javascript:if(this.width>580)this.width=580">由圖可知，系統(tǒng)中只有5%的故障發(fā)生在PLC內(nèi)部，說明PLC的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部設(shè)備，提高系統(tǒng)可靠性的重點應(yīng)放在外部設(shè)備方面。因此筆者從硬件和軟件兩方面考慮，對外部設(shè)備綜合運(yùn)用以下幾種抗干擾措施，在實際運(yùn)行中收到了良好效果。
2 抗干擾措施分析
（一）硬件措施
1.信號隔離
目前在電廠輸煤程控系統(tǒng)中，現(xiàn)場設(shè)備與I/O模塊之間的開關(guān)量信號是否需經(jīng)繼電器隔離，一直是設(shè)計中爭論的焦點。有觀點認(rèn)為不需經(jīng)繼電器隔離，可將現(xiàn)場信號直接送到I/O模塊，理由是I/O模塊本身具有一定抗干擾能力，模塊內(nèi)的光電隔離器使信號在其內(nèi)部、外部電路上完全隔離，再加上阻容濾波電路，便可有效防止干擾的侵入。同時，由于省去了中間繼電器，系統(tǒng)接線簡化，系統(tǒng)故障點也隨之減少。筆者通過對輸煤系統(tǒng)外部環(huán)境、PLC裝置內(nèi)部電路的分析以及實地運(yùn)用考察，認(rèn)為憫管PLC自身有良好的抗干擾性能，但用于輸煤控制時采用繼電器隔離仍十分必要，理由如下：
1）現(xiàn)場設(shè)備至PLC輸入模塊間的信號電纜較長，阻抗較大，電纜間的分布式電容充放電效應(yīng)使信號電纜上產(chǎn)生干擾信號，加之輸入模塊的輸入陰抗大（內(nèi)阻約2.5K歐）動作功率?。ㄐ∮?.5W）因此輸煤系統(tǒng)中干擾信號易使輸入模塊誤動作。采用繼電器隔離后，繼電器動作功率較大（大于1W）而現(xiàn)場干擾信號僅有足夠的電壓而沒有足夠的電流，難以使繼電器動作，從而有效解決了輸入回路的抗干擾問題。
2）繼電器與PLC輸入模塊相比，耐過電壓、地電流沖擊的能力較強(qiáng)，可避免引入過壓、過流信號而損壞PLC模塊。迄今為為止，國內(nèi)已有多個電廠輸煤程控系統(tǒng)在運(yùn)行和調(diào)試過程中有過這方面的教訓(xùn)。對于輸出模塊，采用繼電器隔離增加了輸出接點容量，可將繼電器接點方便地接入設(shè)備控制回路中。
3）現(xiàn)場I/O信號經(jīng)繼電器隔離，與PLC系統(tǒng)本體在電路上分開，切斷干擾噪聲的通道，避免形成接地環(huán)路引入的電位差。同時使控制室內(nèi)、外自成系統(tǒng)，便于高度和維護(hù)。
4）程控系統(tǒng)增加大量繼電器是否會相應(yīng)增加工程投資，答案是否定的。采用繼電器隔離后，PLC與繼電器之間采用DC24V電源供電，繼電器與現(xiàn)場設(shè)備間采用AC220V供電，因此PLC系統(tǒng)可選用DC24V、32點I/O模塊；而不采用繼電器隔離，則需選用AC220V、16點I/O模塊?？梢娗罢呖晒?jié)省一半I/O模塊，對于信號繁多的電研制輸煤系統(tǒng)來說，其價值與增加的繼電器相當(dāng)，總投資并未增加。
2.接地屏蔽
在程控系統(tǒng)中，良好接地可消除各電路電流經(jīng)公共地線阻抗時產(chǎn)生的噪聲電壓，避免磁場及電位差的影響，使其形不成地環(huán)路。接地是抑制干擾使系統(tǒng)可靠工作的重要方法，和屏蔽結(jié)合起來使用即可解決大部分干擾問題。
在低頻電路中，布線和元件間的電感并不是大問題，而接地形成的環(huán)路干擾影響卻很大，因此通常采用單點接地的方式。PLC控制系統(tǒng)屬于低頻范疇（1MHZ以下），也應(yīng)遵循單點接地的原則。為防止不同類型地線之間的干擾，設(shè)計時應(yīng)將系統(tǒng)中的數(shù)字地、模擬地、屏蔽地分別相連，然后匯集到總的接地點，接入輸煤系統(tǒng)接地網(wǎng)。
在程控系統(tǒng)中，PLC模塊、電源設(shè)備、繼電器都放在控制柜內(nèi)，對電磁場的屏蔽較好。噪聲主要由傳輸導(dǎo)線引入，因此對導(dǎo)線采取屏蔽措施也十分必要。對I/O信號應(yīng)采用完全屏蔽的信號電纜，并且電纜的金屬屏蔽層也中一點接地。若接地點超過一個，接地點之間的電位差將產(chǎn)生噪聲電流，形成噪聲干擾源。。
3.電纜選擇與敷設(shè)
信號傳輸線之間的相互干擾主要來自導(dǎo)線間分布電容、電感引起的電磁耦合，防止干擾的有效方法首先是注意電纜的選擇，應(yīng)選用金屬鎧裝屏蔽型的控制、信號電纜，一方面減少了噪聲干擾，另一方面也培增強(qiáng)了電纜的機(jī)械強(qiáng)度；其次，電纜的敷設(shè)施工也是一基重要的工作，施工時應(yīng)注意將動力電纜和控制電纜分開，控制電纜中將強(qiáng)電電纜和弱電電纜分開。同時還要注意盡量把模擬量信號線開頭量信號線、直流信號線和交流信號線分開布線，以減少不同類型信號間的干擾。

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（二）軟件措施
在PLC控制系統(tǒng)中，除采用硬件措施提高系統(tǒng)的抗干擾能力外，筆者還利用其計算速度快的特點，充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢，以確保系統(tǒng)既不會因干擾而停止工作，又能滿足工程所要求的精度和速度。數(shù)字濾波和軟件容錯是達(dá)到這一目的的兩種經(jīng)濟(jì)、有效的方法
1.數(shù)字濾波
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，為此筆者采用了數(shù)字濾波方法?，F(xiàn)場模擬量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡x散的數(shù)字量信號，然后將形成的數(shù)據(jù)按時間序列存入PLC內(nèi)存，再利用數(shù)字濾波程序對其進(jìn)行處理，濾去噪聲部分獲得單純信號。其在控制系統(tǒng)中的地位如圖2所示：
筆者在程序設(shè)計時對設(shè)備工作電流、皮帶秤煤量、碎煤機(jī)溫度及振動、煤倉煤位等模擬量信號采取了平均值濾波的方法進(jìn)行預(yù)處理，對輸入信號用10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10次求一次平均值 ，而是每采樣一次與最近的9次歷史采樣值相加，即：
Yn=1/10Xi其中Yn為濾波值，Xi為采樣值
這種方法反映速度快，具有更好的實時性。輸入信號經(jīng)處理后用于信號顯示或回路調(diào)節(jié)，有效掏了噪聲干擾。
2.軟件容錯
由于輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，干擾信號較多，I/O領(lǐng)帶傳送距離也較長，常常會使傳送的信號有誤。為提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，使PLC在信號出錯的情況下能及時發(fā)現(xiàn)錯誤，并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作，由程序編制中還應(yīng)廣泛應(yīng)用軟件容錯技術(shù)。
1）在目前現(xiàn)場設(shè)備信號不完全可靠的情況下，對于非嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的故障信號，在程序中采取不同時間的延時判斷，以防止輸入接點抖動而產(chǎn)生“偽報警”。若延時后信號仍不消失，再執(zhí)行相應(yīng)動作。如皮帶的打滑、跑偏信號，本人結(jié)合實際情況，在程序中分別設(shè)定15s和2s的延時。
2）充分利用信號間的組合邏輯關(guān)系構(gòu)成條件判斷，使個別信號出現(xiàn)錯誤時，系統(tǒng)不會因錯誤判斷而影響其正常的邏輯功能 。如在程序編制中，皮帶的打滑跑偏及拉繩開頭等均于皮帶運(yùn)行信號串聯(lián)使用，即只有皮帶啟動后才能發(fā)揮作用。若單純使用故障信號則可能無法啟動皮帶。這種方法在現(xiàn)場調(diào)試時具有很大靈活性。
3）筒倉煤位傳感器在配煤過程有誤發(fā)信號的現(xiàn)象，程序設(shè)計時結(jié)合筒倉配煤的特點，采取定時配煤方式，并且只設(shè)置高、低煤位信號，取消超高、超低煤位信號，減少對傳感器的依賴性。
由于現(xiàn)場調(diào)試時系統(tǒng)硬件配置已經(jīng)確定，對其增加和修改都比較困難，而從軟件方面入手則無需 增加任何設(shè)備，根據(jù)具體情況采用不同的容錯技術(shù)，使用方便、靈活，可作為硬件容錯的補(bǔ)充，進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾能力。現(xiàn)場實際應(yīng)用表明，數(shù)字濾波和軟件容錯技術(shù)在程序設(shè)計中必不可少，且行之有效。
3 結(jié)論
以上幾種抗干擾措施是根據(jù)火電廠輸煤系統(tǒng)和PLC的應(yīng)用特點而提出，但對于其它場合的PLC程控系統(tǒng)也同樣具有推廣應(yīng)用價值?，F(xiàn)場實際運(yùn)行表明，綜合運(yùn)用上述抗干擾措施能夠基本消除現(xiàn)場干擾信號的影響，保證程控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。