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(shuō)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(diǎn)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(duì)外部設(shè)備綜合運(yùn)用以下幾種抗干擾措施，在實(shí)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(hào)隔離
目前在電廠輸煤程控系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與I/O模塊之間的開(kāi)關(guān)量信號(hào)是否需經(jīng)繼電器隔離，一直是設(shè)計(jì)中爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。有觀點(diǎn)認(rèn)為不需經(jīng)繼電器隔離，可將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)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(hào)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(shí)，由于省去了中間繼電器，系統(tǒng)接線(xiàn)簡(jiǎn)化，系統(tǒng)故障點(diǎn)也隨之減少。筆者通過(guò)對(duì)輸煤系統(tǒng)外部環(huán)境、PLC裝置內(nèi)部電路的分析以及實(shí)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(shí)采用繼電器隔離仍十分必要，理由如下：
1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備至PLC輸入模塊間的信號(hào)電纜較長(zhǎng)，阻抗較大，電纜間的分布式電容充放電效應(yīng)使信號(hào)電纜上產(chǎn)生干擾信號(hào)，加之輸入模塊的輸入陰抗大（內(nèi)阻約2.5K歐）動(dòng)作功率?。ㄐ∮?.5W）因此輸煤系統(tǒng)中干擾信號(hào)易使輸入模塊誤動(dòng)作。采用繼電器隔離后，繼電器動(dòng)作功率較大（大于1W）而現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)僅有足夠的電壓而沒(méi)有足夠的電流，難以使繼電器動(dòng)作，從而有效解決了輸入回路的抗干擾問(wèn)題。
2）繼電器與PLC輸入模塊相比，耐過(guò)電壓、地電流沖擊的能力較強(qiáng)，可避免引入過(guò)壓、過(guò)流信號(hào)而損壞PLC模塊。迄今為為止，國(guó)內(nèi)已有多個(gè)電廠輸煤程控系統(tǒng)在運(yùn)行和調(diào)試過(guò)程中有過(guò)這方面的教訓(xùn)。對(duì)于輸出模塊，采用繼電器隔離增加了輸出接點(diǎn)容量，可將繼電器接點(diǎn)方便地接入設(shè)備控制回路中。
3）現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)經(jīng)繼電器隔離，與PLC系統(tǒng)本體在電路上分開(kāi)，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(shí)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(huì)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(chǎng)設(shè)備間采用AC220V供電，因此PLC系統(tǒng)可選用DC24V、32點(diǎn)I/O模塊；而不采用繼電器隔離，則需選用AC220V、16點(diǎn)I/O模塊?？梢?jiàn)前者可節(jié)省一半I/O模塊，對(duì)于信號(hào)繁多的電研制輸煤系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其價(jià)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(xiàn)阻抗時(shí)產(chǎn)生的噪聲電壓，避免磁場(chǎng)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(lái)使用即可解決大部分干擾問(wèn)題。
在低頻電路中，布線(xiàn)和元件間的電感并不是大問(wèn)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(diǎn)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(diǎn)接地的原則。為防止不同類(lèi)型地線(xiàn)之間的干擾，設(shè)計(jì)時(shí)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(diǎn)，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(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽較好。噪聲主要由傳輸導(dǎo)線(xiàn)引入，因此對(duì)導(dǎo)線(xiàn)采取屏蔽措施也十分必要。對(duì)I/O信號(hào)應(yīng)采用完全屏蔽的信號(hào)電纜，并且電纜的金屬屏蔽層也中一點(diǎn)接地。若接地點(diǎn)超過(guò)一個(gè)，接地點(diǎn)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(hào)傳輸線(xiàn)之間的相互干擾主要來(lái)自導(dǎo)線(xiàn)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(hào)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(shí)應(yīng)注意將動(dòng)力電纜和控制電纜分開(kāi)，控制電纜中將強(qiáng)電電纜和弱電電纜分開(kāi)。同時(shí)還要注意盡量把模擬量信號(hào)線(xiàn)開(kāi)頭量信號(hào)線(xiàn)、直流信號(hào)線(xiàn)和交流信號(hào)線(xiàn)分開(kāi)布線(xiàn)，以減少不同類(lèi)型信號(hào)間的干擾。

javascript:if(this.width>580)this.width=580">
（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(jì)算速度快的特點(diǎn)，充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢(shì)，以確保系統(tǒng)既不會(huì)因干擾而停止工作，又能滿(mǎn)足工程所要求的精度和速度。數(shù)字濾波和軟件容錯(cuò)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(duì)于較低信噪比的模擬量信號(hào)，常因現(xiàn)場(chǎng)瞬時(shí)干擾而產(chǎn)生較大波動(dòng)，若僅用瞬時(shí)采樣值進(jìn)行控制計(jì)算，會(huì)產(chǎn)生較大誤差，為此筆者采用了數(shù)字濾波方法。現(xiàn)場(chǎng)模擬量信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡x散的數(shù)字量信號(hào)，然后將形成的數(shù)據(jù)按時(shí)間序列存入PLC內(nèi)存，再利用數(shù)字濾波程序對(duì)其進(jìn)行處理，濾去噪聲部分獲得單純信號(hào)。其在控制系統(tǒng)中的地位如圖2所示：
筆者在程序設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)設(shè)備工作電流、皮帶秤煤量、碎煤機(jī)溫度及振動(dòng)、煤倉(cāng)煤位等模擬量信號(hào)采取了平均值濾波的方法進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)輸入信號(hào)用10次采樣值的平均值來(lái)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(shí)時(shí)性。輸入信號(hào)經(jīng)處理后用于信號(hào)顯示或回路調(diào)節(jié)，有效掏了噪聲干擾。
2.軟件容錯(cuò)
由于輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，干擾信號(hào)較多，I/O領(lǐng)帶傳送距離也較長(zhǎng)，常常會(huì)使傳送的信號(hào)有誤。為提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，使PLC在信號(hào)出錯(cuò)的情況下能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并能排除錯(cuò)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(cuò)技術(shù)。
1）在目前現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)不完全可靠的情況下，對(duì)于非嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的故障信號(hào)，在程序中采取不同時(shí)間的延時(shí)判斷，以防止輸入接點(diǎn)抖動(dòng)而產(chǎn)生“偽報(bào)警”。若延時(shí)后信號(hào)仍不消失，再執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。如皮帶的打滑、跑偏信號(hào)，本人結(jié)合實(shí)際情況，在程序中分別設(shè)定15s和2s的延時(shí)。
2）充分利用信號(hào)間的組合邏輯關(guān)系構(gòu)成條件判斷，使個(gè)別信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)因錯(cuò)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(kāi)頭等均于皮帶運(yùn)行信號(hào)串聯(lián)使用，即只有皮帶啟動(dòng)后才能發(fā)揮作用。若單純使用故障信號(hào)則可能無(wú)法啟動(dòng)皮帶。這種方法在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)具有很大靈活性。
3）筒倉(cāng)煤位傳感器在配煤過(guò)程有誤發(fā)信號(hào)的現(xiàn)象，程序設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合筒倉(cāng)配煤的特點(diǎn)，采取定時(shí)配煤方式，并且只設(shè)置高、低煤位信號(hào)，取消超高、超低煤位信號(hào)，減少對(duì)傳感器的依賴(lài)性。
由于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)系統(tǒng)硬件配置已經(jīng)確定，對(duì)其增加和修改都比較困難，而從軟件方面入手則無(wú)需 增加任何設(shè)備，根據(jù)具體情況采用不同的容錯(cuò)技術(shù)，使用方便、靈活，可作為硬件容錯(cuò)的補(bǔ)充，進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾能力?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用表明，數(shù)字濾波和軟件容錯(cuò)技術(shù)在程序設(shè)計(jì)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(diǎn)而提出，但對(duì)于其它場(chǎng)合的PLC程控系統(tǒng)也同樣具有推廣應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(chǎng)干擾信號(hào)的影響，保證程控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。