6ES7521-1BH50-0AA0西門子PLC
SIMATIC S7-1500, 數(shù)字量輸入模塊 DI 16x24V DC BA,M-lesend; 16 通道,分成組,每組 16; 輸入延時 3.2ms; 輸入端類型 3 (IEC 61131): 前連接器(螺栓端子 或推拉式)單獨訂購
PLC自身具有較強的環(huán)境適應能力和抗干擾能力,但并不保證基于PLC設計的控制系統(tǒng)具有同樣的環(huán)境適應能力和抗干擾能力,這就需要設計者對具體的控制需求、干擾源特點和傳播途徑進行抗干擾設計。
干擾源及其傳播途徑
(1)干擾源及分類
干擾源又稱為噪聲。按產生噪聲的根源可將噪聲分為放電噪聲、高頻振蕩噪聲和浪涌噪聲:按傳導方式可將噪聲分為串模噪聲和共模噪聲。按噪聲信號的波形及性質可將噪聲分為持續(xù)正弦波噪聲、偶發(fā)脈沖波噪聲和脈沖序列噪聲3種。
(2)干擾源的傳播
干擾源的傳播又稱為耦合,主要有以下6種耦合方式:
①直接耦合方式,即干擾信號直接經過線路傳導到工作電路中。例如,干擾信號經過電源線進入PLC控制系統(tǒng)是常見的直接耦合現(xiàn)象。
②公共阻抗耦合方式,即是噪聲源與信號源具有公共阻抗時的傳導耦合。
③電容耦合方式,則是電位變化在干擾源與干擾對象之間引起的靜電感應,如組件之間、導線之間、導線與組件之間存在的分布電容所引起的噪聲傳導通路。
④電磁感應耦合方式,即交變電流在載流導體周圍產生磁場,會對周圍的閉合電路產生感應電動勢。
⑤輻射耦合方式,即當高頻電流流過導體時,在該導體周圍便產生高頻交變的電力線或磁力線,從而形成電磁波。
⑥漏電耦合方式,即當相鄰的組件或導線之間的絕緣阻抗降低時,有些信號便經過絕緣電阻耦合到邏輯組件的輸入端形成干擾。
無論何種干擾源,一般是通過傳導和直接輻射兩種途徑進入PLC控制系統(tǒng)中的。例如,通過容性耦合或感性耦合把電磁場干擾直接輻射到PLC控制系統(tǒng)中,通過輸入/輸出信號線、電源線和地線,再把干擾傳導到PLC控制系統(tǒng)中。
抗干擾措施
(1)串模干擾的抑制措施
若串模干擾頻率比被測信號頻率高,則采用低通濾波器來抑制高頻串模干擾。如果串模干擾頻率比被測頻率低,則采用高通濾波器來抑制低頻率串模干擾。如果干擾頻率處于被測信號頻譜的兩側,則使用帶通濾波器較為適宜。當尖峰型串模干擾成為主要干擾源,系統(tǒng)對采樣速率要求不高時,使用雙斜率積分式模/數(shù)轉換器可削弱串模干擾的影響。在電磁感應成為串模干擾的主要干擾源的情況下,對被測信號應盡可能早地進行前置放大,或盡可能早地完成模/數(shù)轉換,或采用隔離和屏蔽等措施。如果串模干擾的變化速度與被測信號相當,則應產生串模干擾的根源,并在軟件中使用復合數(shù)字濾波技術。
(2)共模干擾的抑制措施
共模干擾的抑制可采用變壓器或光電耦合器把各種模擬信號與數(shù)字信號隔離開來,也就是把“模擬地”與“數(shù)字地”斷開。也可采用浮空輸入和屏蔽放大器來抑制共模干擾。使用差分輸入前置放大器、儀表放大器、精密線性穩(wěn)壓電源等也有利于提高共模抑制比。對于PLC系統(tǒng)處理模擬量時,選用隔離型模擬量輸入模塊和差動輸入方式,一般可以抑制共模干擾。
(3)電源回路的抗干擾措施
如果PLC有模擬量信號,可選用高穩(wěn)定性、低紋波的線性電源為模擬量模塊供電。配置隔離變壓器、電源濾波器也可降低電源回路的干擾。大多數(shù)PLC系統(tǒng)和電機設備并存將電機電纜和信號線分開敷設和穿管,可減小動力電源回路對信號回路的干擾。
(4)信號的長距離傳送
對于開關量信號,如果觸點信號距離PLC系統(tǒng)較遠,應使用有源傳送,并用AC220V 或DC48V驅動輸入從動繼電器。對于模擬量信號,應使用雙絞屏蔽線傳送4~20mA電流信號或以現(xiàn)場總線方式進行傳送。
(5)軟件措施
對于開關量信號,使用定時器進行延時濾波,確保輸入信號的有效性和跳變的有效性;對于模擬量信號,可加長模塊提供的濾波時間常數(shù)或設計相應的數(shù)字濾波程序。
詞條
詞條說明
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