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    淺析利用PLC組態軟件消除干擾的方法

    時間:2019-10-21 09:59?????? 來源: 領潔衛浴

      目前,各種類型的可編程序控制器PLC一般集中安裝在集控室或是生產現場,它們大都處在強 電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中.所以,要提高PLC控制系統的可靠性,一是需要PLC生產廠家提高PLC硬件的抗干擾能力,二是需要工程設計人員充分利用PLC組態軟件來消除干擾,這樣才能有效地增強系統的抗干擾的性能.

      PLC控制系統由于具有功能強、程序設計簡單、擴展性好、維護方便、可靠性高、能適應比較惡劣的工業環境的特點,因此在工業企業廣泛應用.但是由于工業環境條件惡劣,以及各種工業電磁,輻射干擾等,影響PLC控制系統的正常工作,因此必須重視PLC控制系統的抗干擾設計.

      為防止干擾,可以采用硬件和軟件相結合的抗干擾方法.防止硬件干擾的方法有:1采用性能優良的電源來抑制電網引入的干擾2電纜的選擇與鋪設來降低電磁干擾3完善接地系統4采用光電隔離來抑制輸入輸出電路引入的干擾等.而利用PLC軟件來減少干擾是PLC控制系統正常、穩定工作的重要環節.下面主要分析在生產實踐中應用的利用PLC組態軟件來減少干擾的方法:

      一、減少數字量輸入擾動的方法

      1、計數器法

      CON計數器

      NOT非門

      RS復位優先觸發器

      IN輸入

      OUT輸出

      N脈沖采樣個數

      注釋:當外部有信號輸入時,控制系統采集連續的N個脈沖使RS觸發器輸出為1,只有當外部輸入信號由1變成0時,RS觸發器的復位端為1,將RS觸發器的輸出復位成0。而當有瞬間干擾脈沖時,CON計數器將采集不到連續的N個脈沖,CON計數器無法輸出,這就起到了減少干擾的作用。(N一般情況下取2)

      優點:響應速度快,對周期性的瞬時干擾起到了一定的抑制作用。

      缺點:不能消除超過CON計數器采樣時間的干擾。

      2、延遲輸入法

      IN輸入

      OUT輸出

      TIME(ET)延時時間

      TON延時輸出(其曲線如下圖)

      注釋:當輸入IN=1時,啟動計數器直到計時時間(PT)=延時時間,OUT=1。當計數器計時時間〈延時時間,OUT=0。延時時間最好取1S以內。

      優點:消除了短時的周期干擾。

      缺點:響應速度慢,不利于信號的快速傳輸。

      二、減少模擬量輸入擾動的方法

      1、限幅法

      MOVE移動保持指令(使能端EN=1,OUT=IN。EN=0,OUT保持前次值)

      GE大于等于指令(OUT=1,IFIN1IN2)

      LE小于等于指令(OUT=1,IFIN1IN2)

      HL上限設定值

      LL下限設定值

      注釋:當模擬量輸入信號在HL和LL之間時,OUT=IN。當IN-AI信號超出或等于HL或LL時,GE或LE判斷IN-AI信號,使OUT1或OUT2輸出1去封鎖MOVE,從而保持MOVE的輸出為HL或LL的設定值。也就起到了限幅的作用。

      優點:能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾。

      缺點:平滑度差。

      2、延遲濾波限幅法

      MOVE移動保持指令(使能端EN=1,OUT=IN。EN=0,OUT保持前次值)

      GE大于等于指令(OUT=1,IFIN1IN2)

      LE小于等于指令(OUT=1,IFIN1IN2)

      HL上限設定值

      LL下限設定值

      LG延遲濾波指令(其曲線如下圖)

      TIME延遲濾波時間

      注釋:功能基本和限幅法相同,只是在輸入端增加了一個延遲濾波器,對輸入信號起到了延遲緩沖的濾波。

      優點:有效地抑制了周期性的脈沖干擾。平滑度比限幅法有所改善。

      缺點:信號響應速度減緩。

      3、延遲濾波比較法

      LG延遲濾波器

      SUB減法指令

      ABS絕對值指令

      GE大于等于指令

      HL最大偏差值

      TIME延遲濾波時間

      注釋:正常情況輸入信號IN-AI經過一階延遲濾波后直接輸出,OUT=IN-AI的值;當有突變信號時,輸入信號IN-AI經過一階延遲濾波后與含有突變信號的輸入信號IN-AI相減取絕對值(無論出現正偏差還是負偏差),與HL值比較,若大于等于HL的預設值,OUT1=1,將LG延遲濾波器切換成跟蹤狀態,此時OUT就保持了輸入信號IN-AI突變前的值。直到突變信號減弱,OUT1=0,OUT=IN-AI。

      優點:對周期性干擾具有良好的抑制作用。平滑度高。

      缺點:靈敏度取決于TIME延遲濾波時間的大小。

      4、積分消抖濾波法

      LG延遲濾波器

      SUB減法指令

      GE大于等于指令

      LE小于等于指令

      OR或門(自做的DFB功能塊)

      NOT非門

      TON延時輸出

      EOR異或門

      MOV移動保持指令

      PI比例積分調節器

      HL最大正向偏差值

      LL最大負向偏差值

      TIME延遲濾波時間

      TIME1延遲輸出時間

      TIME2延遲濾波時間

      注釋:參數設置:LG(TIME=1S),TON(TIME1=10S),LG1(TIME=30S),HL=0.2,LL=-0.2,PI(TI=10S,將P放開封鎖成為純積分調節器)

      一、小信號在變化幅度中變化時

      1、最終狀態:此時為穩態,輸入與輸出相近。OR輸出為0,NOT=1,TON時間已超出10S,EOR=0,MOV不保持,PI不積分,SUB=0,信號走PI的跟蹤回路,LG1濾波后輸出。正常的信號流向:INLGPI的跟蹤LG1(濾波30S)輸出

      2、小信號的暫態變化:(在TON=10S之前)OR=0,NOT=1,TON未到10S,EOR=1,MOV保持,PI積分作用,LG1未起作用,輸出跨越LG1(TIME=30S),直接到輸出端,此時為線性跟蹤濾波狀態。

      二、信號大幅度變化時(HL,LL)

      OR=1,NOT=0,TON不起作用,EOR=0,所以LG1(TIME=30S)不起作用,PI不起作用走跟蹤。正常的信號流向:INLGPI的跟蹤LG1的跟蹤輸出

      三、總結:

      1、小信號在10秒之內,經過LG(TIME=1S),PI的積分作用,跳過LG1(TIME=30S),直接輸出,實現輸入信號的濾波和跟蹤狀態。

      2、小信號在10秒之后,經過LG(TIME=1S),PI的跟蹤和LG1(TIME=30S)跟蹤輸入。

      3、大信號變化時,LG(TIME=1S)作用,LG1(TIME=30S)不起作用,此時為輸出快速跟蹤。

      優點:對于被測參數有較好的濾波效果,對周期性干擾具有良好的抑制作用,平滑度高。

      缺點:對于變化緩慢的輸入信號響應慢。

      結束語

      上述所分析的方法,均在生產實際中得到檢驗,取得了一定的效果,并隨著生產實際的需要和經驗的積累,不斷完善其對干擾的軟件處理方法。

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