淺析斗輪機(jī)PLC控制系統(tǒng)通訊干擾分析與治理

顧勤棟

摘要：現(xiàn)階段的斗輪機(jī)的控制系統(tǒng)會(huì)受外界不穩(wěn)定因素的影響，對(duì)其通訊情況造成困擾，嚴(yán)重的會(huì)讓斗輪機(jī)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。基于此，本文主要從斗輪機(jī)PLC控制系統(tǒng)的概念出發(fā)，而后分析會(huì)對(duì)其造成通訊干擾的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：斗輪機(jī);PLC控制系統(tǒng);通訊干擾

引言：斗輪機(jī)常運(yùn)用于散料運(yùn)輸，而主要控制斗輪機(jī)運(yùn)行的是PLC系統(tǒng)。PLC屬于一種自動(dòng)性能、靈活度較高的控制系統(tǒng)。斗輪機(jī)在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)階段因常暴露于外界，會(huì)受到粉塵、震動(dòng)等多種不穩(wěn)定的干擾源當(dāng)中。而這種外界因素是很難控制的，所以成為阻礙斗輪機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的主要源頭。

一、PLC控制系統(tǒng)概述

伴隨我國的迅猛發(fā)展，使得自動(dòng)化、數(shù)字化的相關(guān)新型技術(shù)被廣泛運(yùn)用到各類領(lǐng)域當(dāng)中。而相比其他先進(jìn)技術(shù)，數(shù)字控制系統(tǒng)最常運(yùn)用在工業(yè)，而與之匹配的設(shè)備就是可編程遙控器，也就是所謂的PLC。這類型的裝置在工業(yè)行業(yè)的優(yōu)勢(shì)有適應(yīng)能力強(qiáng)，操作較為簡單，編程方式易于學(xué)會(huì)等。PLC控制系統(tǒng)是由端口輸入信息進(jìn)而發(fā)射信號(hào)，與總線信號(hào)有著一定的距離，在這些距離中會(huì)有各式各樣的干擾源。斗輪機(jī)的工作現(xiàn)場常運(yùn)用高壓電、變頻機(jī)械等，使其給通訊方面造成嚴(yán)重的困擾[1]。

二、PLC控制系統(tǒng)主要的干擾因素

現(xiàn)階段實(shí)際運(yùn)用于斗輪機(jī)的PLC系統(tǒng)常使用國外的品牌，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知PLC在運(yùn)行中由于自身情況出現(xiàn)的問題還是占少數(shù)，造成通訊空擾的主要原因在外界。PLC作為總指揮類型的控制系統(tǒng)，一旦受干擾影響，定會(huì)帶來不正常的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，進(jìn)一步導(dǎo)致相關(guān)數(shù)據(jù)丟失等不可挽回的現(xiàn)象。

（一）供電系統(tǒng)波

在實(shí)際的操作當(dāng)中，導(dǎo)致PLC運(yùn)行不穩(wěn)定的主要原因就是供電系統(tǒng)中的電壓情況不平穩(wěn)。日常運(yùn)行的期間，斗輪機(jī)電源普遍由用戶電網(wǎng)供給，常見高壓有6kv或是10kv低壓為380v。提供電源的電網(wǎng)自身就會(huì)有一些機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)作時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng)。在空間出現(xiàn)的電磁干擾，進(jìn)一步會(huì)展現(xiàn)在電流當(dāng)中。像是開關(guān)操作、大型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止運(yùn)行、電網(wǎng)短路等問題都會(huì)讓電流出現(xiàn)波動(dòng)。斗輪機(jī)的供電體系常選用單線電路來供電，使其無法脫離這種現(xiàn)實(shí)狀況，因此對(duì)斗輪機(jī)PLC系統(tǒng)的造成干擾。

（二）強(qiáng)磁輻射干擾

上文提到過斗輪機(jī)的運(yùn)作環(huán)境極為繁瑣，使得PLC控制系統(tǒng)常年身處臟亂差的施工環(huán)境當(dāng)中，使其遭受到了不同程度的干擾。這類干擾源可以統(tǒng)稱為空間輻射電磁場，主要是因?yàn)槭艿嚼走_(dá)、無線電波、高頻設(shè)備在運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的輻射影響，這類型的輻射干擾所處位置是不確定的，所涉及的范圍也比較廣闊，對(duì)于PLC通訊系統(tǒng)來說，是隨著感應(yīng)而一同進(jìn)入內(nèi)部的干擾。

（三）布線安裝不規(guī)范

斗輪機(jī)本身是一種復(fù)雜的重型機(jī)械設(shè)備，其自身安裝的階段就極為繁復(fù)，移動(dòng)軌道數(shù)量多、運(yùn)動(dòng)時(shí)自帶震動(dòng)、靈活運(yùn)作的關(guān)節(jié)數(shù)量多，給線路安裝工作帶來了難度。眾多的線路安裝，如有少數(shù)安裝錯(cuò)誤，是不能及時(shí)被找得到的，從而造成了隱患。現(xiàn)階段PLC系統(tǒng)的布線常出現(xiàn)兩種問題：第一種是PLC系統(tǒng)的電線類型以屏蔽雙絞線、屏蔽同軸線為主，屏蔽線的接線處安裝不妥當(dāng)就會(huì)給通訊系統(tǒng)帶來干擾。第二種是連接PLC系統(tǒng)的端口和總線的安裝技術(shù)如果不嚴(yán)格按照規(guī)范來進(jìn)行組裝，容易出現(xiàn)地磁輻射外泄的問題，進(jìn)而使PLC系統(tǒng)的通訊電纜受到輻射影響，進(jìn)一步影響了信息輸送。

（四）PLC系統(tǒng)內(nèi)部

PLC系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)部件和線路之間會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，進(jìn)一步對(duì)其通訊系統(tǒng)造成干擾。這類型和干擾因素的主要問題大多為內(nèi)部的零件不匹配，互相運(yùn)作會(huì)產(chǎn)生干擾。

三、PLC控制系統(tǒng)抗干擾的主要方法

（一）電源干擾的防護(hù)措施

1.電源干擾

供電系統(tǒng)對(duì)PLC通訊系統(tǒng)造成干擾所占次數(shù)最多，為了從根本上解決這個(gè)問題，就需要更換掉不合理的部分。電網(wǎng)內(nèi)部的相關(guān)裝置在運(yùn)行時(shí)會(huì)讓輸送給斗輪機(jī)PLC裝備的電壓出現(xiàn)波動(dòng)，為了減少電壓波動(dòng)帶來的干擾問題可從四點(diǎn)入手。第一種方式可選用隔離變壓器，并在屏蔽層的位置覆蓋錫紙，從根本上杜絕干擾源。第二種可選用集成電壓調(diào)整器從而進(jìn)行電壓控制，減少電壓波動(dòng)。第三種就是利用毫秒或微秒級(jí)別的脈沖進(jìn)行防治信號(hào)干擾。第四種是使用頻譜均衡法，但由于這種方式投入成本較高，不經(jīng)常使用。

2.負(fù)載干擾

在PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中常存有儲(chǔ)能型的負(fù)載狀態(tài)，每當(dāng)切換時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的電壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有發(fā)電的危險(xiǎn)趨勢(shì)，為了能夠處理這類型的干擾源，主要的克服手段分兩種情況，處于自流感的負(fù)載種類時(shí)，要在負(fù)載的兩端接入續(xù)流二極管，使其離負(fù)載場的距離較近，從而使得減少電壓值，提高耐壓數(shù)值。另一種是處于交流感應(yīng)的情況，在兩端接入CR干擾吸收器。

（二）防止輸入性干擾的措施

為了防止由于外界某一設(shè)備產(chǎn)生的輻射，對(duì)PLC通訊系統(tǒng)造成的干擾。就要對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行處理，包含了電源變壓器、中央處理器、導(dǎo)電設(shè)備等，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘喂ぷ鳎谄帘螘r(shí)要注意其密封性是否良好，不要做無用功。也可對(duì)輸入線路選用濾波的處理方式，能夠有效的起到抑制干擾源的作用，還能對(duì)各模板間的作用起到消減功能。在處理器的位置可選擇使用光電隔離的方式，從而起到防止外界干擾信號(hào)或運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的噪音影響控制系統(tǒng)中的通訊設(shè)備，進(jìn)一步保障其平穩(wěn)健康運(yùn)作。

（三）優(yōu)化接地方式

由于安裝線路是無法避免的組裝過程，因此要正確的按照相關(guān)要求開展安裝工作。在斗輪機(jī)按照PLC系統(tǒng)的布線階段，要將通訊總線電纜遠(yuǎn)離動(dòng)力電纜，杜絕出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。還要靈活運(yùn)用金屬隔板將性能不同的電線隔離開來，從而將干擾情況降到最低。PLC控制系統(tǒng)與大自然本身就存在著電位差，但高水準(zhǔn)的接地方式能夠減少由電位差產(chǎn)生的干擾情況，就需要選取系統(tǒng)化的接地方式。為減少電源和接口處的信號(hào)干擾情況，可將其直接引入大地。正確的接地方式能夠有效的杜絕錯(cuò)誤的實(shí)施動(dòng)作，要將每一個(gè)控制器和每一個(gè)設(shè)備要選擇不同的接地位置，但要采用趨同的接地方式。若沒有足夠的接地位置，就需要對(duì)現(xiàn)有的位置進(jìn)行深入的調(diào)查，進(jìn)而開展線路接地工作。

（四）軟件抗干擾措施

想要在防止通訊干擾的基礎(chǔ)上保障接收信號(hào)的真實(shí)性，多運(yùn)用程序限幅法。具體操作可以實(shí)施警戒時(shí)鐘，一旦超過正常的運(yùn)行時(shí)長就能及時(shí)的發(fā)出信號(hào)，引起人員注意。要加大信號(hào)的保護(hù)工作和恢復(fù)工作，定期的檢查外界的影響因素，防患于未然。

結(jié)語：由上文能夠大致了解造成干擾的原因，提出了有價(jià)值的參考意見。可將其運(yùn)用于實(shí)際，從而幫助PLC控制系統(tǒng)減少通訊干擾問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃漢銀.斗輪機(jī)PLC控制系統(tǒng)故障分析與處理[J].電器開關(guān)，2018，1（2）：104-105.