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PLC模擬量輸入干擾的原因有哪些
PLC功能模塊
相信許多做自動化的朋友應(yīng)該都遇到過，現(xiàn)場模擬量信號收集不問題或許PLC動作不正常的現(xiàn)象，接地、屏蔽都做好了還是杯水車薪，對這些問題束手無策，今天和大家分享一些發(fā)生現(xiàn)場干擾的原因及處理辦法。
1、強電干擾
儀表信號、PLC控制信號都為弱電，易受強電干擾。所以要求在柜外布線時(在電纜溝、電纜橋架、穿管等敷設(shè)辦法)，將通訊線、信號線、控制線等弱電信號遠離強電，間距不得少于20CM。電纜溝多層時，要求弱電電纜敷設(shè)在強電電纜下方。
2、柜內(nèi)干擾
PLC不能和高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)，PLC的輸出選用中心繼電器完成對外部開關(guān)量信號的阻隔。假如現(xiàn)場條件約束，輸入信號不能和強電電纜有效的阻隔，可用小型繼電器來阻隔輸入端的開關(guān)量信號。當(dāng)然PLC來自控制柜內(nèi)的輸入信號和距控制柜不遠的輸入信號一般沒有必要用繼電器阻隔。在PLC接線時，模擬量輸入的模塊，負端盡量短接，消除干擾。

3、信號線的抗干擾
信號線的干擾主要是來自空間的電磁輻射，有差模干擾和共模干擾兩種。差模干擾是指疊加在丈量信號線上的干擾信號，這種干擾大多是頻率較高的交變信號，其來歷一般是耦合干擾。按捺常態(tài)干擾的辦法有：
在輸入回路接RC濾波器或雙T濾波器；盡量選用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器，因為這種積分器作業(yè)的特色，具有必定的消除高頻干擾的作用；將電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號再傳輸。
共模干擾是指信號線上共有的干擾信號，一般是由被測信號的接地端與控制系統(tǒng)的接地端存在必定的電位差引起的，這種干擾在兩條信號線上的周期、幅值基本相等情況下，選用上面的辦法無法消除或按捺。辦法如下：
選用雙差分輸入的差動放大器，這種放大器具有很高的共模按捺比；
輸入線選用絞合線，絞合線能降低共模干擾，其感應(yīng)相互抵消；
選用光電阻隔的辦法，能夠消除共模干擾；
運用屏蔽線，并單邊接地；
 
4、變頻器干擾
一是變頻器發(fā)動及運行過程中發(fā)生諧波對電網(wǎng)發(fā)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；
二是變頻器的輸出會發(fā)生較強的電磁輻射干擾，影響周邊設(shè)備的正常作業(yè)。
變頻器的干擾處理比較麻煩，一般有下面幾種：
A、 加阻隔變壓器。主要是針對來自電源的傳導(dǎo)干擾。能夠?qū)⒔^大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在阻隔變壓器之前。同時還兼有電源電壓變換的作用。
B、運用濾波器，濾波器分有源和無源兩種，一般選用無源濾波即會有作用。這些濾波器具有較強的抗干擾才能，還具有避免將設(shè)備自身的干擾傳導(dǎo)給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功用。
C、輸出電抗器，在變頻器到電動機之間添加溝通電抗器主要是削減變頻器輸出在能量傳輸過程中線路發(fā)生電磁輻射，影響其它設(shè)備正常作業(yè)。電抗器必須裝在距離變頻器近的地方。假如運用鎧裝電纜作為變頻器與電動機的連線時，可不運用這種辦法。但電纜的鎧要在變頻器端可靠接地，接地的鎧要原樣不動，不能鈕成繩或辨，不能用其它導(dǎo)線延長，變頻器側(cè)要接在變頻器的地線端子上，再將變頻器接地。
除了以上的這些原因和處理辦法，還有許多的現(xiàn)場處理辦法?？偨Y(jié)一下歸為以下幾點。設(shè)計思路清晰來避免干擾源的發(fā)生，動力線與信號線分開走，電柜內(nèi)部接好地線，PLC質(zhì)量要好抗干擾才能強，PLC模擬量盡量運用信號阻隔器或許模塊的信號負端要短接。

PLC，即可編程邏輯控制器，該產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換原理如下：
 
1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的體系，是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。
 
模擬信號經(jīng)帶限濾波，采樣保持電路，變?yōu)殡A梯形狀信號，然后經(jīng)過編碼器，使得階梯狀信號中的各個電平變?yōu)槎M制碼。
 
2、數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的體系，一般用低通濾波即能夠完成。數(shù)字信號*行解碼，即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電平，構(gòu)成階梯狀信號，然后進行低通濾波。
 
根據(jù)信號與體系的理論，數(shù)字階梯狀信號能夠看作抱負沖激采樣信號和矩形脈沖信號的卷積，那么由卷積定理，數(shù)字信號的頻譜就是沖激采樣信號的頻譜與矩形脈沖頻譜(即Sa函數(shù))的乘積。這樣，用Sa函數(shù)的倒數(shù)作為頻譜特性補償，由數(shù)字信號便可康復(fù)為采樣信號。由采樣定理，采樣信號的頻譜經(jīng)抱負低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。
 
一般完成時，不是直接依據(jù)這些原理，由于尖銳的采樣信號很難取得，因而，這兩次濾波(Sa函數(shù)和抱負低通)能夠合并(級聯(lián))，并且由于這各體系的濾波特性是物理不可完成的，所以在實在的體系中只能近似完成。

PLC的硬件組成部分都有哪些
PLC的硬件主要由*處理器(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計算機等外設(shè)連接。
 
對于整體式PLC，所有部件都裝在同一機殼內(nèi)；對于模塊式PLC，各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣?。無論是哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可根據(jù)用戶需要進行配置與組合。
 
盡管整體式與模塊式PLC的結(jié)構(gòu)不太一樣，但各部分的功能作用是相同的，下面對PLC主要組成各部分進行簡單介紹。
 
1、*處理單元(CPU)
 
同一般的微機一樣，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 隨機型不同而不同，常用有三類：通用微處理器(如Z80、8086、80286等)、單片微處理器(如8031、8096等)和位片式微處理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；大型PLC大多采用高速位片式微處理器。
 
目前，小型PLC為單CPU系統(tǒng)，而中、大型PLC則大多為雙CPU系統(tǒng)，甚至有些PLC中多達8 個CPU。對于雙CPU系統(tǒng)，一般一個為字處理器，一般采用8位或16位處理器；另一個為位處理器，采用由各廠家設(shè)計制造的芯片。字處理器為主處理器，用于執(zhí)行編程器接口功能，監(jiān)視內(nèi)部定時器，監(jiān)視掃描時間，處理字節(jié)指令以及對系統(tǒng)總線和位處理器進行控制等。位處理器為從處理器，主要用于處理位操作指令和實現(xiàn)PLC編程語言向機器語言的轉(zhuǎn)換。位處理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地滿足實時控制要求。
 
在PLC中CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進行工作，歸納起來主要有以下幾個方面：
 
1)接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。
 
2)診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。
 
3)通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄有器或數(shù)據(jù)寄存器中。
 
4)從存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過解釋后執(zhí)行。
 
5)根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，通過輸出單元實現(xiàn)輸出控制。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。
 
2、存儲器
 
存儲器主要有兩種：一種是可讀/寫操作的隨機存儲器RAM，另一種是只讀存儲器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。
 
系統(tǒng)程序是由PLC 的制造廠家編寫的，和PLC的硬件組成有關(guān)，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用管理、邏輯運算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能，提供PLC運行的平臺。系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能，而且在PLC使用過程中不會變動，所以是由制造廠家直接固化在只讀存儲器ROM、PROM或EPROM中，用戶不能訪問和修改。
 
用戶程序是隨PLC的控制對象而定的，由用戶根據(jù)對象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時不會丟失信息。為了防止干擾對RAM中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過運行正常，不需要改變，可將其固化在只讀存儲器EPROM中。現(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲器。
 
工作數(shù)據(jù)是PLC運行過程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。存放在RAM中，以適應(yīng)隨機存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲器中，設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等邏輯器件的存儲區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運行情況而確定的。根據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在掉電時用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時可保存數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域稱為保持數(shù)據(jù)區(qū)。
 
由于系統(tǒng)程序及工作數(shù)據(jù)與用戶無直接聯(lián)系，所以在PLC 產(chǎn)品樣本或使用手冊中所列存儲器的形式及容量是指用戶程序存儲器。當(dāng)PLC提供的用戶存儲器容量不夠用，許多PLC還提供有存儲器擴展功能。
 
3、輸入/輸出單元
 
輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。
 
由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O接口要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。I/O接口一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗*力。另外，I/O接口上通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護。
 
PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動能力的I/O接口，有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用。I/O接口的主要類型有：數(shù)字量(開關(guān)量)輸入、數(shù)字量(開關(guān)量)輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。
 
常用的開關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流輸入接口、交流輸入接口和交/直流輸入接口。
 
常用的開關(guān)量輸出接口按輸出開關(guān)器件不同有三種類型：是繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出。繼電器輸出接口可驅(qū)動交流或直流負載，但其響應(yīng)時間長，動作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應(yīng)速度快，動作頻率高，但前者只能用于驅(qū)動直流負載，后者只能用于交流負載。
 
PLC的I/O接口所能接受的輸入信號個數(shù)和輸出信號個數(shù)稱為PLC輸入/ 輸出(I/O)點數(shù)。I/O點數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。當(dāng)系統(tǒng)的I/O點數(shù)不夠時，可通過PLC的I/O擴展接口對系統(tǒng)進行擴展。
 
4、通信接口
 
PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機、其它PLC、計算機等設(shè)備實現(xiàn)通信。PLC與打印機連接，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打?。慌c監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來；與其它PLC連接，可組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)?？刂?。 與計算機連接，可組成多級分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合。
 
遠程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。
 
5、智能接口模塊
 
智能接口模塊是一獨立的計算機系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。它作為PLC系統(tǒng)的一個模塊，通過總線與PLC相連，進行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨立地進行工作。
 
PLC的智能接口模塊種類很多，如：高速計數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。

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