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中多方配合,有效增強系統(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、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行保護。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

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。(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電位分布不均,不同接地點間存在地電位差,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入的?，F(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)在軟件方面進行抗干擾處理,進一步提高系統(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;定時校正參考點電位,并采用動態(tài)零點,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前值。但并不是通常的每采樣一(下轉(zhuǎn)第439頁PLC系統(tǒng)的抗干擾及措施陳琦(襄樊職業(yè)技術(shù)學院

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?！娟P(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)當對證券投資業(yè)務(wù)建立嚴格的崗位責任制,明確相關(guān)機構(gòu)和崗位的職責、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。嚴禁同一部門或個人辦理風險投資業(yè)務(wù)的全過程,嚴禁未經(jīng)授權(quán)的機構(gòu)或人員辦理風險投資業(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

11、險投資業(yè)務(wù)決策機制。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)當嚴格按照內(nèi)部控制程序進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)決策責任追究制度。建立風險投資預(yù)警機制。企業(yè)應(yīng)當按照證券投資業(yè)務(wù)的性質(zhì)和特點嚴格制定管理規(guī)章、操作流程,對證券投資業(yè)務(wù)加強跟蹤監(jiān)控,明確揭示不同業(yè)務(wù)可能存在的風險點并制定風險投資損失應(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)當明確審批人的授權(quán)審批方式、權(quán)限、程序、責任和相

12、關(guān)控制措施,規(guī)定各環(huán)節(jié)經(jīng)辦人員的職責范圍和工作要求,嚴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、風險評價情況、內(nèi)控管理情況等定期向企業(yè)風險控制委員會報告。建立證券投資風險損失責任追究制度。應(yīng)當建立嚴格的證券投資風險損失責任追究制度和可追溯的領(lǐng)導(dǎo)決策責任追究制度。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、資金運用、賬務(wù)處理、會計核算及止虧平衡點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)定計提減值準備,客觀、真實地反映企業(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)當事先辦理公證等相關(guān)法律手續(xù),確保風險投資業(yè)務(wù)規(guī)范運行。投資業(yè)務(wù)記錄的控制?；谕顿Y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)立證券投資明細登記簿,定期或不定期地進行對賬,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)的真實價值,向報表使用者提供不實的會計信息。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建立證券投資風險控制監(jiān)督檢查制度企業(yè)應(yīng)當根據(jù)有關(guān)要求,建立健全企業(yè)內(nèi)部證券投資風險控制的監(jiān)督檢查機制。企業(yè)監(jiān)事會、內(nèi)審等內(nèi)部監(jiān)督機構(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,確保風險控制機制的貫徹實施。對證券投資內(nèi)部控制上存在的缺陷提出改進建議,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)部機構(gòu)和人員提出處理意見。3.結(jié)論企業(yè)證券投資風險管理成功

16、的重要標志是企業(yè)有效控制證券投資風險,具備較強的風險應(yīng)變能力和有效的風險控制力。企業(yè)內(nèi)部控制本著“謹慎決策、規(guī)范操作、規(guī)避風險、注重實效”的方針,對證券投資業(yè)務(wù)進行嚴格控制和規(guī)范管理,建立適合本企業(yè)業(yè)務(wù)特點和管理要求的內(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,從而使證券投資風險控制在企業(yè)預(yù)期的范圍之內(nèi)。【參考文獻】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,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)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式,各裝置的柜體中心接地點以單獨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,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 遠處(或與控制器間不大于50m,而且PLC系統(tǒng)接地點必須與強電設(shè)備接地點相距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)牢固連接并進行絕緣處理,一定要避免多點接地;多個測點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?shù)慕拥靥巻吸c接點。3.結(jié)束語以上的措施,經(jīng)若干PLC控制系統(tǒng)現(xiàn)場實際運行表明,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