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软件抗干扰措施

　　由于电磁干扰的复杂性，要根本消除干扰的影响是不可能的，因此在plc控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。

　　由于噪声、开关的误动作、模拟信号误差等因素的影响，plc的外部开关量和模拟量输入信号会出现错误，引起程序判断失误，造成事故。当按钮、开关作为输入信号时，则不可避免产生抖动。如果输入信号是继电器/接触器触点，有时会产生瞬间跳动，引起系统误动作。在这种情况下，可采用定时器延时来去掉抖动，定时时间根据触点抖动情况和系统要求的响应速度而定，这样可保证触点确实稳定闭合（或断开）后才执行特定的任务处理。

　　对于模拟信号可采用多种软件滤波方法来提高数据的可靠性。连续采样多次，采样间隔根据A/D转换时间和信号的变化频率而定。采样数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。常用的数字滤波方法有程序判断滤波、中值滤波、滑动平均值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、算术平均值滤波、去极值平均滤波等。

　　①程序判断滤波适用于对采样信号因受到随机干扰或传感器不稳定而引起的失真进行滤波。设计时根据经验确定两次采样允许的大偏差，若先后两次采样的信号差值大于偏差，表明输入是干扰信号，应去掉，用上次采样值作为本次采样值。若差值不大于偏差，则本次采样值有效。

　　②中值滤波是连续输入3个采样信号，从中选择中间值作为有效采样信号。

　　③滑动平均值滤波是将数据存储器的一个区域（20个单元左右）作为循环队列，每次数据采集时先去掉队首的一个数据，再把新数据放入队尾，然后求平均值。

　　④去极值平均滤波是连续采样n次，求数据的累加和，同时找出其中的大值和小值，从累加和中减去大值和小值，再求（n－2）个数据的平均值作为有效的采样值。

　　⑤算术平均值滤波是求连续输入的n个采样数据的算术平均值作为有效的信号。它不能消除明显的脉冲干扰，只是削弱其影响。要提高效果可采用去极值平均滤波。

　　⑥防脉冲干扰平均值滤波是连续进行4次采样，去掉其中的大值和小值，再求剩下的两个数据的平均值。它实际上是去极值平均滤波的特例。

　　在设计中还可以用线性插值法、二次抛物线插值法或分段曲线拟合等方法对数据进行非线性补偿，提高数据的线性度。也可采用零位补偿或自动零跟踪补偿等方法来处理零漂，修正误差，提高采样数据的精度。

　　另外还可进行信号相容性检查，包括开关信号之间的状态是否矛盾，模拟信号值的变化范围是否正常，开关量信号与模拟量信号之间是否*，以及各信号的时序关系是否正确等。定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移。采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位，并通过设置软件陷阱等方法来提高软件结构的可靠性。

　plc控制系统受到干扰的主要途径有电源线、输入/输出线和空间传播等。电源受干扰后，plc控制系统的供电质量变差，会引起plc控制失灵。输入/输出线受干扰后，会出现输入/输出控制。空中干扰主要以电磁感应和静电感应形式使plc的cpu出现误操作。

　　3.plc控制系统中的抗干扰措施

　　plc控制系统的可靠性设计在系统设计中占有重要地位，在实际设计中，应根据应用系统的具体特点和应用环境的具体条件，灵活地选择行之有效的可靠性设计技术和抗干扰措施，全面、合理地考虑系统的软件和硬件设计，从总体上提高系统的抗干扰能力和可靠性。

　　plc控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制干扰，对有些干扰情况还需做具体分析。在实际开发过程中，应充分考虑到对plc的各种不利因素，在硬件、软件的设计和安装中采取适当的保护措施，才能保证控制系统安全、可靠地运行。

　　要提高plc控制系统的可靠性，针对干扰产生的原因，必须从设计阶段就采取相应的抑制措施，常见的措施有提高装置和系统的抗干扰能力、抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径等，基本的抗干扰措施如表1所示。

　　工程设计人员仅仅了解抗干扰的原则，掌握抗干扰的基本措施还不够，许多情况下干扰源对系统的干扰不是那么明显，应综合考虑各方面的因素，在实践中不断总结。在实际的工程设计中通常采用的主要抗干扰措施有：

　　（1）选择抗干扰能力强的产品

　　在控制系统的设备选型阶段，考虑到各厂家plc抗干扰性能的优劣，选型时就需选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性（electromagneticcompatibility，emc），尤其是抗外部干扰的能力，如采用浮地技术、隔离性能好的plc。其次还应了解生产厂家给出的抗干扰指标，如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等。另外的方法是考察该型号plc在类似工作环境中的使用情况。

　　（2）采用性能好的电源，抑制电网干扰

　　在plc控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰串入plc控制系统主要通过plc系统的供电电源（如cpu电源、i/o电源等）、变送器供电电源和与plc系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入。plc系统的供电电源一般都采用隔离性能较好的电源，变送器的电源及与plc有直接电气连接的仪表的供电电源应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的产品，以减少对plc系统的干扰。

　　此外，plc电源要与整个供电系统的动力电源分开，一般在进入plc系统时加屏蔽隔离变压器。屏蔽隔离变压器的次级侧至plc系统间必须采用不小于2mm2的双绞线。屏蔽体一般位于一、二次侧两线圈之间并与大地连接，这样就可消除线圈间的直接耦合。另外，电源谐波比较严重时，可在隔离变压器前面加滤波器来消除电源的大部分谐波。必要时可在供电的电源线路上接入低通滤波器，以滤去高频干扰信号。滤波器应放在隔离变压器之前，即先滤波后隔离。分离供电系统，将控制器、i/o通道和其他设备的供电采用各自的隔离变压器分离开来，也有助于抗电网干扰。 　　（3）电缆的选择和敷设