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变电所PLC测控系统抗干扰设计

导读: 本文分别就变电所plc测控系统的硬件和软件提出抗干扰设计方案,有效地提高了测控系统的工作可靠性。

1  引言
             
  plc是专门为工业环境设计的控制装置,一般不采取什么特殊措施,可以直接在工业环境下使用。但在地铁等高可靠集中供电场所,供电系统中存在大功率电气设备,这些设备在开断、闭合时往往产生很强的干扰信号。干扰信号可以沿供电线路侵入plc系统、或者通过控制系统的前后向通道直接进入plc系统、或者以场的形式从空间辐射到cpu系统,严重影响着测控系统的可靠运行。本文分别就变电所plc测控系统的硬件和软件提出抗干扰设计方案,有效地提高了测控系统的工作可靠性。
           
2  plc硬件抗干扰
           
  2.1 电源侧
             
  抑制电源系统引入的干扰:电网的干扰、频率的波动,将直接影响plc系统的可靠性和稳定性。如何抑制电源系统的干扰是提高plc的抗干扰性能的主要环节。加装滤波、隔离、屏蔽、开关稳压电源系统。设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从电源线传导到系统中,为了抑制电网大容量设备起停引起电压的波动,保持供电电压的稳压,可采用开关稳压电源。分离供电系统:plc的控制器与i/o系统分别由各自的隔离变压器供电,并与主电源分开,这样当输入输出供电断电时,不会影响到控制器的供电。
           
  2.2 接地侧
             
  良好的接地是保证plc可靠工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相联,基本单元必须接地,如果选用扩展单元,其接地点与基本单元接地点接在一起。为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰,应给plc接以专用地线,接地线与动力设备(如电动机)的接地点应分开。另外接地电阻要小于10欧姆,接地线要粗,接地面积要大于2平方毫米,而且接地点最好靠近plc装置,其间的距离要小于50米,接地线应避开强电回路,若无法避开时,应垂直相交,缩短平行走线的长度。实践证明,接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段,良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。
           
  2.3 信号侧
             
  为了实现输入输出电路上的完全隔离,近年来在控制系统中光电耦合得到广泛应用,已称为防止干扰的最有效措施之一。光电耦合器具有以下特点:首先,由于是密封在一个管壳内,不会受到外界光的干扰;其次,由于靠光传送信号,切断了各部件电路之间地线的联系;第三,发光二极管动态电阻非常小,而干扰源的内阻一般很大,能够传送到光电耦合器输入输出的干扰信号就变得很小;第四,光电耦合器的传输比和晶体管的放大倍数相比,一般很小,远不如晶体管对干扰信号那么灵敏,而光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光。因此,即使在干扰电压幅值较高的情况下,由于没有足够的能量,仍不能使发光二极管发光,从而可以有效地抑制掉干扰信号。
             
  plc在硬件设计方面,首先对器件进行了严格的筛选和优化,而且在电路结构及工艺上采取了一些独特的方式。例如,在输入/输出电路中都采用了光电隔离措施,做到电浮空,既方便接地,又提高了抗干扰性能;各个i/o端口除采用了常规模拟滤波外,还加上数字滤波;内部采用了电磁屏蔽措施,防止辐射干扰;采用了较先进的电源电路,以防止由电源回路串入的干扰信号。

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责任编辑:siliver
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