曲國(guó)權(quán)

（大連市輕工業(yè)學(xué)校,遼寧 大連 116000）

PLC控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)與應(yīng)用研究

曲國(guó)權(quán)

（大連市輕工業(yè)學(xué)校,遼寧 大連 116000）

本文中，筆者將從參加工作的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，總結(jié)國(guó)內(nèi)企業(yè)PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的工作原理、功能作用與應(yīng)用情況，為其他企業(yè)提供參考。

PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)；抗干擾技術(shù)；應(yīng)用研究

0 引言

PLC控制系統(tǒng)的全稱解釋為：可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)。為了排除不利干擾，確保PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)正常、穩(wěn)定發(fā)揮作用和效果，企業(yè)有關(guān)技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)選取恰當(dāng)?shù)姆栏蓴_技術(shù)，為PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)正常運(yùn)作提供一個(gè)良好的外部空間環(huán)境，保證企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)順利完成。

1 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)分析

PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)多為采用了電光隔離技術(shù)，并配置了獨(dú)立的電源，借助循環(huán)掃描接收輸入指令，并給出輸出反饋完成操作活動(dòng)，因而具備一定的防干擾能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。部分的PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)中，配備了內(nèi)部監(jiān)視設(shè)備，確保PLC控制系統(tǒng)得到持續(xù)、穩(wěn)定的供電保障。PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)的效用發(fā)揮，與其內(nèi)部硬件配置、軟件程序設(shè)計(jì)、電源穩(wěn)定性都有密切關(guān)系，因此為了提升PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定協(xié)調(diào)性，應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎選配控制系統(tǒng)的軟件程序和硬件配置。PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)在的設(shè)計(jì)之初，添加了自我監(jiān)控與修復(fù)功能——當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)到控制系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障、功能無(wú)法啟動(dòng)、不能響應(yīng)指令的時(shí)候，將發(fā)出故障報(bào)警信息，并自行完成或者依靠管理人員調(diào)整修復(fù)，從而確保了PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠。

1.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件抗干擾技術(shù)

硬件配置是確保PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)抗干擾性能的核心組成部分，因此有關(guān)企業(yè)技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)重視PLC控制系統(tǒng)的硬件選配是否科學(xué)、達(dá)標(biāo)，并對(duì)控制系統(tǒng)的硬件配置進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)其在電力、磁力等特殊作業(yè)環(huán)境中的抗干擾屬性。筆者認(rèn)為，在選擇并裝配PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)硬件設(shè)備的時(shí)候，尤其應(yīng)當(dāng)注重對(duì)硬件設(shè)備防干擾性能的測(cè)試，比照測(cè)試結(jié)果，判斷硬件設(shè)備的抗干擾能力是否合格，全面分析并掌握硬件設(shè)備的各項(xiàng)屬性和運(yùn)行情況；設(shè)定產(chǎn)生干擾的作業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的，并額測(cè)試硬件設(shè)備在其中的運(yùn)行穩(wěn)定性，分析、評(píng)估硬件設(shè)備的抗干擾屬性和抗干擾等級(jí)。

硬件配置過(guò)程中，管理人員還應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)對(duì)其在系統(tǒng)中工作運(yùn)行狀態(tài)、穩(wěn)定程度的數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果檢測(cè)。如果使用從國(guó)外引進(jìn)的硬件設(shè)備，則應(yīng)當(dāng)考慮到硬件設(shè)備的出廠電壓設(shè)定值是否與我國(guó)電壓存在差異，然后在根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)情況，模擬PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，測(cè)試各項(xiàng)功能并記錄、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，完成性能評(píng)測(cè)。

1.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件抗干擾技術(shù)

軟件應(yīng)用程序是PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要、根本保障，能夠排除不確定干擾因素對(duì)控制系統(tǒng)的消極影響，彌補(bǔ)硬件配置抗干擾性能的欠缺與不足，完善并提高PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)的整體抗干擾能力。軟件應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的優(yōu)化，能夠大幅度提升PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，優(yōu)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)裝置、計(jì)數(shù)裝置和其他電子零部件的協(xié)調(diào)運(yùn)作，將非正常的干擾源和干擾因素排除在外，維持控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。除此之外，軟件應(yīng)用程序還能夠設(shè)計(jì)出病毒防火墻、惡意程序阻止功能，監(jiān)控PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)非正常的外部程序運(yùn)行或者申請(qǐng)更改系統(tǒng)程序的時(shí)候，發(fā)出警報(bào)信號(hào)提醒操作人員，起到阻止干擾、排除危險(xiǎn)隱患的作用。軟件應(yīng)用程序還能夠觀測(cè)并記錄PLC控制系統(tǒng)的全部運(yùn)行數(shù)據(jù)和產(chǎn)生信息，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，排查其中是否存在運(yùn)行故障，起到安全保障的作用。

1.3 PLC控制系統(tǒng)的電源抗干擾技術(shù)

維持穩(wěn)定、持續(xù)的供電電源，是PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的首要前提條件。為了確保供電電源不發(fā)生輸送值不穩(wěn)、接入不良、變送器與電源不耦合等缺陷，應(yīng)當(dāng)對(duì)控制系統(tǒng)的電源情況進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)和監(jiān)控，避免因?yàn)殡娫磫?wèn)題造成控制系統(tǒng)的運(yùn)行故障。通常情況下，管理技術(shù)人員可以選擇獨(dú)立的、隔離的電源，同時(shí)注意獨(dú)立電源與控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否匹配，筆者建議安裝電源變壓器，起到穩(wěn)定電壓、排除風(fēng)險(xiǎn)的抗干擾作用。此外，PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)中還可以根據(jù)生產(chǎn)情況，安置濾波設(shè)備，將干擾電波排除在外，維護(hù)控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的安全。

2 PLC系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)應(yīng)用

應(yīng)用一：某廠一原料輸送裝置控制系統(tǒng)經(jīng)技術(shù)改造后，采用三菱FX系列PLC作為順序聯(lián)鎖控制。投運(yùn)后，出現(xiàn)無(wú)故跳停設(shè)備及啟停順序錯(cuò)誤。經(jīng)過(guò)認(rèn)真排查分析，發(fā)現(xiàn)多處問(wèn)題：因?yàn)閷儆诩几?，利用一部分原有控制電纜，部分輸人信號(hào)線沒(méi)有使用屏蔽線且其中一段在電纜橋架中與動(dòng)力電纜(其中包括大功率變頻裝置饋電電纜)平行敷設(shè)部分輸人、輸出信號(hào)使用的屏蔽電纜在輸人、輸出側(cè)和控制器側(cè)兩點(diǎn)接地，信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層未牢固連接等。上述問(wèn)題所引起的干擾造成PLC控制系統(tǒng)的不能止常運(yùn)行。后針對(duì)性地采取措施，重新敷設(shè)專用信號(hào)屏蔽電纜，在電纜橋架中敷設(shè)的部分采用穿鍍鋅管敷設(shè)，輸人、輸出信號(hào)使用的屏蔽電纜在輸控制器側(cè)單點(diǎn)接地，信號(hào)線中間接頭的屏蔽層牢固連接并進(jìn)行絕緣處理。整改后，系統(tǒng)運(yùn)行止常。

應(yīng)用二：在某裝置的液位控制系統(tǒng)中有一聯(lián)鎖控制(采用西門子55一135U)，當(dāng)液位低于10%時(shí)，將停加料反應(yīng)并關(guān)出口閥，但這段時(shí)間由于時(shí)常有干擾信號(hào)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤動(dòng)作而影響正常生產(chǎn)，因此有必要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情設(shè)定一個(gè)濾波時(shí)間，把干擾信號(hào)濾掉。經(jīng)過(guò)分析確定，在保證能夠及時(shí)動(dòng)作的前提下，采用兩秒的濾波時(shí)間，即持續(xù)兩秒的低液位信號(hào)，控制系統(tǒng)動(dòng)作，兩秒以內(nèi)的信號(hào)控制系統(tǒng)不動(dòng)作，這樣等于給系統(tǒng)一個(gè)合適的反應(yīng)靈敏度，既保證了出現(xiàn)低液位報(bào)警信號(hào)時(shí)控制系統(tǒng)及時(shí)動(dòng)作，又防止干擾假信號(hào)輸入造成系統(tǒng)誤動(dòng)作。

綜上所述，PLC可編程邏輯控制器控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)、組織管理具有重要現(xiàn)實(shí)意義，有關(guān)企業(yè)的技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)重視抗干擾技術(shù)的學(xué)習(xí)與研究，全面評(píng)估企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的各項(xiàng)干擾因素，從硬件配置、軟件程序設(shè)計(jì)、電源管理等方面，加強(qiáng)抗干擾技術(shù)管理，營(yíng)造正常、安全的生產(chǎn)空間。

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[2]裴成剛.PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的抗干擾措施[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2015(11).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.238