Pengawal Logik Boleh Aturcara (PLC), sebagai produk kawalan arus perdana dalam automasi industri, telah wujud selama setengah abad. Dengan perkembangan teknologi semikonduktor, komputer dan komunikasi, bidang kawalan industri telah mengalami perubahan dramatik, dan PLC telah berkembang melalui lima generasi dari segi prestasi, kefungsian, kemudahan penggunaan dan bentuk produk. Hari ini, kita akan membincangkan penyelesaian kepada cabaran PLC biasa.
Mula-mula, mari kita semak semula asas dan tentukan apa itu PLC:
Ia adalah sejenis peranti memori boleh atur cara yang digunakan untuk menyimpan program secara dalaman. Ia melaksanakan arahan berorientasikan pengguna-seperti operasi logik, kawalan jujukan, pemasaan, pengiraan dan operasi aritmetik serta mengawal pelbagai jenis mesin atau proses pengeluaran melalui input/output digital atau analog.
I. Isu Rintangan Gangguan
Dengan kemajuan sains dan teknologi, PLC digunakan dengan lebih meluas dalam kawalan industri. Kebolehpercayaan mereka secara langsung memberi kesan kepada pengeluaran selamat dan operasi ekonomi perusahaan perindustrian, dan keupayaan sistem untuk menahan gangguan adalah kunci untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai bagi keseluruhan sistem. Untuk meningkatkan kebolehpercayaan sistem kawalan PLC, di satu pihak, pengeluar PLC mesti meningkatkan rintangan gangguan peralatan; sebaliknya, ia memerlukan keutamaan yang tinggi untuk diberikan kepada reka bentuk kejuruteraan, pemasangan, pembinaan, dan operasi dan penyelenggaraan. Hanya melalui kerjasama berbilang-pihak masalah dapat diselesaikan sepenuhnya, dengan berkesan meningkatkan rintangan gangguan sistem.
[Sumber Gangguan dan Klasifikasi Umum]
Sumber gangguan yang mempengaruhi sistem kawalan PLC adalah serupa dengan yang biasanya mempengaruhi peralatan kawalan industri; kebanyakannya timbul di kawasan yang arus atau voltan turun naik secara mendadak. Kawasan pergerakan cas sengit ini adalah sumber bunyi, iaitu, sumber gangguan.
Sumber gangguan biasanya dikelaskan berdasarkan punca gangguan, mod gangguan hingar, dan ciri bentuk gelombang bunyi.
1. Oleh sebab penjanaan hingar: hingar nyahcas, hingar lonjakan, bunyi ayunan frekuensi tinggi-
2. Mengikut bentuk gelombang dan sifat bunyi: bunyi berterusan, bunyi sporadis
3. Mengikut mod gangguan: gangguan mod-biasa, gangguan-mod pembezaan
Antaranya, gangguan mod-biasa dan{1}}gangguan mod pembezaan mewakili kaedah pengelasan yang agak biasa. Gangguan mod-biasa merujuk kepada perbezaan potensi antara garis isyarat dan tanah. Ia terbentuk terutamanya oleh superposisi voltan mod biasa (-arah) biasa yang diaruhkan pada talian isyarat oleh pencerobohan grid kuasa, perbezaan potensi tanah dan sinaran elektromagnet spatial. Voltan mod biasa-kadangkala boleh agak tinggi; terutamanya dalam bilik yang dikuasakan oleh unit pengedaran dengan prestasi pengasingan yang lemah, voltan mod biasa-untuk isyarat keluaran pemancar biasanya tinggi, dengan sesetengahnya mencecah lebih 130 V. Voltan mod biasa-boleh ditukarkan kepada voltan mod{13}}berbeza melalui litar tidak seimbang, yang secara langsung menjejaskan isyarat pengukuran dan kawalan serta menyebabkan kerosakan komponen. Jenis gangguan mod biasa{15}}ini boleh sama ada DC atau AC.
Gangguan mod-berbeza merujuk kepada voltan gangguan yang bertindak antara dua terminal isyarat. Ia terbentuk terutamanya oleh voltan yang terhasil daripada gandingan medan elektromagnet di udara dan penukaran gangguan mod-biasa oleh litar tidak seimbang. Voltan ini ditindih secara langsung pada isyarat, secara langsung menjejaskan ketepatan pengukuran dan kawalan.
[Sumber Utama Gangguan Elektromagnet]
1. Gangguan Terpancar dari Persekitaran
Medan elektromagnet terpancar (EMI) dalam persekitaran dijana terutamanya oleh grid kuasa, sementara dalam peralatan elektrik, kilat, siaran radio, televisyen, radar dan peralatan pemanasan aruhan frekuensi tinggi-. Ini biasanya dirujuk sebagai gangguan terpancar.
Ia terutamanya menyebabkan gangguan melalui dua laluan: 1) Sinaran terus ke dalam PLC, mendorong gangguan dalam litar
2) Sinaran diarahkan pada rangkaian komunikasi dalaman PLC, memperkenalkan gangguan melalui induksi dalam talian komunikasi
Gangguan sinaran berkaitan dengan susun atur peralatan medan dan magnitud medan elektromagnet yang dihasilkan oleh peralatan, terutamanya kekerapannya. Perlindungan biasanya dicapai dengan menggunakan kabel berperisai, perisai tempatan PLC dan{1}}penangkap lonjakan voltan tinggi.
2. Gangguan daripada Kabel Sistem Luaran
Gangguan ini terutamanya diperkenalkan melalui talian kuasa dan isyarat dan biasanya dirujuk sebagai gangguan dijalankan. Jenis gangguan ini amat teruk dalam tetapan perindustrian di China.
1) Gangguan daripada Bekalan Kuasa
Amalan telah menunjukkan bahawa banyak kegagalan sistem kawalan PLC disebabkan oleh gangguan yang diperkenalkan melalui bekalan kuasa; masalah ini biasanya diselesaikan dengan menggantikan bekalan kuasa dengan yang menawarkan prestasi pengasingan yang lebih tinggi.
Bekalan kuasa PLC biasanya menggunakan sumber kuasa terpencil, tetapi disebabkan oleh faktor struktur dan proses pembuatan, prestasi pengasingannya tidak sesuai. Pada hakikatnya, pengasingan mutlak adalah mustahil kerana kehadiran parameter teragih, terutamanya kapasiti teragih.
2) Gangguan Diperkenalkan melalui Talian Isyarat
Pelbagai talian penghantaran isyarat yang disambungkan ke sistem kawalan PLC tidak dapat dielakkan membenarkan isyarat gangguan luaran menceroboh, selain menghantar maklumat yang sah.
Gangguan ini terutamanya masuk melalui dua laluan: pertama, gangguan grid kuasa yang diperkenalkan melalui bekalan kuasa pemancar atau bekalan kuasa yang dikongsi dengan instrumen isyarat-faktor yang sering diabaikan;
kedua, gangguan yang disebabkan oleh sinaran elektromagnet spatial pada garis isyarat, iaitu, gangguan teraruh luaran pada garis isyarat, yang sangat teruk.
3) Gangguan yang Disebabkan oleh Sistem Pembumian Tidak Tersusun
Pembumian adalah salah satu kaedah yang berkesan untuk meningkatkan keserasian elektromagnet (EMC) peralatan elektronik. Pembumian yang betul boleh menyekat kesan gangguan elektromagnet dan menghalang peralatan daripada memancarkan gangguan; sebaliknya, pembumian yang tidak betul boleh memperkenalkan isyarat gangguan yang teruk, menyebabkan sistem PLC tidak berfungsi.
Garis pembumian dalam sistem kawalan PLC termasuk pembumian sistem, pembumian perisai, pembumian AC dan pembumian pelindung. Gangguan yang disebabkan oleh sistem pembumian yang huru-hara dalam sistem PLC terutamanya disebabkan oleh pengedaran potensi yang tidak sekata pada pelbagai titik pembumian. Perbezaan potensi antara titik pembumian yang berbeza mewujudkan arus gelung tanah, yang menjejaskan operasi normal sistem.
3. Gangguan dari dalam sistem PLC
Gangguan ini dijana terutamanya oleh sinaran elektromagnet bersama antara komponen dan litar dalaman, seperti sinaran bersama antara litar logik dan kesannya pada litar analog, interaksi antara tanah analog dan tanah logik, dan penggunaan komponen yang tidak sepadan. Isu ini terletak di bawah skop reka bentuk keserasian elektromagnet (EMC) yang dijalankan oleh pengeluar PLC untuk komponen dalaman sistem. Memandangkan ini adalah perkara yang rumit di luar kawalan jabatan permohonan, ia tidak perlu diteliti secara berlebihan; bagaimanapun, adalah penting untuk memilih sistem dengan rekod prestasi yang terbukti atau yang telah diuji dengan teliti.
[Gangguan-Reka bentuk Tahan]
1. Pemilihan Peralatan
Apabila memilih peralatan, utamakan produk dengan rintangan gangguan yang tinggi, termasuk keserasian elektromagnet (EMC), terutamanya rintangan kepada gangguan luaran. Contohnya termasuk sistem PLC yang menggunakan teknologi tanah terapung dan mempunyai prestasi pengasingan yang sangat baik; Kedua, seseorang harus menyemak spesifikasi anti-gangguan yang disediakan oleh pengilang, seperti-nisbah penolakan mod (CMRR) biasa dan-nisbah penolakan mod (DMRR), keupayaan tahan voltan dan kekuatan medan elektrik maksimum dan kekerapan medan magnet di mana sistem dinilai untuk beroperasi; tambahan, seseorang harus menilai rekod prestasi produk dalam aplikasi yang serupa.
2. Reka Bentuk Anti-Komprehensif
Ini terutamanya melibatkan beberapa langkah utama untuk menyekat gangguan yang berasal dari luar sistem, termasuk: melindungi sistem PLC dan kabel luaran untuk mengelakkan gangguan elektromagnet terpancar; mengasingkan dan menapis kabel luaran-terutamanya kabel kuasa-dan menyusunnya dalam lapisan untuk mengelakkan gangguan elektromagnet yang dijalankan daripada masuk melalui kabel; dan mereka bentuk titik pembumian dan peranti pembumian dengan betul untuk menambah baik sistem pembumian. Selain itu, kaedah berasaskan perisian-mesti digunakan untuk meningkatkan lagi keselamatan dan kebolehpercayaan sistem.
[Langkah Anti{0}}Kekunci Gangguan]
1. Gunakan-Bekalan Kuasa Berprestasi Tinggi untuk Menghalang Gangguan yang Diperkenalkan daripada Grid Kuasa
Dalam sistem kawalan PLC, bekalan kuasa memainkan peranan penting. Gangguan grid kuasa terutamanya digabungkan ke dalam sistem kawalan PLC melalui sumber kuasa sistem (seperti bekalan kuasa CPU, bekalan kuasa I/O, dll.), bekalan kuasa pemancar dan bekalan kuasa instrumen yang mempunyai sambungan elektrik terus ke sistem PLC. Pada masa ini, bekalan kuasa dengan prestasi pengasingan yang baik biasanya digunakan untuk sistem PLC. Walau bagaimanapun, perhatian yang tidak mencukupi telah diberikan kepada bekalan kuasa untuk pemancar dan instrumen yang disambungkan secara elektrik secara terus ke sistem PLC. Walaupun langkah pengasingan tertentu telah dilaksanakan, ia secara amnya tidak mencukupi. Ini terutamanya kerana pengubah pengasingan yang digunakan mempunyai parameter teragih yang besar dan keupayaan penindasan gangguan yang lemah, membenarkan gangguan-mod dan mod pembezaan-biasa digabungkan melalui bekalan kuasa. Oleh itu, untuk kuasa pemancar dan instrumen berkongsi talian isyarat, pengedar kuasa dengan kapasitans teragih rendah dan lebar jalur penindasan yang luas (seperti yang menggunakan pelbagai peringkat pengasingan, perisai dan teknik pengurangan kearuhan kebocoran) harus dipilih untuk meminimumkan gangguan dalam sistem PLC.
2. Pemilihan dan Susun Atur Kabel
Jenis isyarat yang berbeza harus dihantar melalui kabel yang berasingan. Kabel isyarat hendaklah dibentangkan dalam lapisan mengikut jenis isyarat yang dihantar. Dilarang sama sekali untuk menggunakan konduktor berbeza dalam kabel yang sama untuk menghantar kedua-dua kuasa dan isyarat secara serentak. Talian isyarat tidak boleh diletakkan dalam jarak selari dengan kabel kuasa untuk meminimumkan gangguan elektromagnet.
3. Penapisan Perkakasan dan Tindakan Anti-Perisian
Sebelum isyarat memasuki komputer, sambungkan kapasitor secara selari antara garis isyarat dan bumi untuk mengurangkan gangguan mod-biasa; memasang penapis antara dua terminal isyarat boleh mengurangkan gangguan-mod pembezaan.
4. Pemilihan Titik Pembumian yang Betul dan Penambahbaikan Sistem Pembumian
Pembumian biasanya mempunyai dua tujuan: keselamatan dan penindasan gangguan. Sistem pembumian-yang direka dengan baik ialah salah satu langkah utama untuk melindungi sistem kawalan PLC daripada gangguan elektromagnet. Terdapat tiga jenis kaedah pembumian sistem: tanah terapung, tanah terus, dan tanah kapasitif.
Apabila sumber isyarat dibumikan, perisai harus dibumikan pada bahagian isyarat; apabila tidak dibumikan, ia harus dibumikan pada bahagian PLC; apabila terdapat sambungan dalam garis isyarat, perisai harus disambungkan dengan selamat dan terlindung, dan beberapa titik pembumian mesti dielakkan; apabila kabel pasangan terpiuh-terlindung daripada berbilang titik ukuran disambungkan kepada kabel pasangan-berbilang teras-dengan perisai biasa, perisai setiap kabel hendaklah disambungkan dan berpenebat dengan betul.
II. Meningkatkan Kecekapan Operasi
1. Rancang blok fungsi berdasarkan keperluan projek sebenar
Menulis subrutin: Dalam PLC, subrutin ialah program yang agak bebas yang ditulis untuk tujuan kawalan tertentu. Apabila melaksanakan arahan panggilan subrutin seperti CALL, jika syarat untuk panggilan subrutin tidak dipenuhi, imbasan atur cara diteruskan hanya dalam program utama dan tidak mengimbas bahagian subrutin, dengan itu mengurangkan masa imbasan yang tidak perlu.
2. Mengawal Output dengan Memindahkan Word atau Double{1}}Data Word ke Mata DO
Aplikasi PLC biasanya melibatkan sejumlah besar kawalan keluaran. Mengawal output dengan memindahkan data-perkataan atau dua perkataan ke titik DO boleh meningkatkan kelajuan. Dengan memperuntukkan alamat output secara munasabah dan menukar perkataan output kawalan mengikut keperluan aplikasi sebenar, bilangan langkah pelaksanaan dalam program PLC boleh dikurangkan dengan ketara, dengan itu mempercepatkan masa jalan program.
3. Denyutan-SET dan RESET Tercetus
Dalam PLC, arahan SET hanya perlu dilaksanakan sekali; ia tidak perlu dilaksanakan semasa setiap imbasan, menjadikannya sangat-sesuai untuk digunakan dengan arahan output nadi (PLS/PLF). Sesetengah jurutera mengabaikan isu ini dan menggunakan kaedah konvensional untuk mencetuskan arahan SET, secara tidak sengaja meningkatkan masa pelaksanaan imbasan program PLC.