电磁环境给PLC稳定性及工程师预防都会造成极大的干扰。因此了解和预防干扰是有必要的,在此以最常遇见的模拟量波动为例。


1.前言

随着科技的进步,中国智造2025的提出使工厂企业纷纷转型智能制造。在生产运行中稳定、可靠、安全是至关重要的。PLC以其运算速度快、功耗小、性价比高等优点,迅速扩大自己的市场。PLC有的安装在控制室内,有的直接安装在现场的设备中。设备周围有很强的电路及其他的设备,比如变频器,如此恶劣的电磁环境给PLC稳定性及工程师预防都会造成极大的干扰。因此了解和预防干扰是有必要的,在此以最常遇见的模拟量波动为例。


2.为什么会有波动

   工业设备中影响PLC模拟量的情况有多种,例如:

   ①来自于设备或柜内强电干扰。

   ②布线、接地系统混乱产生干扰。

   ③来自信号线或电源线的干扰。

   ④PLC系统内部的干扰。


它们大多是产生电流或电压距离变化引起电荷剧烈移动产生了干扰。干扰可以分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是指干扰电压在信号线及其回线幅度相同(参考电位一般为大地),干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路间流动(如图一)。差模干扰是指干扰电压在信号线与其回路(一般为信号的地线)之间,干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动(如图二)。在一般情况下,差模干扰幅度小、频率低,造成干扰不明显。共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。所以,解决共模干扰是消除干扰的关键。

 

图一                        


图二

3.为什么用屏蔽

在安装设备时经常把很多线路一起放在线槽中,这样虽然方便美观。但是在信号传输时会受到别的电缆产生的电磁场噪声源的影响。在远距离传输时更会受到不同设备的电磁干扰,如马达、电源线等,射频干扰如无线电、雷达等。解决这种问题最简单的方法就是使用屏蔽线。


屏蔽线(如图三)源于欧洲,在信号线外部使用金属网状编织层包裹起来的传输线,编织层一般为铜或镀锡铜,利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射功能。使用屏蔽层接地,外来的干扰信号可被该层导入大地,避免干扰信号进入内层导体干扰,同时也降低传输信号的损耗。屏蔽分为主动屏蔽和被动屏蔽,主动屏蔽是为了防止噪声源向往辐射;被动屏蔽是为了防止设备受到噪声源的干扰。plc模拟量上主要运用被动屏蔽。


                    图三


屏蔽线的屏蔽层需要接地。接地分为单端接地和双端接地,不能多点接地。多个的接地点会因为各接地的电压不同,形成电位差产生感应电流,反而产生干扰。双端接地主要用于高频,如编码器等。一般对于模拟量使用单端接地,即一端接地另一端悬空。


4.为什么用隔离

在平时的安装中很难把所有设备集中在一起,必不可免的要有长距离的安装。分割两地的设备和仪表之间的信号参考点存在电势差,因而形成了接地环路(如图四)造成信号的传输过程的失真。长距离的传输也不可避免的会有感性和容性的干扰。所以如何抑制公共接地、不明电磁对设备的干扰,是关键。

 

图四                          


图五


模拟信号隔离器,也叫做信号变送器(如图五)。具有隔离、信号转换、保护等作用。是工业中常用的方法。信号隔离器就是将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感元件隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前的原信号,同时对隔离后的信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地直接的绝对独立。有效的解决了接地环路和设备的连接时底线参考点不同所造成的问题,也可以有效的去除线路在正常传输过程中可能受到电磁干扰的问题。