西門子EM AM0模擬量模塊

 
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根據(jù)干擾模式的不同，PLC控制系統(tǒng)的電磁干擾分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射等在信號線上感應(yīng)的電壓疊加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電時，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這是PLC系統(tǒng)I/O模塊損壞率較高的主要原因）。這種共模干擾可為直流，也可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間的感應(yīng)以及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓。這種電壓疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。為了保證PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)環(huán)境中免受或減少電磁干擾，一般采用隔離和屏蔽的方法。

　　（8）軟件抗干擾措施

　　由于電磁干擾的復(fù)雜性，要根本消除干擾的影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計和組態(tài)時，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

　　由于噪聲、開關(guān)的誤動作、模擬信號誤差等因素的影響，PLC的外部開關(guān)量和模擬量輸入信號會出現(xiàn)錯誤，引起程序判斷失誤，造成事故。當(dāng)按鈕、開關(guān)作為輸入信號時，則不可避免產(chǎn)生抖動。如果輸入信號是繼電器/接觸器觸點(diǎn)，有時會產(chǎn)生瞬間跳動，引起系統(tǒng)誤動作。在這種情況下，可采用定時器延時來去掉抖動，定時時間根據(jù)觸點(diǎn)抖動情況和系統(tǒng)要求的響應(yīng)速度而定，這樣可保證觸點(diǎn)確實穩(wěn)定閉合（或斷開）后才執(zhí)行特定的任務(wù)處理。

　　對于模擬信號可采用多種軟件濾波方法來提高數(shù)據(jù)的可靠性。連續(xù)采樣多次，采樣間隔根據(jù)Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換時間和信號的變化頻率而定。采樣數(shù)據(jù)先后存放在不同的數(shù)據(jù)寄存器中，經(jīng)比較后取中間值或平均值作為當(dāng)前輸入值。常用的數(shù)字濾波方法有程序判斷濾波、中值濾波、滑動平均值濾波、防脈沖干擾平均值濾波、算術(shù)平均值濾波、去極值平均濾波等。

　?、俪绦蚺袛酁V波適用于對采樣信號因受到隨機(jī)干擾或傳感器不穩(wěn)定而引起的失真進(jìn)行濾波。設(shè)計時根據(jù)經(jīng)驗確定兩次采樣允許的最大偏差，若先后兩次采樣的信號差值大于偏差，表明輸入是干擾信號，應(yīng)去掉，用上次采樣值作為本次采樣值。若差值不大于偏差，則本次采樣值有效。

　?、谥兄禐V波是連續(xù)輸入3個采樣信號，從中選擇中間值作為有效采樣信號。

　　③滑動平均值濾波是將數(shù)據(jù)存儲器的一個區(qū)域（20個單元左右）作為循環(huán)隊列，每次數(shù)據(jù)采集時先去掉隊首的一個數(shù)據(jù)，再把新數(shù)據(jù)放入隊尾，然后求平均值。

　　④去極值平均濾波是連續(xù)采樣n次，求數(shù)據(jù)的累加和，同時找出其中的最大值和最小值，從累加和中減去最大值和最小值，再求（n－2）個數(shù)據(jù)的平均值作為有效的采樣值。

　?、菟阈g(shù)平均值濾波是求連續(xù)輸入的n個采樣數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為有效的信號。它不能消除明顯的脈沖干擾，只是削弱其影響。要提高效果可采用去極值平均濾波。

　　⑥防脈沖干擾平均值濾波是連續(xù)進(jìn)行4次采樣，去掉其中的最大值和最小值，再求剩下的兩個數(shù)據(jù)的平均值。它實際上是去極值平均濾波的特例。

　　在設(shè)計中還可以用線性插值法、二次拋物線插值法或分段曲線擬合等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性補(bǔ)償，提高數(shù)據(jù)的線性度。也可采用零位補(bǔ)償或自動零跟蹤補(bǔ)償?shù)确椒▉硖幚砹闫?，修正誤差，提高采樣數(shù)據(jù)的精度。

　　另外還可進(jìn)行信號相容性檢查，包括開關(guān)信號之間的狀態(tài)是否矛盾，模擬信號值的變化范圍是否正常，開關(guān)量信號與模擬量信號之間是否*，以及各信號的時序關(guān)系是否正確等。定時校正參考點(diǎn)電位，并采用動態(tài)零點(diǎn)，可有效防止電位漂移。采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計相應(yīng)的軟件標(biāo)志位，并通過設(shè)置軟件陷阱等方法來提高軟件結(jié)構(gòu)的可靠性