485通信中干扰抑制方法

1、485 通信中干扰抑制方法RS-485匹配电阻RS-485就是差分电平通信, 在距离较长或速率较高时, 线路存在回波干扰, 此时要在通信线路首末两端并联120 匹配电阻。推荐在通信速率大于19 、 2Kbps或线路长度大于 500 米时 , 才考虑加接匹配电阻。RS-485接地RS-485通信双方的地电位差要求小于1V, 所以建议将两边RS-485接口的信号地相连 ,注意信号地不要接大地。还有 ,就就是采用隔离措施变频器应用中的干扰抑制措施在进线侧加装电抗器, 可以抑制变频器产生的谐波对电网的干扰。输出侧不能加吸收电容, 因为会导致变频器过电流时延迟过电流保护动作, 只能加电抗器 , 以改善功

2、率因数。避免变频器的动力线与信号线平行布线与集束布线,应分散布线。 检测器的连接线、控制用信号线要使用双绞屏蔽线。变频器、 电机的接地线应接到同一点上。在大量产生噪声的机器上装设浪涌抑制器,加数据线滤波器到信号线上。将检测器的连接线、控制用信号线的屏蔽层用电缆金属夹钳接地。信号线与动力线使用屏蔽线并分别套入金属管后, 效果更好。容易受干扰的其它设备的信号线, 应远离变频器与她的输入输出线。如何解决中频炉的谐波干扰中频炉在使用中产生大量的谐波, 导致电网中的谐波污染非常严重。谐波使电能传输与利用的效率降低, 使电气设备过热, 产生振动与噪声, 并使其绝缘老化, 使用寿命降低 , 甚至发生故障或烧

3、毁; 谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振, 使谐波含量放大 , 造成电容补偿设备等设备烧毁。谐波还会引起继电器保护与自动装置误动作 ,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部, 谐波会对通信设备与电子设备产生严重干扰 , 因而 , 改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。滤除中频炉系统谐波的传统方法就是LC 滤波器 ,LC 滤波器就是传统的无源谐波抑制装置 , 由滤波电容器、电抗器与电阻器适当组合而成, 与谐波源并联, 除起滤波作用外 , 还兼顾无功补偿的需要。这种滤波器出现最早, 成本比较低 , 但同时存在一些较难克服的缺点,比如只能针对单次谐波, 容易产生谐波共振, 导致设备损毁 , 随

4、着时间谐振点会漂移, 导致谐波滤除效果越来越差。同时, 这一方式无法应对瞬变、浪涌与高次谐波 , 存在节能的漏洞。谐 波 抑 制 的另 一 个 比 较 新 的 方法 就 是 采 用 有 源 电力 滤 波 器 (ActivePowerFilter-APF)。它就是一种电力电子装置, 其基本原理就是从补偿对象中检测出谐波电流 , 由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流, 从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率与幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响, 因而受到广泛的重视, 并且已在日本等国获得广泛应用。但有源电力滤波器成本高昂, 价格昂贵 , 投资回

5、报期长, 大多数企业难以承受。MF-Saver吸收融合了LC 技术与 APF 技术的优点 , 同时引入TOPSPARK G5的核心技术 , 扬长避短 , 创造性地解决了上述技术的不足, 以独特的方式为中频炉环保节能提供了更有效的解决方案。MF-Saver对谐波的抑制范围不仅包含低次谐波, 还包含浪涌、 瞬变及高次谐波,实现了全频域覆盖, 消除了浪涌、 瞬变及高次谐波对中频炉系统的危害与电量的浪费,结合 LC 技术与 APF 技术的合理成分, 自适应调整内部器件参数, 避免谐振点的漂移,大大提高了设备的稳定性与可靠性。同时成本也得到有效控制, 以缩短用户的投资回报期。通过对中频炉全频域谐波的有效

6、滤波, 同时加强了设备的抗浪涌、瞬变侵害的能力 , 改善了电力品质,降低了设备损耗, 节约了电能 , 最终实现环保节能的优异效果PLC 不能稳定工作什么原因摘要 : 简要分析了 PLC 控制系统在实际应用中可能受到的干扰类型。从软、硬件等方面提出了针对性的抗干扰措施, 并强调了其在工业控制领域应用时必须全面、系统地考虑抗干扰机理与措施。关键词 : PLC;控制系统 ; 电磁兼容 ; 抗干扰可编程控制器PLC 具有编程简单、通用性好、功能强、易于扩展等优点。PLC 控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产与经济运行, 系统的抗干扰能力就是关系到整个系统可靠运行的关键。PLC 中采用了高集成度的微

7、电子器件, 可靠性高 ,但由于使用时工业生产现场的工作环境恶劣, 如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰与电磁辐射等恶劣电磁环境, 大大降低了 PLC 控制系统的可靠性。 为了确保控制系统稳定工作, 提高可靠性 , 必须对系统采取一定的抗干扰方法与措施。1 影响 PLC 控制系统稳定的干扰类型1 、 1空间的辐射干扰空间的辐射电磁场(EMI) 主要由电力网络、电气设备、雷电、高频感应加热设备、大型整流设备等产生, 通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。其影响主要通过两条途径 : 一就是对 PLC 通讯网络的辐射, 由通讯线路的感应引入干扰; 二就是直接对PLC内部的辐射 , 由

8、电路感应产生干扰。若此时PLC 置于其辐射场内, 其信号、数据线与电源线即可充当天线接受辐射干扰。此种干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场的大小 , 特别就是与频率有关。1、2传导干扰(1) 来自电源的干扰在工业现场中,开关操作浪涌、 大型电力设备的起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲干扰。PLC 的正常供电电源均由电网供电 ,因而会直接影响到PLC 的正常工作。由于电网覆盖范围广, 它将受到所有空间的电磁干扰而产生持续的高频谐波干扰。特别在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值就是额定值的几十倍,其脉冲功率足以损坏PLC 半导体器件 , 并且含有大量的谐

9、波可以通过半导体线路中的分布电容、绝缘电阻等侵入逻辑电路, 引起误动作。(2) 来自信号传输线上的干扰除了传输有效的信息外,PLC 系统连接的各类信号传输线总会有外部干扰信号的侵入。此干扰主要有2 种途径 : 通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串人的电网干扰; 信号线上的外部感应干扰, 其中静电放电、脉冲电场及切换电压为主要干扰来源。由信号线引入的干扰会引起I O 信号工作异常与测量精度大大降低 , 严重时将引起元器件损伤。若系统隔离性能较差, 还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动作甚至死机。1 、 3地电位的分布干扰PLC 控制系统的地线包括系统地、屏

10、蔽地、交流地与保护地等。地电位的分布干扰主要就是各个接地点的电位分布不均, 不同接地点间存在地电位差, 从而引起了地环路电流 , 该电流可能在地线上产生不等电位分布, 影响 PLC 内逻辑电路与模拟电路的正常工作。由于 PLC 工作的逻辑电压干扰容限较低, 逻辑地电位的分布干扰容易影响 PLC 的逻辑运算与数据存贮, 造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降, 引起对信号测控的严重失真与误动作。1 、 4 PLC 系统内部产生的干扰产生这种干扰的主要原因就是系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射。如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响; 模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间

11、的相互不匹配使用等。2 提高抗干扰能力的硬件措施硬件抗干扰技术就是系统设计时应首选的措施, 它能有效抑制干扰源, 阻断干扰传输通道。2、1 供电电源电源波动造成的电压畸变或毛刺, 将对 PLC 及 I O 模块产生不良影响。据统计分析 ,PLC 系统的干扰中有 70 就是从电源耦合进来的。为了抑制干扰, 保持电压稳定 , 常采用以下几种抗干扰方法:(1) 使用隔离变压器衰减从电源进线的高频干扰信号 , 输入、输出线应用双绞线以抑制共模干扰。 其屏蔽层接地方式不同 , 对干扰抑制的效果也不一样 , 一般做法就是将初、次级屏蔽层均接地。(2) 用低通滤波器抑制高次谐波。 低通滤波器的内部电容上电感

12、组合方式不同, 其高次谐波的抑制效果也有一定区别。另外其电源输入、输出线应分隔开, 屏蔽层应可靠接地。一般就是在电源系统中既使用滤波器又使用隔离变压器,但要注意先将滤波器接人电源再接隔离变压器。图 1 隔离变压器供电系统(3) 用频谱均衡法抑制电源中的瞬变干扰。这种方法不常用,其成本较贵。2、2接地良好的接地就是保证PLC 可靠工作的重要条件之一,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相联, 基本单元必须接地, 如果选用扩展单元, 其接地点与基本单元接地点接在一起。为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰, 应给PLC 接以专用地线, 接地线与动力设备( 如电动机 ) 的接地点应分

13、开, 若达不到此要求 , 则可与其它设备公共接地 , 严禁与其它设备串联接地 , 具体接地方式如图 2 。接地电阻要小于 5 ,接地线要粗 , 面积要大于 2 平方毫米 ,而且接地点最好靠近 PLC 装置 ,其间的距离要小于50 米 , 接地线应避开强电回路, 若无法避开时, 应垂直相交,缩短平行走线的长度。图 2 PLC 系统接地方式2、3 输入 / 输出部分2、 3 、 1 输入信号的抗干扰输入信号的输入线之间的差模干扰可以利用输入模块滤波来减小干扰, 而输入线与大地间的共模干扰可通过控制器的接地来抑制。在输入端有感性负载时, 为了防止电路信号突变而产生感应电势的影响, 可采用硬件的可靠性

14、容错与容差设计技术,对于交流输入信号 , 可在负载两端并联电容C 与电阻 R, 对于直流输入信号 , 可并接续流二极管 D 。一般负载容量在 10VA以下时 , 应选 C 为 0 、 1 F,R 为120 , 当负载容量在 10VA 以上时 , 应选 C 为 0 、47 F,R 为 47 。具体电路如图3 所示、图 3 输入信号的抗干扰设计2 、 3 、 2输出电路的抗干扰对于 PLC 系统为开关量输出,可有继电器输出、 晶体管输出、 晶闸管输出三种形式。具体选择要根据负载要求来决定。若负载超过了PLC 的输出能力 , 应外接继电器或接触器 , 才可正常工作。PLC 输出端子若接有感性负载,输

15、出信号由OFF 变为 ON 或从 ON 变为 OFF 时都会有某些电量的突变而可能产生干扰, 故应采取相应的保护措施, 以保护PLC的输出触点 ,对于直流负载, 通常就是在线圈两端并联续流二极管D, 二极管应尽可能靠近负载 , 二极管可为 1A 的管子。对于交流负载, 应在线圈两端并联RC 吸收电路 ,根据负载容量 , 电容可取 0 、1-0 、47 F, 电阻可取 47-120 ,且 RC 尽可能靠近负载。如图 4 所示。图 4 PLC输出触点的保护2 、 4 外部配线的抗干扰设计外部配线之间存在着互感与分布电容,进行信号传送时会产生窜扰。为了防止或减少外部配线的干扰, 交流输入、输出信号与

16、直流输入、输出信号应分别使用各自的电缆。集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线要使用屏蔽电缆, 屏蔽电缆在输入、输出侧要悬空 ,而要在控制器侧要接地。配线时在 30 米以下的短距离 , 直流与交流输入、 输出信号线最好不要使用同一电缆, 如果要走同一配线管时, 输入信号要使用屏蔽电缆。如图5 所示。 30-300 米距离的配线时 , 直流与交流输出、输入信号线要分别使用各自电缆, 并且输入信号线一定要用屏蔽线。对于300米以上长距离配线时 ,则可用中间继电器转换信号, 或使用远程 I/O 通道。对于控制器的接地线要与电源线或动力线分开, 输入、输出信号线要与高电压、大电流的动力线分开配线。图

17、5屏蔽电缆处理法3 软件抗干扰设计尽管硬件抗干扰可滤除大部分干扰信号, 但因干扰信号产生的原因很复杂。且具有很大的随机性,很难保证系统完全不受干扰。因此往往在硬件抗干扰措施的基础上.采取软件抗干扰技术加以补充, 作为硬件措施的辅助手段。软件抗干扰方法没计简单、修改灵活、耗费资源少, 在 PLC 测控系统中同样获得了广泛的应用。对于PLC测控装置 , 其数据输入、 输出、存储等系统属于弱电系统,如果工作环境中存在干扰,就有可能使数据受干扰而破坏, 从而造成数据误差、控制状态失灵、程序状态与某些器件的工作状态被改变, 严重时会使系统程序破坏。因此 , 数据抗干扰同样十分重要。3 、 1指令重复执行

18、指令重复执行就就是根据需要使作用相同的指令重复执行多次, 一般适用于开关量或数字量输入, 输出的抗干扰。在采集某些开关量或数字量时, 可重复采集多次,直到连续两次或两次以上的采集结果完全相同时才视为有效。若多次采集后, 信号总就是变化不定,可停止采集 , 发出报警信号。在满足实时性要求的前提, 如果在各次采集数守信号之间插入一段延时, 数据的可靠性会更高。如果在系统实时性要求不就是很高的情况下, 其指令重复周期尽可能长些。3、2数字滤波在某些信号的采集过程中, 由于存在随机干扰而可能使被测信号的随机误差加大。针对这种情况,可以采用数字滤波技术。该方法具有可靠性高与稳定性好的特点,广泛应用于工业

19、计算机测控系统中。此外, 数字滤波的常用方法还有: 程序判断滤波法、中值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法等。4 结语随着 PLC 应用范围的逐渐扩大, 加之系统恶劣的工作环境, 它所要克服的干扰就会越来越多 , 因此研究 PLC 系统的抗干扰问题就变得越来越重要。只有对工作环境作全面的分析 , 确定干扰性质,并采取相应的抗干扰措施, 才能保证系统长期稳定地工作。微机型继电保护的原理？怎么样抗干扰？以及抗干扰的措施?微机继电器保护的原理,您可以参照我的下面思路去理解:一句话的解释就是: 通过对采集信息的分析, 判断异常状态, 并输出信息告警或驱动开关跳闸。详细解释 :1) 信息采集 ( 即

20、数据采样 ), 包含模拟量采样 ( 电流、电压 ) 与数字量采样 ( 接点信号 ,如开关分合位、储能状态、地刀位置等)2) 进行数据分析 , 则需要一个有计算能力的大脑 , 这就就是微机芯片 , 例如 : 单片机、DSP 、ARM 等。3) 判断异常状态 , 这就是如何判断的呢？主要就是软件通过一些列的算法对采样数据进行分析 , 然后得出电气设备运行状态就是否异常的结果。4) 输出告警及驱动开关跳闸。这主要指信号输出。可以分解为继电器输出( 独立的报警继电器输出、独立的跳闸继电器输出), 指示灯输出 ( 不同的告警信息驱动对应的指示灯 ), 提示文字输出( 在现实界面上弹出对应告警窗口, 显示

21、告警信息), 通讯输出 ( 把微机保护装置内的信息通过通讯的方式传送给监控主机或者上级监控中心)5) 与非微机型或者常规继电器比较更多的优点: 微机型继电保护装置可以完成自检,自检异常时告警输出,及时通知到设备管理或运行维护人员。提高系统运行的安全性。6) 通过微机型继电保护装置的已有平台 , 可以实现更多的应用功能。 例如 : 集成测量功能 ( 实现对电气参数的完整测量 ), 实现五防闭锁功能等。7) 从硬件的结构上可以分为几块 : 电源模块、数据采集 ( 互感器板、开入板 ) 、数据采样及分析处理( 监控板 ) 、继电器输出插件、人机界面、机箱等。微机保护装置抑制电磁干扰的基本措施硬件措施

22、 :1 、隔离 ( 光电隔离与变压器隔离)2 、屏蔽 ( 实质就是通过具有良好导电性的金属材料所构成的壳体来隔离与衰减电磁干扰)3 、接地 ( 信号接地、 屏蔽接地 :即将装置外壳接地) 。软硬件结合抗干扰措施:1.软、硬件结合的程序异常复位措施。( 瞧门狗 WATCHDOG技术 )2. 关键输出口编码校核。 为防止失控程序对重要的输出口进行非正常操作 , 导致跳闸等误操作 , 必须对输出的操作进行校核 )3. 软、硬件冗余技术。 ( 对采集数据进行比较或多通道采集数据、 对运算结果进行核算 )对微机保护装置的抗干扰性能, 有着严格的测试, 其测试内容包括 :1.共模干扰符合 IEC255-22-1标准 等级32、5KV/1MHZ/1min2.差模干扰符合 IEC255-22-1标准 等级31、0KV/1MHZ/1min3.辐射电磁场干扰 符合 IEC255-22-3标准 等级3至试验设备天线距离0 、5m,在所有侧面试验场强,频率波段 80-1000MHZ,10V/m4. 静电电场干扰符合 IEC255