工控設(shè)備的核心挑戰(zhàn)在于提高其抗干擾能力。如果抗干擾性不足,工控設(shè)備的實(shí)用性將大大降低。為了增強(qiáng)工控設(shè)備的抗干擾性能,首先需要正確使用PLC(可編程邏輯控制器)。
獨(dú)立電源:
PLC的核心電源和輸入輸出接口電源應(yīng)該是獨(dú)立的。許多用戶(hù)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)電源時(shí)僅使用一個(gè)電源,同時(shí)為PLC的核心和接口提供電力。然而,懂得光耦原理的人會(huì)發(fā)現(xiàn),這種連接方式可能會(huì)導(dǎo)致光耦繞過(guò),也就是說(shuō),光耦無(wú)法有效隔離。這將使整個(gè)PLC系統(tǒng)處于脆弱狀態(tài),缺乏保護(hù)能力,存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。正確的方法是為PLC核心單獨(dú)提供電源,而輸入輸出接口可以共用一個(gè)電源。
輸出口的保護(hù):
如果PLC的輸出口連接到感性負(fù)載,如電磁閥或繼電器,具有線圈的負(fù)載,需要在負(fù)載的兩端加入反向二極管。否則,在電磁閥或繼電器斷開(kāi)瞬間,會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)與輸出口的電源疊加在一起,可能會(huì)超過(guò)輸出三極管(或場(chǎng)效應(yīng)管)的電壓承受極限,導(dǎo)致元件擊穿。選擇反向二極管時(shí),電流應(yīng)不小于繼電器電流,耐壓不低于接口電源電壓,常見(jiàn)的型號(hào)如1N4004和1N4007都是合適的選擇。此外,市場(chǎng)上的一些電磁閥如果已經(jīng)標(biāo)有正負(fù)極,表示內(nèi)部已經(jīng)包含吸收電路,無(wú)需額外連接反向二極管。
電源選擇:
干擾信號(hào)通常是高頻信號(hào),主要來(lái)源包括變頻器和可控硅調(diào)壓電路等?,F(xiàn)在大多數(shù)電源都采用開(kāi)關(guān)電源,其體積小,效率高,但更大的問(wèn)題是高頻干擾信號(hào)容易傳導(dǎo)。相反,傳統(tǒng)的老式電源內(nèi)部包含較大的變壓器,雖然體積大且效率低,但對(duì)高頻干擾信號(hào)具有較好的抑制能力。因此,在選擇核心電源時(shí),應(yīng)該首選考慮老式變壓器電源。
布局和屏蔽:
干擾可以通過(guò)導(dǎo)線傳導(dǎo)和空間輻射傳導(dǎo)兩種途徑進(jìn)行傳播。前述的方法1和3已經(jīng)解決了導(dǎo)線傳導(dǎo)的干擾問(wèn)題。為了對(duì)抗空間干擾,比較有效的方法是添加屏蔽罩。配電柜通??梢猿洚?dāng)有效的屏蔽罩。但對(duì)抵御來(lái)自?xún)?nèi)部的干擾,特別是繼電器或接觸器在配電柜內(nèi)產(chǎn)生的高頻干擾,需要合理布局內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為了減少空間輻射干擾,PLC應(yīng)該遠(yuǎn)離繼電器和受其控制的高電流電纜。如果干擾問(wèn)題仍然嚴(yán)重,可以考慮用錫紙將PLC包裹起來(lái),類(lèi)似于為PLC添加一個(gè)額外的屏蔽罩。