PLC系統(tǒng)的抗干擾及措施

1、PLC英文全稱Programmable Logic Controller,中文全稱為可編程邏輯控制器,是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時,計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC作為一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的設(shè)備,盡管其制造廠采取了一些措施,但還會有許多外部因素對它產(chǎn)生干擾,造成程序誤變或運(yùn)算錯誤。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性,一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高抗干擾能力;另一方面,要求在工程設(shè)計、安裝施工和使用維護(hù)中多方配合,有效增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。1.PLC系統(tǒng)中干擾

2、分類及來源1.1干擾源分類影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源,即干擾源。干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲波形性質(zhì)不同劃分。其中:按噪聲產(chǎn)生的原因分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質(zhì)不同,分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等;按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。干擾類型不同,對電氣的影響不同。1.2PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及特點(diǎn)1.2.1來自空間的輻射干擾空間的輻射電磁場(EMI主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)

3、生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于輻射場內(nèi),就會受到輻射干擾,其影響主要通過兩條路徑:一是直接對PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾;二是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小,特別是頻率有關(guān),一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。1.2.2來自系統(tǒng)外引線的干擾主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。(1來自電源的干擾PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。PLC電源通常采用隔離電源,但其機(jī)

4、構(gòu)及制,絕對隔離是不可能的。(2工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在來自信號線引入的干擾與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變壓器供電電源或共用信號儀表的供電電源串人的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機(jī)。(3來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾接地是提

5、高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴(yán)重的干擾信號,使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地線、屏蔽地線、交流地線和保護(hù)地線等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地,就存在地電位差,有電流流過屏蔽層,當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時,地線電流將更大。此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場的作用下,屏蔽層內(nèi)會出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過屏蔽層與芯線

6、之間的耦合,干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布,影響PIE內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。1.2.3來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容,比較復(fù)雜,作為應(yīng)用部門是無法改變,可不必過多考慮,但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。2.PLC抗干擾措施2.1采用性能優(yōu)良的電源,抑制電網(wǎng)引入的干擾在PLC控制系統(tǒng)中,電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC 控制系統(tǒng)主

7、要通過PLC系統(tǒng)的供電電源(如CPU電源、I/O電源等、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。現(xiàn)在,對于PLC系統(tǒng)供電的電源,一般都采用隔離性能較好的電源,而對于變壓器供電的電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表供電電源,并沒受到足夠的重視,雖然采取了一定的隔離措施,但普遍還不夠。所以,對于變壓器和共用信號儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大(如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)的配電器,以減少對PLC系統(tǒng)的干擾。此外,為保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷,可采用在線式不間斷供電電源(UPS供電,以提高供電的安全可靠性。UPS具有較強(qiáng)的干擾隔離性能,是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。2.

8、2電纜的選擇和敷設(shè)為了減少動力電纜輻射電磁干擾,尤其是變頻裝置饋電電纜。在實(shí)際工程中,可采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜,有效降低動力線生產(chǎn)的電磁干擾。不同類型的信號分別由不同電纜傳輸,信號電纜應(yīng)按傳輸信號種類分層敷設(shè),嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時傳送動力電源和信號,避免信號線與動力電纜靠近平行敷設(shè),以減少電磁干擾。2.3硬件濾波及軟件抗干擾措施由于電磁干擾的復(fù)雜性,要根本消除干擾影響是不可能的,因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計和組態(tài)時,還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施:數(shù)字濾波和工頻整形采樣,可有效消除周期性干擾;定時校正參考點(diǎn)電位,并采用動態(tài)零點(diǎn),可有效防止電位

9、漂移;采用信息冗余技術(shù),設(shè)計相應(yīng)的軟件標(biāo)志位;采用間接跳轉(zhuǎn),設(shè)置軟件陷阱等提高軟件結(jié)構(gòu)的可靠性。信號在接入計算機(jī)前,在信號線與地間并接電容,以減少共模干擾;在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。對于較低信噪比的模擬量信號,常因現(xiàn)場瞬時干擾而產(chǎn)生較大波動,若僅用瞬時采樣值進(jìn)行控制計算會產(chǎn)生較大誤差,為此可采用數(shù)字濾波方法?，F(xiàn)場模擬量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變成離散的數(shù)字信號,然后將形成的數(shù)據(jù)按時間序列存人PLC內(nèi)存。再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理,濾去噪聲部分獲得單純信號,可對輸入信號用m次采樣值的平均值來代替當(dāng)前值。但并不是通常的每采樣一(下轉(zhuǎn)第439頁P(yáng)LC系統(tǒng)的抗干擾及措施陳琦(襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院

10、湖北襄樊441050【摘要】本文分析了電磁干擾及其對PLC控制系統(tǒng)干擾的機(jī)理,指出在工程應(yīng)用時必須綜合考慮控制系統(tǒng)的抗干擾性能,并提出了幾種有效的抗干擾措施。【關(guān)鍵詞】PLC;控制系統(tǒng);電磁干擾;接地408部審計部門及法律事務(wù)部門等組成。企業(yè)應(yīng)當(dāng)對證券投資業(yè)務(wù)建立嚴(yán)格的崗位責(zé)任制,明確相關(guān)機(jī)構(gòu)和崗位的職責(zé)、權(quán)限,決策、執(zhí)行、資金管理及財務(wù)部門不相容崗位應(yīng)相互分離、制約和監(jiān)督。嚴(yán)禁同一部門或個人辦理風(fēng)險投資業(yè)務(wù)的全過程,嚴(yán)禁未經(jīng)授權(quán)的機(jī)構(gòu)或人員辦理風(fēng)險投資業(yè)務(wù)。要求企業(yè)辦理證券投資業(yè)務(wù)的人員應(yīng)當(dāng)具備良好的職業(yè)道德,具有金融、投資、財務(wù)、法律等方面的專業(yè)知識。2.3.2證券投資決策控制建立規(guī)范的風(fēng)

11、險投資業(yè)務(wù)決策機(jī)制。對企業(yè)生存與發(fā)展產(chǎn)生重大影響(單項證券投資額占凈資產(chǎn)10%以上的證券投資業(yè)務(wù)活動,企業(yè)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照內(nèi)部控制程序進(jìn)行充分論證和可行性研究,經(jīng)企業(yè)董事會(或類似權(quán)力機(jī)構(gòu)集體討論,經(jīng)2/3以上成員同意并簽署決定,建立完備的會議紀(jì)錄,載明會議議題、參與人員的個人意見,簽字備查,形成可追溯的領(lǐng)導(dǎo)決策責(zé)任追究制度。建立風(fēng)險投資預(yù)警機(jī)制。企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照證券投資業(yè)務(wù)的性質(zhì)和特點(diǎn)嚴(yán)格制定管理規(guī)章、操作流程,對證券投資業(yè)務(wù)加強(qiáng)跟蹤監(jiān)控,明確揭示不同業(yè)務(wù)可能存在的風(fēng)險點(diǎn)并制定風(fēng)險投資損失應(yīng)對預(yù)案。建立規(guī)范的授權(quán)審批制度。對于企業(yè)的證券投資業(yè)務(wù)活動,應(yīng)當(dāng)明確審批人的授權(quán)審批方式、權(quán)限、程序、責(zé)任和相

12、關(guān)控制措施,規(guī)定各環(huán)節(jié)經(jīng)辦人員的職責(zé)范圍和工作要求,嚴(yán)格證券投資活動的授權(quán)審批程序。建立定期報告制度。證券投資業(yè)務(wù)經(jīng)辦部門應(yīng)定期將就投資規(guī)模、投資計劃、投資盈虧狀況、投資結(jié)果分析等基本情況、風(fēng)險評價情況、內(nèi)控管理情況等定期向企業(yè)風(fēng)險控制委員會報告。建立證券投資風(fēng)險損失責(zé)任追究制度。應(yīng)當(dāng)建立嚴(yán)格的證券投資風(fēng)險損失責(zé)任追究制度和可追溯的領(lǐng)導(dǎo)決策責(zé)任追究制度。2.3.3證券投資業(yè)務(wù)會計監(jiān)督和內(nèi)部審計審查控制對從事證券投資業(yè)務(wù)的資金規(guī)模、資金來源、資金運(yùn)用、賬務(wù)處理、會計核算及止虧平衡點(diǎn)等方面做出明確財務(wù)規(guī)定,業(yè)務(wù)規(guī)模不得超過企業(yè)的實(shí)際承受能力,不得占用借貸資金、財政資金從事投資業(yè)務(wù),嚴(yán)格按照國家財務(wù)

13、會計制度的有關(guān)規(guī)定計提減值準(zhǔn)備,客觀、真實(shí)地反映企業(yè)從事證券投資業(yè)務(wù)的損益情況。定期對股票賬戶和資金賬戶進(jìn)行監(jiān)控。禁止企業(yè)以個人名義開展證券投資業(yè)務(wù),如因特殊情況需要,應(yīng)當(dāng)事先辦理公證等相關(guān)法律手續(xù),確保風(fēng)險投資業(yè)務(wù)規(guī)范運(yùn)行。投資業(yè)務(wù)記錄的控制。基于投資分散化原理,一般企業(yè)的證券投資都呈多樣化,如股票、債券、國庫券、股權(quán)證明等,為及時總括地反映證券購人、處置、結(jié)存情況,在企業(yè)財務(wù)部門設(shè)置證券投資賬戶的基礎(chǔ)上,企業(yè)投資部門或其他相關(guān)部門還應(yīng)根據(jù)證券投資業(yè)務(wù)的種類、時間先后分別設(shè)立證券投資明細(xì)登記簿,定期或不定期地進(jìn)行對賬,確保證券投資業(yè)務(wù)記錄的正確性。證券投資轉(zhuǎn)讓的控制。由于各種有價證券可以在證

14、券交易所和其他各種場外市場自由買賣,證券持有人可以隨時委托證券經(jīng)紀(jì)人或交易商賣出證券。所以,為防止從事投資交易的直接人員利用職務(wù)便利私自買賣證券以謀取私利,確保企業(yè)對外投資資產(chǎn)安全、完整,對投資資產(chǎn)轉(zhuǎn)讓控制顯得尤為重要。證券投資資產(chǎn)的計價、反映的控制。由于證券資產(chǎn)的價值會受到各種因素的影響而經(jīng)常變動,在會計上如何對投資資產(chǎn)價值進(jìn)行計價和在會計報表上如何合理地反映其價值,企業(yè)就必須設(shè)置有關(guān)內(nèi)部控制制度來防止個別人員為了達(dá)到某種目的而不擇手段地故意歪曲對外投資資產(chǎn)的真實(shí)價值,向報表使用者提供不實(shí)的會計信息。投資收益合理揭示的控制。作為企業(yè)一部分所有權(quán)擁有者的股東,出于對自身利益的關(guān)心,自然要求企業(yè)

15、合理地揭示企業(yè)對外投資取得收益。另外,國家稅務(wù)部門也極為關(guān)注企業(yè)取得的投資收益。所以,企業(yè)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的內(nèi)部控制制度來合理地確定投資收益時間和投資收益計算方法,贏得投資人和國家稅務(wù)部門的信賴。2.4建立證券投資風(fēng)險控制監(jiān)督檢查制度企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)有關(guān)要求,建立健全企業(yè)內(nèi)部證券投資風(fēng)險控制的監(jiān)督檢查機(jī)制。企業(yè)監(jiān)事會、內(nèi)審等內(nèi)部監(jiān)督機(jī)構(gòu)應(yīng)定期開展證券投資業(yè)務(wù)管理與內(nèi)控制度執(zhí)行情況的監(jiān)督檢查,確保風(fēng)險控制機(jī)制的貫徹實(shí)施。對證券投資內(nèi)部控制上存在的缺陷提出改進(jìn)建議,對執(zhí)行證券投資內(nèi)部控制制度成效顯著的內(nèi)部機(jī)構(gòu)和人員提出表彰建議,對違反內(nèi)部控制制度的內(nèi)部機(jī)構(gòu)和人員提出處理意見。3.結(jié)論企業(yè)證券投資風(fēng)險管理成功

16、的重要標(biāo)志是企業(yè)有效控制證券投資風(fēng)險,具備較強(qiáng)的風(fēng)險應(yīng)變能力和有效的風(fēng)險控制力。企業(yè)內(nèi)部控制本著“謹(jǐn)慎決策、規(guī)范操作、規(guī)避風(fēng)險、注重實(shí)效”的方針,對證券投資業(yè)務(wù)進(jìn)行嚴(yán)格控制和規(guī)范管理,建立適合本企業(yè)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和管理要求的內(nèi)部控制制度,明確證券投資業(yè)務(wù)授權(quán)、決策、執(zhí)行、處置、資金管理、財務(wù)核算等環(huán)節(jié)的控制方法、措施和程序,確保證券投資業(yè)務(wù)全過程得到有效控制,從而使證券投資風(fēng)險控制在企業(yè)預(yù)期的范圍之內(nèi)。【參考文獻(xiàn)】1袁志明.對外投資內(nèi)部控制制度設(shè)計J.上海會計.2004(11.2財政部會計資格評價中心.財務(wù)管理M.北京:中國財經(jīng)經(jīng)濟(jì)出版社.2004.作者簡介:黃文榮,男,會計師。主要從事財務(wù)審計工作

17、,現(xiàn)任福建省121煤田地質(zhì)勘探隊審計科科長。責(zé)任編輯:楊清科(上接第408頁次求一次平均值,而是每采樣一次就與最近的m-1次歷史采樣值相加,此方法反應(yīng)速度快,具有很好的實(shí)時性,輸入信號經(jīng)過處理后用于信號顯示或回路調(diào)節(jié),有效地抑制了噪聲干擾。由于工業(yè)環(huán)境惡劣,干擾信號較多,I/O信號傳送距離較長,常常會使傳送的信號有誤。為提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,使PLC在信號出錯倩況下能及時發(fā)現(xiàn)錯誤,并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作,在程序編制中可采用軟件容錯技術(shù)。2.4正確選擇接地點(diǎn),完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個,其一為了安全,其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。系統(tǒng)接地方

18、式有:浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對PLC控制系統(tǒng)而言,它屬高速低電平控制裝置,應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響,裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz,所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式,各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大,應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。用一根大截面銅母線(或絕緣電纜連接各裝置柜體中心接地點(diǎn),然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22mm2的銅導(dǎo)線,總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2,接地極最好埋在距建筑物1015m 遠(yuǎn)處(或與控制器間不大于50m,而且PLC系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距l(xiāng)0m以上。信號源接地時,屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地;不接地時,應(yīng)在PLC側(cè)接地;信號線中間有接頭時,屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理,一定要避免多點(diǎn)接地;多個測點(diǎn)信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時,各屏蔽層應(yīng)相互連接好,并經(jīng)絕緣處理。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。3.結(jié)束語以上的措施,經(jīng)若干PLC控制系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行表明,能夠基本消除現(xiàn)場干擾信號的影響,保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個十分復(fù)雜的問題,因此在抗干擾設(shè)計中應(yīng)綜合考慮各方面的因素,合理有效地抑制抗干擾,對有