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PLC遠(yuǎn)程I/O的抗干擾問(wèn)題

1 引言

　　在工業(yè)plc控制系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程i/o是一種高速局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上就是以總線的方式將輸入/輸出設(shè)備和中央控制器（cpu）連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入/輸出設(shè)備的遠(yuǎn)程控制的一種解決方案?？偩€方式有多種，各大公司開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，例如有的公司采用profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線，通訊介質(zhì)為屏蔽雙絞線，有的公司則采用75ω同軸電纜和catv介質(zhì)技術(shù)。雖然應(yīng)用的介質(zhì)各有差別，但對(duì)系統(tǒng)的要求基本一致，主要有以下幾個(gè)方面：

　?。?） 保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦?

　　保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確高速傳輸是對(duì)遠(yuǎn)程i/o的基本要求。大部分?jǐn)?shù)據(jù)在rio處理器（在plc的前端）和rio適配器（在遠(yuǎn)程分站）之間傳送，對(duì)i/o遠(yuǎn)程分站小于1ms。

　?。?） 對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格控制的可預(yù)測(cè)速度

　　作為一個(gè)高速局域網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程i/o必須支持時(shí)間要求很嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合。plc采用一致性通訊方法服務(wù)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，i/o分站總是在確定的時(shí)間范圍內(nèi)更新，在用戶邏輯程序段號(hào)的基礎(chǔ)上對(duì)該時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算。為保證信息不會(huì)產(chǎn)生沖突，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只在一個(gè)確定的時(shí)間范圍內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳送，而不是幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同時(shí)傳送。

　?。?） 對(duì)系統(tǒng)要求有嚴(yán)格的抗干擾措施

　　這一點(diǎn)在工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施階段顯得非常重要。因?yàn)檫h(yuǎn)程i/o連接的是設(shè)備層，而且plc與遠(yuǎn)程站之間的信息傳輸是在嚴(yán)格的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行的，因此任何干擾都有可能造成輸入輸出設(shè)備的狀態(tài)和動(dòng)作指令不能正確的傳送和執(zhí)行，從而造成系統(tǒng)誤動(dòng)作，甚至發(fā)生設(shè)備事故。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，人們對(duì)遠(yuǎn)程i/o系統(tǒng)的信號(hào)干擾問(wèn)題重視不夠，使得系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)試階段時(shí)對(duì)出現(xiàn)的各種干擾問(wèn)題，處理起來(lái)非常頭痛。下面以施耐德公司的quantum系列遠(yuǎn)程i/o為例，闡述如何防止系統(tǒng)的干擾問(wèn)題。

　　某燒結(jié)廠2×90m2燒結(jié)機(jī)擴(kuò)容改造工程plc控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。5套plc（1-5pc）控制系統(tǒng)分別負(fù)責(zé)原料配料，熔劑，混料，燒結(jié)，成品等工藝系統(tǒng)的檢測(cè)和控制，之間通過(guò)modbusplas總線進(jìn)行連接。每套plc帶有若干遠(yuǎn)程i/o分站，分站與主站的通訊采用了rio高速局域網(wǎng)絡(luò)（1.544mbit/slan），通訊介質(zhì)為75ω同軸電纜。

2 干擾原因的分析

　　該系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境比較惡劣，工藝設(shè)備中有大量的變頻器，粉塵，噪音，震動(dòng)等。該系統(tǒng)正常工作時(shí)處于連鎖運(yùn)行狀態(tài)，每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)均取決于它的前后設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。如圖2所示，從3#圓筒到混—13皮帶，均受3pc的3#遠(yuǎn)程站控制，而這段設(shè)備的自動(dòng)啟動(dòng)和停止則由混—3皮帶和5#圓筒的狀態(tài)決定，即混—3皮帶啟動(dòng)，則3#圓筒至混—13皮帶自動(dòng)順序啟動(dòng)—;混3皮帶停機(jī)，則3#圓筒至混—13皮帶順序停機(jī)。