我們設(shè)計的簡易PLC投入市場使用已經(jīng)有幾年的時間。

在使用過程中，碰到過各種各樣的用戶以及使用場景。

經(jīng)常會碰到一些莫名其妙的可靠性問題，特別在工況情況差時，更是如此。

這也是很好的反饋過程，在幫用戶解決問題時，不但自己的技術(shù)水平得到了提升，也不斷對產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化。

現(xiàn)在花一點時間對抗干擾的問題做一些總結(jié)，此文介紹數(shù)字量輸入的抗干擾方法；

數(shù)字量最常用的就是開關(guān)的閉合和斷開狀態(tài)。一般情況會采用光耦進(jìn)行隔離檢測。

數(shù)字量最主要有兩個干擾來源，

1)有機械觸點的開關(guān)在斷開或者閉合的瞬間，由于機械抖動而導(dǎo)致的干擾。

2)數(shù)字量信號在傳輸過程中從空間或者線路上耦合了電磁干擾。

可以采用以下三種方法降低數(shù)字信號的干擾。

1)在PLC的內(nèi)部程序用幾個斷電記憶的變量記錄每一個輸入的掃描周期以及去抖的檢測次數(shù)。

用戶在PLC的顯示界面或者是網(wǎng)頁上設(shè)置掃描周期以及去抖次數(shù)。

PLC內(nèi)部程序按照設(shè)置的周期掃描輸入，只有檢測到持續(xù)高、低電平的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的去抖動次數(shù)才會認(rèn)為輸入狀態(tài)的改變。

用戶需要根據(jù)不同數(shù)字量輸入的特點設(shè)置最優(yōu)的參數(shù)。

比如有機械觸點的開關(guān)或者按鍵，比如啟動／停止開關(guān)，重點考慮是由于機械觸點接觸/斷開瞬間的機械抖動所導(dǎo)致的干擾，一般100ms左右的延時不會影響客戶體驗。

可以將掃描周期設(shè)置為8ms，去抖次數(shù)為10次，去抖的延時時間為80ms。

可以非常有效地過濾機械抖動和電磁信號導(dǎo)致的干擾。

比較特殊的是由NPN/PNP開關(guān)提供的數(shù)字量輸入，沒有機械抖動，但是開關(guān)的頻率可能會比較高，比如脈沖計數(shù)功能；

脈沖流量計產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，當(dāng)把脈沖信號接入到PLC進(jìn)行流量檢測時，我們需要根據(jù)其規(guī)格參數(shù)選擇最優(yōu)的參數(shù)達(dá)到最佳的抗干擾效果。

儀表口徑與儀表系數(shù)的關(guān)系

比如下表所示的流量計，

儀表口徑與流量關(guān)系

以口徑為DN50的流量計為例，假設(shè)某系統(tǒng)的最大流量為40立方米／小時，

將單位換算為L/S，得到最大流量為11.11L/S；

根據(jù)儀表系數(shù)27次/L，我們知道脈沖信號的最高頻率為：300Hz。

一個周期的脈沖信號有高、低電平兩種狀態(tài)，如下圖：

脈沖信號波形

根據(jù)幾個方面考慮來確定掃描參數(shù)：

1)由最高頻率確認(rèn)最小周期。

2)由脈沖信號的占空比和最小周期確定高、低電平狀態(tài)的最短持續(xù)時間。

3)至少需要4次的去抖次數(shù)。

4)每一個狀態(tài)都應(yīng)該有最少去抖動次數(shù)3倍的檢測次數(shù)

以上述最高300Hz的脈沖輸入信號為例，最小周期為3.33ms，

對于占空比為50%的信號，最短狀態(tài)持續(xù)時間為1.66ms。

最大掃描周期為1.66ms/12=0.138ms。

將掃描周期選擇為100us，去抖次數(shù)選為4次。

2)在信號的首端和末端增加磁環(huán)以及采用屏蔽線進(jìn)行連接。

將連線纏繞在磁環(huán)上，或者用屏蔽線進(jìn)行連接，可以有效過濾高頻信號的干擾。

當(dāng)開關(guān)頻率比較高，由于PLC性能限制，無法縮短掃描周期，多次掃描實現(xiàn)去抖時，只能通過這些措施實現(xiàn)抗干擾。

加磁環(huán)的接線

3)遠(yuǎn)離干擾源，

高電壓、大電流都是干擾源，其產(chǎn)生的電磁波會耦合到輸入信號上，對輸入信號產(chǎn)生影響。

強電：強電是電力系統(tǒng)中的電能，如家庭生活中常用的220V照明用電，1000V工業(yè)用電。具有電壓大、電流大、頻率低的特點。此外，強電還用于驅(qū)動大功率的電氣設(shè)備，如電機、燈具等電器設(shè)備。
弱電：弱電可以直接理解為低功率，弱電在生活中也很常見，通常出現(xiàn)在各種電子產(chǎn)品中。與強電相比，弱電是指信號傳輸所需的電流和電壓，具有電流小、頻率高、電壓低的特點。

在PLC的系統(tǒng)布線時，需要將屬于弱電的數(shù)字量輸入信號線同高電壓、大電流的設(shè)備及走線分開，相互之間保證足夠的間格。

本文來源物聯(lián)網(wǎng)全棧開發(fā)

審核編輯：湯梓紅