浅析利用PLC组态软件消除干扰的方法

引言: 　　PLC控制系统由于具有功能强、程序设计简单、扩展性好、维护方便、可靠性高、能适应比较恶劣的工业环境的特点,因此在工业企业广泛应用.但是由于工业环境条件恶劣,以及各种工业电磁,辐射干扰等,影响PLC控制系统的正常工作,因此必须重视PLC控制系统的抗干扰设计.为防止干扰,可以采用硬件和软件相结合的抗干扰方法. 防止硬件干扰的方法有:1采用性能优良的电源来抑制电网引入的干扰2电缆的选择与铺设来降低电磁干扰3完善接地系统4采用光电隔离来抑制输入输出电路引入的干扰等.而利用PLC软件来减少干扰是PLC控制系统正常、稳定工作的重要环节.下面主要分析在生产实践中应用的利用PLC组态软件来减少干扰的方法: 　　一、减少数字量输入扰动的方法 　　1、 计数器法 　　　　CON—计数器 　　　　NOT—非门 　　　　RS—复位优先触发器 　　　　IN—输入 　　　　OUT—输出 　　　　N—脉冲采样个数 　　注释：当外部有信号输入时，控制系统采集连续的N个脉冲使RS触发器输出为“1”，只有当外部输入信号由“1”变成“0”时，RS触发器的复位端为“1”，将RS触发器的输出复位成“0”。而当有瞬间干扰脉冲时，CON计数器将采集不到连续的N个脉冲，CON计数器无法输出，这就起到了减少干扰的作用。（N一般情况下取2） 　　优点：响应速度快，对周期性的瞬时干扰起到了一定的抑制作用。 　　缺点：不能消除超过CON计数器采样时间的干扰。 　　2、延迟输入法 　　　　IN—输入 　　　　OUT—输出 　　　　TIME（ET）—延时时间 　　　　TON—延时输出（其曲线如下图） 　　注释：当输入IN=1时，启动计数器直到计时时间（PT）=延时时间，OUT=1。当计数器计时时间〈延时时间，OUT=0。延时时间最好取1S以内。 　　优点：消除了短时的周期干扰。 　　缺点：响应速度慢，不利于信号的快速传输。 　　二、减少模拟量输入扰动的方法 　　1、限幅法 　　　　MOVE—移动保持指令（使能端EN=1，OUT=IN。EN=0，OUT保持前次值） 　　　　GE—大于等于指令（OUT=1，IF IN1≥IN2） 　　　　LE—小于等于指令（OUT=1，IF IN1≤IN2） 　　　　HL—上限设定值 　　　　LL—下限设定值 　　注释：当模拟量输入信号在HL和LL之间时，OUT=IN。当IN-AI信号超出或等于HL或LL时，GE或LE判断IN-AI信号，使OUT1或OUT2输出“1”去封锁MOVE，从而保持MOVE的输出为HL或LL的设定值。也就起到了限幅的作用。 　　优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。 　　缺点：平滑度差。 　　2、延迟滤波限幅法 　　　　MOVE—移动保持指令（使能端EN=1，OUT=IN。EN=0，OUT保持前次值） 　　　　GE—大于等于指令（OUT=1，IF IN1≥IN2） 　　　　LE—小于等于指令（OUT=1，IF IN1≤IN2） 　　　　HL—上限设定值 　　　　LL—下限设定值 　　　　LG—延迟滤波指令（其曲线如下图） 　　　　TIME—延迟滤波时间 　　注释：功能基本和限幅法相同，只是在输入端增加了一个延迟滤波器，对输入信号起到了延迟缓冲的滤波。 　　优点：有效地抑制了周期性的脉冲干扰。平滑度比限幅法有所改善。 　　缺点：信号响应速度减缓。 　　3、延迟滤波比较法 　　　　LG—延迟滤波器 　　　　SUB—减法指令 　　　　ABS—绝对值指令 　　　　GE—大于等于指令 　　　　HL—最大偏差值 　　　　TIME—延迟滤波时间 　　注释：正常情况输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后直接输出，OUT=IN-AI的值；当有突变信号时，输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后与含有突变信号的输入信号IN-AI相减取绝对值（无论出现正偏差还是负偏差），与HL值比较，若大于等于HL的预设值，OUT1=1，将LG—延迟滤波器切换成跟踪状态，此时OUT就保持了输入信号IN-AI突变前的值。直到突变信号减弱，OUT1=0，OUT=IN-AI。 　　优点：对周期性干扰具有良好的抑制作用。平滑度高。 　　缺点：灵敏度取决于TIME—延迟滤波时间的大小。 　　4、积分消抖滤波法 　　　　LG—延迟滤波器 　　　　SUB—减法指令 　　　　GE—大于等于指令 　　　　LE—小于等于指令 　　　　OR—或门（自做的DFB功能块） 　　　　NOT—非门 　　　　TON—延时输出 　　　　EOR—异或门 　　　　MOV—移动保持指令 　　　　PI—比例积分调节器 　　　　HL—最大正向偏差值 　　　　LL—最大负向偏差值 　　　　TIME—延迟滤波时间 　　　　TIME1—延迟输出时间 　　　　TIME2—延迟滤波时间 　　注释：参数设置：LG（TIME=1S），TON（TIME1=10S），LG1（TIME=30S），HL=0.2，LL=-0.2 ，PI（TI=10S，将P放开封锁成为纯积分调节器） 　　一、 小信号在变化幅度中变化时 　　1、 最终状态：此时为稳态，输入与输出相近。OR输出为“0”，NOT=1，TON时间已超出10S，EOR=0，MOV不保持，PI不积分，SUB=0，信号走PI的跟踪回路，LG1滤波后输出。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1（滤波30S）→输出 　　2、 小信号的暂态变化：（在TON=10S之前）OR=0，NOT=1，TON未到10S，EOR=1，MOV保持，PI积分作用，LG1未起作用，输出跨越LG1（TIME=30S），直接到输出端，此时为线性跟踪滤波状态。 　　二、 信号大幅度变化时（≥HL，≤LL） 　　OR=1，NOT=0，TON不起作用，EOR=0，所以LG1（TIME=30S）不起作用，PI不起作用走跟踪。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1的跟踪→输出 　　三、 总结： 　　1、 小信号在10秒之内，经过LG（TIME=1S），PI的积分作用，跳过LG1（TIME=30S），直接输出，实现输入信号的滤波和跟踪状态。 　　2、 小信号在10秒之后，经过LG（TIME=1S），PI的跟踪和LG1（TIME=30S）跟踪输入。 　　3、 大信号变化时，LG（TIME=1S）作用，LG1（TIME=30S）不起作用，此时为输出快速跟踪。 　　优点： 对于被测参数有较好的滤波效果， 对周期性干扰具有良好的抑制作用，平滑度高。 　　缺点： 对于变化缓慢的输入信号响应慢。 　　结束语 　　上述所分析的方法，均在生产实际中得到检验，取得了一定的效果，并随着生产实际的需要和经验的积累，不断完善其对干扰的软件处理方法。 姓名:王献成 地址:河北省唐山市陡河发电厂河北大唐信息科技股份有限公司工控事业部 电话:0315-2528984-8033 0315-2129087