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刍议PLC 控制技术的优势及抗干扰措施的应用

2021-04-03肖萍

中国设备工程 2021年15期
关键词:抗干扰能力屏蔽控制技术

肖萍

(湖北国土资源职业学院,湖北 武汉 430090)

在电气自动化系统中应用PLC 的优势非常明显,并且维护工作也十分便捷,有着较高的适用性,还能够提升系统运行的可靠性,因此在电气自动化方面应用较为普遍。另一方面,PLC 技术能够使生产结构得到进一步改善,进而提高生产效率,减少成本,因此,提高PLC 技术的应用效果,能够使其得到最大程度的应用。

1 PLC 技术的特点

PLC 技术的稳定性与可靠性相对较强,在复杂的工作环境中也能很好地进行工作。其次,PLC 的系统功能十分完善,适应能力也很强,能够与工业生产进行有效结合,即使在复杂的工业环境中也能得到很好的应用,其中,扩展系统功能、改变控制程序、简化管理程序发挥着十分关键的作用。最后,PLC 技术应用的编程方式十分的直观且清晰,工作人员在很短的时间就能够掌握PLC 技术的操作方式。同时,软件慢慢取代了继电器,使接线的工作量得到了进一步降低,而且也无须注意节点的变位问题,如果有需要修改的程序,在硬件或软件上进行修改即可。软件的损耗低、重量轻、抗干扰能力强,就算工作人员的计算机知识水平较低,也能够进行常规操作。

2 PLC 控制技术的优势

2.1 反应速度快

PLC 控制技术属于一项新型技术,虽然尚在起步阶段,但是已经充分地发挥了其优势,PLC 控制系统的内部结构主要是继电器,结合传统技术将内部的部分连接导线去除,使其变得更加便捷。与传统继电器相比,PLC 技术能够更加迅速地对实施运行指令,同时迅速完成需要处理的信息并进行整合,以此提升工作效率。

2.2 安全性及可靠性强

高可靠性是工业设备安全有效运行的必要因素,它对于设备整体的使用寿命以及工厂的生产效率具有重要影响。由于PLC 内部采用了大规模的集成电路,并且电路加工过程中采用了严格工艺,使得其抗干扰能力大大提高,具有很高的可靠性与安全性。与传统的继电器控制系统相比,PLC 控制系统解决了线路接触不良的问题,整体的设计中保持了简单可靠的设计方式,通过较少的输入与输出来满足工业控制需求,这种方式大大提高了其可靠性。

2.3 具有较高的性价比

首先,PLC 体积较小,占用的场地面积较小,因此,所投入的辅助配套设施较少。此外,PLC 具有较好的可靠性与抗干扰能力,因此,能够降低企业停工以及维修所带来的损失,并且PLC 结构简单,后期维护等简单方,便降低了维护成本。此外,其功能强大,适配性强,对于不再使用的PLC 控制系统可以移植到其他设备上,复用性较强,能够带来附加价值。

2.4 抗干扰能力强

因PLC 技术具备大规模的集成电路,抗干扰性和可靠性也非常强。同时,PLC 技术也具备了严格的生产与制造工艺,能够帮助企业生产出质量更好的产品。由于其内部电路中配备的抗干扰技术非常强大,因此,PLC 控制技术也能够有效地减弱外部信息的干扰。最重要的是,PLC 控制技术还可以自动对故障设备进行诊断,当检测出设备发生故障时,就会及时发出警报,工作人员就能够及时进行处理。

2.5 操作性高

PLC 技术的主要优势就是操作性相对较高,不仅可以支持语言互译类的程序管理,还可以让用户在使用过程中掌握正确的操作方式,进而使用户掌握语言结构与操作模式,保障程序的应用效果。并且PLC 技术有着自动翻译功能,让用户的后期使用得到了进一步保障。因为PLC 能够对程序进行互译,所以在进行技术编程的过程中,可以通过集中简化系统的整体结构使程序处理难度降低,进而使工作效率得到进一步提升。在应用PLC 技术时,需要依据国际统一标准通信,为具有差异化的厂家在PLC 技术更换中提供保障,进而使处理效率与实践水平得到了提高。

3 PLC 控制系统中的干扰因素

3.1 电源的干扰

PLC 系统的稳定性和可靠性,会受到频率以及电网的干扰,怎样才能对电源系统的干扰进行有效的抑制,是确保PLC 系统稳定运行的关键,也是开展抗干扰性能非常重要的一个环节。随着变频器的不断应用,供电电源及回路中易产生高次谐波,对电源质量造成影响,从而引起PLC 的电源波动,给PLC 系统引入干扰。在实际应用中空压站空压机上的PLC系统电源主要是由电网进行供电,而空压站建设的位置大多数处在高压变电所旁边,空压机在进行试运行的时候,常常会由于电网波动发生跳机的情况,经过相关的检查后,没有发现问题,但如果重启PLC 系统,故障就会自己消除。出现这一现象的主要原因,就是因为电源波动对PLC 控制系统造成了干扰,从而引起故障的发生。

3.2 信号干扰

PLC 不仅控制柜里有各种线路,在外还要与各种设备相连,这些相连的信号线,都能够传输信息,但是不一定都是有用的,一定会有外部信号的侵入,这是没有办法可以避免的,对于这样的情况,常见的是用共用信号仪表的电源干扰电网,或者是电磁辐射对它的干扰,引入这些干扰会使1/0信号工作异常,也会造成测量精度的下降,更甚者会损伤元器件,这也是不可逆的后果。

3.3 接地系统干扰

在PLC 控制系统中,因为接地点分布不是特别均匀,不同的接地点存在一定的地电位差,从而形成共模噪声,从而引发地环路电流,对系统的有序运行造成很大的影响。另外,大地、接地线以及屏蔽层都会产生闭合环路,因为磁场在不断地发生变化,屏蔽层内就会产生感应电流,通过芯线以及屏蔽层的祸藕合干扰信号回路。如果系统与其他接地处理混乱,地环流就可能在地线上产生不等电位分布,从而会影响整个系统的稳定性。

4 PLC 技术抗干扰措施的应用

4.1 选择性能优良、质量合格的电源

为了能够将PLC 控制系统的抗干扰能力得到提升,在选择设备电源的过程中,一定要选择性能、质量符合相关要求的电源产品。因此,一定要结合系统的实际运行要求进行选择。对于PLC 控制系统来说,对于信号运输环境的要求相对较低,对电压要求也不高的情况下,就能够选择单项工频交流电源。一旦有着较高的要求,就要对电源的选择予以重视。除此之外,在选择了普通电源设备后,还要进行相应的处理,应当通过隔离变压器来降低电源对信号的干扰,以此确保PLC 系统的稳定运行。

4.2 外部配线设计

对于PLC 控制系统来说,外界配线设计质量是非常重要的,尤其是远程输送信号,非常容易造成由于数据信息产生偏差而出现的系统失控情况。针对这种问题,为了确保系统的稳定运行,一定要借助一端接地方式连接的双股绞合线来消除周围磁场的干扰。随后通过在屏蔽线上叠加负载电流和地环电流,使出现的磁场干扰相互抵消。比如,在进行I/O布线的过程中,为了使抗高频干扰的效果得到进一步提升,就应当对输入、输出信号线、直流、交流线、控制线、模拟量信号向、动力线以及PLC 电源线进行分开布设,结合屏蔽电缆进行传输信号的模拟,再加上双股绞合线对PLC 控制系统、I/O 信号与变压器的隔离,一旦信号的传输速度大于300m,就要借助中间继电器转换I/O 传输通道的信号,在数字信号线的屏蔽层并联电位均衡线,让屏蔽层两端接地,阻隔外界传输通道的干扰。

4.3 慎重选择接地位置

对于PLC 控制系统来说,在选择接地位置及接地方式的过程中,一定要充分考虑,需要结合PLC 控制系统的实际要求来选择。一旦PLC 控制系统的接地地点相对集中,就要采取并联一点的接地方法;反之,需要通过串联一点的方法。另一方面,如果PLC 控制系统的信号源状态为接地,屏蔽层就一定要在信号侧接地;反之,就需要在PLC 测接地,这样就能够防止PLC 控制系统受到接地系统的干扰,确保系统的稳定运行。

5 结语

综上所述,随着国家综合实力的增长,各个行业得到了飞速的发展,PLC 控制系统在各领域中的作用越来越重要。随着PLC 控制系统精密度的提升,干扰因素也变得多样化,所以对PLC 控制系统的抗干扰能力进行优化,是当下非常热门的研究课题,只有确保有强大的抗干扰能力,才能确保设备的稳定有序的运行。

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