4.2 電源部分的抗干擾設(shè)計(jì)
電源波動(dòng)造成的電壓畸變或毛刺，將對(duì)PLC及I／O模塊產(chǎn)生不良影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，PLC系統(tǒng)的干擾中有70％是從電源耦合進(jìn)來(lái)的。為了抑制干擾， PLC供電系統(tǒng)可采用如下方式，控制器和I/O系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電，并與主電路電源分開(kāi)。當(dāng)某一部分電源出了故障時(shí)，而不會(huì)影響其他部分，如輸入、輸出供電中斷時(shí)，控制器仍能繼續(xù)供電，提高了系統(tǒng)的可靠性。
4.3 輸入輸出信號(hào)的抗干擾設(shè)計(jì)
為了防止輸入、輸出信號(hào)受到干擾，應(yīng)選用絕緣型I/O模塊。
4.3.1 輸入信號(hào)的抗干擾設(shè)計(jì)
輸入信號(hào)的輸入線(xiàn)之間的差模干擾可以利用輸入模塊濾波來(lái)減小干擾，而輸入線(xiàn)與大地間的共模干擾可通過(guò)控制器的接地來(lái)抑制。在輸入端有感性負(fù)載時(shí)，為了防止電路信號(hào)突變而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的影響，可采用硬件的可靠性容錯(cuò)和容差設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于交流輸入信號(hào)，可在負(fù)載兩端并聯(lián)電容C和電阻R，對(duì)于直流輸入信號(hào)，可并接續(xù)流二極管D。一般負(fù)載容量在10VA以下時(shí)，應(yīng)選C為0.1μF，R為120 ，當(dāng)負(fù)載容量在10VA以上時(shí)，應(yīng)選C為0.47μF，R為47 。具體電路如圖2所示：
圖2 輸入信號(hào)的抗干擾設(shè)計(jì)
4.3.2 輸出電路的抗干擾設(shè)計(jì)
對(duì)于PLC系統(tǒng)為開(kāi)關(guān)量輸出，可有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式。具體選擇要根據(jù)負(fù)載要求來(lái)決定。若負(fù)載超過(guò)了PLC的輸出能力，應(yīng)外接繼電器或接觸器，才可正常工作。
PLC輸出端子若接有感性負(fù)載，輸出信號(hào)由OFF變?yōu)镺N或從ON變?yōu)镺FF時(shí)都會(huì)有某些電量的突變而可能產(chǎn)生干擾。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以保護(hù)PLC的輸出觸點(diǎn)，如圖3所示。對(duì)于直流負(fù)載，通常是在線(xiàn)圈兩端并聯(lián)續(xù)流二極管D，二極管應(yīng)盡可能靠近負(fù)載，二極管可為1A的管子。對(duì)于交流負(fù)載，應(yīng)在線(xiàn)圈兩端并聯(lián)RC吸收電路，根據(jù)負(fù)載容量，電容可取0.1μF～0.47μF，電阻可取47Ω～120Ω，且RC盡可能靠近負(fù)載。
4.4 外部配線(xiàn)的抗干擾設(shè)計(jì)
外部配線(xiàn)之間存在著互感和分布電容，進(jìn)行信號(hào)傳送時(shí)會(huì)產(chǎn)生竄擾。為了防止或減少外部配線(xiàn)的干擾，交流輸入、輸出信號(hào)與直流輸入、輸出信號(hào)應(yīng)分別使用各自的電纜。集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號(hào)線(xiàn)，要使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)要懸空，而在控制器側(cè)要接地。配線(xiàn)時(shí)在30米以下的短距離，直流和交流輸入、輸出信號(hào)線(xiàn)最好不要使用同一電纜，如果要走同一配線(xiàn)管時(shí)，輸入信號(hào)要使用屏蔽電纜。30米～300米距離的配線(xiàn)時(shí)，直流和交流輸入、輸出信號(hào)線(xiàn)要分別使用各自的電纜，并且輸入信號(hào)線(xiàn)一定要用屏蔽線(xiàn)。對(duì)于300米以上長(zhǎng)距離配線(xiàn)時(shí)，則可用中間繼電器轉(zhuǎn)換信號(hào)，或使用遠(yuǎn)程I/O通道。對(duì)于控制器的接地線(xiàn)要與電源線(xiàn)或動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)，輸入、輸出信號(hào)線(xiàn)要與高電壓、大電流的動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)配線(xiàn)。
4.5 軟件抗干擾設(shè)計(jì)
盡管硬件抗干擾可濾除大部分干擾信號(hào)，但因干擾信號(hào)產(chǎn)生的原因很復(fù)雜。且具有很大的隨機(jī)性，很難保證系統(tǒng)完全不受干擾。因此往往在硬件抗干擾措施的基礎(chǔ)上．采取軟件抗干擾技術(shù)加以補(bǔ)充，作為硬件措施的輔助手段。軟件抗干擾方法沒(méi)計(jì)簡(jiǎn)單、修改靈活、耗費(fèi)資源少，在PLC測(cè)控系統(tǒng)中同樣獲得了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于PLC測(cè)控裝置，其數(shù)據(jù)輸入、輸出、存儲(chǔ)等系統(tǒng)屬于弱電系統(tǒng)，如果工作環(huán)境中存在干擾，就有可能使數(shù)據(jù)受干擾而破壞，從而造成數(shù)據(jù)誤差、控制狀態(tài)失靈、程序狀態(tài)和某些器件的工作狀態(tài)被改變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)程序破壞。一般采用指令重復(fù)執(zhí)行和數(shù)字濾波兩種方法。
圖3 PLC輸出觸點(diǎn)的保護(hù)
4.5.1 指令重復(fù)執(zhí)行
指令重復(fù)執(zhí)行就是根據(jù)需要使作用相同的指令重復(fù)執(zhí)行多次，一般適用于開(kāi)關(guān)量或數(shù)字量輸入，輸出的抗干擾。在采集某些開(kāi)關(guān)量或數(shù)字量時(shí)，可重復(fù)采集多次，直到連續(xù)兩次或兩次以上的采集結(jié)果完全相同時(shí)才視為有效。若多次采集后，信號(hào)總是變化不定，可停止采集，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求的前提 ，如果在各次采集數(shù)守信號(hào)之間插入一段延時(shí)，數(shù)據(jù)的可靠性會(huì)更高。如果在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求不是很高的情況下，其指令重復(fù)周期盡可能長(zhǎng)些。
4.5.2 數(shù)字濾波
在某些信號(hào)的采集過(guò)程中，由于存在隨機(jī)干擾而可能使被測(cè)信號(hào)的隨機(jī)誤差加大。針對(duì)這種情況，可以采用數(shù)字濾波技術(shù)。該方法具有可靠性高和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中。此外，數(shù)字濾波的常用方法還有：程序判斷濾波法、中值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法等。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著PLC應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，加之系統(tǒng)惡劣的工作環(huán)境，它所要克服的干擾就會(huì)越來(lái)越多，盡管PLC本機(jī)的可靠度很高。但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，仍必須對(duì)環(huán)境作全面的分析，確定干擾的性質(zhì)，采取相應(yīng)的抗干擾措施，以保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。
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