CN111290328A - 一种plc控制抗干扰系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及PLC控制技术领域，公开了一种PLC控制抗干扰系统，其包括多个PLC控制器（1），每个PLC控制器（1）均包括PLC中央处理器（11）以及与所述PLC中央处理器（11）连接的PLC电源模块（12），每个PLC电源模块（12）各连接有一隔离电源模块（2），所述PLC电源模块（12）通过所述隔离电源模块（2）与市电（3）连接。本发明能够提高PLC控制系统的可靠性和稳定性。

Description

一种PLC控制抗干扰系统
技术领域
本发明涉及PLC控制的技术领域，尤其是涉及一种PLC控制抗干扰系统。
背景技术
PLC作为新一代的工业控制器，具有通用性好、实用性强、硬件拍套齐全、编程简单易学等优点，因而广泛应用于电力、机械、纺织、电子、交通运输、石油化工等行业的自动控制系统中。由于PLC控制系统一般在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作，如果外围电路的抗干扰措施不当，整个控制系统的可靠性和稳定性就会大大降低，因此，系统的抗干扰能力是整个系统可靠运行的关键。
目前，当PLC控制系统存在多个PLC控制器时，一般使用隔断器对控制电源进行分配以及调整切换。但是，在切换过程中产生的电流扰动会对PLC控制产生干扰，例如控制滞后等，会影响整个PLC控制系统的可靠性和稳定性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种PLC控制抗干扰系统，能够提高PLC控制系统的可靠性和稳定性。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种PLC控制抗干扰系统，包括多个PLC控制器，每个PLC控制器均包括PLC中央处理器以及与所述PLC中央处理器连接的PLC电源模块，每个PLC电源模块各连接有一隔离电源模块，所述PLC电源模块通过所述隔离电源模块与市电连接。
通过采用上述技术方案，对每一个PLC控制器分配一个隔离电源模块，连接到市电，为每个PLC控制器分配独立电源，互相之间独立工作，不受干扰，避免因电流扰动造成的影响，有效提高PLC控制系统的可靠性和稳定性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每个PLC控制器均包括PLC模拟量模块和PLC数字量模块，所述PLC模拟量模块和所述PLC数字量模块均与PLC中央处理器连接；所述PLC模拟量模块与所述PLC电源模块连接，所述PLC电源模块为所述PLC模拟量模块供电；每个PLC数字量模块各连接有一直流电源模块，所述PLC数字量模块依次通过所述直流电源模块、所述隔离电源模块与市电连接，所述直流电源模块为所述PLC数字量模块供电。
通过采用上述技术方案，采用PLC电源为PLC模拟量模块供电，采用外部直流电源模块为PLC数字量模块供电，可以减少数字量与模拟量之间的信号干扰。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述PLC模拟量模块包括PLC模拟量输入模块和/或PLC模拟量输出模块；所述PLC数字量模块包括PLC数字量输入模块和/或PLC数字量输出模块。
通过采用上述技术方案，根据应用场景以及被控对象具体设置模拟量和数字量的输入输出类型；对于模拟量，PLC控制器可以包含PLC模拟量输入模块、PLC模拟量输出模块中的一个，也可以两个都包含；对于数字量，亦是如此。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述隔离电源模块为隔离变压器。
通过采用上述技术方案，隔离变压器的一次侧、二次侧间具有较高绝缘强度以隔离不同电位抑制共模干扰，将PLC电源、外部直流电源与市电进行隔离，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前，对市电电压起到良好的过滤作用，为PLC控制器提供纯净的电源电压。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每个PLC控制器、每个隔离电源模块的外部均设有抗干扰电磁层，用于屏蔽外部的电磁场干扰。
通过采用上述技术方案，可以有效减少外部高压电场对PLC控制器、隔离电源模块的电磁场干扰，使PLC控制器、隔离电源模块能够正常、可靠运行。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每个PLC控制器还连接有多个传感器模块，每个传感器模块各连接有一信号隔离器，所述传感器模块通过所述信号隔离器与所述PLC模拟量输入模块连接，所述信号隔离器与所述直流电源模块连接，所述直流电源模块为所述信号隔离器供电。
通过采用上述技术方案，信号隔离器采用线性光耦隔离原理，将输入信号进行转换输出，可以提高输入、输出与工作电源三者之间的电气隔离，特别适合与需要电隔离的传感器模块5配用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述直流电源模块外部设有第一屏蔽层，所述第一屏蔽层两端接地且并联电位均衡线。
通过采用上述技术方案，能有效抑制磁场干扰和磁场耦合干扰。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述PLC模拟量模块连接的信号传输电缆外部设有第二屏蔽层，所述第二屏蔽层两端接地且并联电位均衡线。
通过采用上述技术方案，对信号传输电缆外部设置屏蔽层，屏蔽层并联电位均衡线，可以抑制高频干扰；通过对屏蔽层两端接地，可以抑制低频干扰，解决PLC控制器与模拟量装置之间的信号干扰。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1. 对每一个PLC控制器分配一个隔离电源模块，连接到市电，为每个PLC控制器分配独立电源，互相之间独立工作，不受干扰，避免因电流扰动造成的影响，有效提高PLC控制系统的可靠性和稳定性；
2. 采用PLC电源为PLC模拟量模块供电，采用外部直流电源模块为PLC数字量模块供电，可以减少数字量与模拟量之间的信号干扰；
3. 隔离变压器的一次侧、二次侧间具有较高绝缘强度以隔离不同电位抑制共模干扰，将PLC电源、外部直流电源与市电进行隔离，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前，对市电电压起到良好的过滤作用，为PLC控制器提供纯净的电源电压；
4. 可以有效减少外部高压电场对PLC控制器、隔离电源模块的电磁场干扰，使PLC控制器、隔离电源模块能够正常、可靠运行。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中单个PLC控制器与市电连接的示意图。
图3是本发明实施例中单个传感器模块与PLC控制器连接的示意图。
图中，1、PLC控制器，11、PLC中央处理器，12、PLC电源模块，13、PLC模拟量模块，131、PLC模拟量输入模块，14、PLC数字量模块，2、隔离电源模块，3、市电，4、直流电源模块，5、传感器模块，6、信号隔离器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明实施例公开的一种PLC控制抗干扰系统，包括多个PLC控制器1，每个PLC控制器1均包括PLC中央处理器11以及与PLC中央处理器11连接的PLC电源模块12，每个PLC电源模块12各连接有一隔离电源模块2，PLC电源模块12通过隔离电源模块2与市电3连接。
为每一个PLC控制器1分配一个隔离电源模块2，每个PLC控制器1通过各自连接的隔离电源模块2连接到市电，PLC电源模块12将隔离电源模块2输出端的交流电压转换为24V直流电压，该24V直流电压为PLC中央处理器11供电；为每个PLC控制器分配独立电源，互相之间独立工作，不受干扰，避免因电流扰动造成的影响，可以有效提高PLC控制系统的可靠性和稳定性。
可选的，图2示出了单个PLC控制器1的内部结构以及与市电之间的连接关系。如图2所示，每个PLC控制器1均包括PLC模拟量模块13和PLC数字量模块14，PLC模拟量模块13和PLC数字量模块14均与PLC中央处理器11连接；PLC模拟量模块13与PLC电源模块12连接，PLC电源模块12为PLC模拟量模块13供电；每个PLC数字量模块14各连接有一直流电源模块4，直流电源模块4设置于PLC控制器1的外部，PLC数字量模块14依次通过直流电源模块4、隔离电源模块2与市电3连接，直流电源模块4将220V交流市电电压转换为24V直流电压，为PLC数字量模块14供电。
采用不同的电源模块为PLC模拟量模块13、PLC数字量模块14提供工作电压，具体的，利用PLC电源为PLC模拟量模块13供电，利用外部的直流电源模块4为PLC数字量模块14供电，可以减少数字量与模拟量之间的信号干扰。
进一步的，直流电源模块4的外部设有第一屏蔽层，第一屏蔽层两端接地且并联电位均衡线，能有效抑制磁场干扰和磁场耦合干扰。
本实施例中，PLC模拟量模块13可以是单独的PLC模拟量输入模块131，也可以是单独的PLC模拟量输出模块，还可以由PLC模拟量输入模块131和PLC模拟量输出模块组成；PLC数字量模块14可以是PLC数字量输入模块，也可以是PLC数字量输出模块，还可以由PLC数字量输入模块和PLC数字量输出模块组成。
如图3所示，当PLC模拟量模块13包含PLC模拟量输入模块131时，可选的，每个PLC控制器1还可以连接有多个传感器模块5，每个传感器模块5各连接有一信号隔离器6，传感器模块5通过信号隔离器6与PLC模拟量输入模块131连接，信号隔离器6与直流电源模块4连接，直流电源模块4为信号隔离器6供电。
信号隔离器6采用线性光耦隔离原理，将输入信号进行转换输出，可以提高输入、输出与工作电源三者之间的电气隔离，特别适合与需要电隔离的传感器模块5配用。
可选的，与PLC模拟量模块13连接的信号传输电缆的外部可以设有第二屏蔽层，第二屏蔽层两端接地且并联电位均衡线，电位均衡线的电阻值是第二屏蔽层屏蔽电阻的1/10，可以有效抑制高频和低频干扰，可以解决PLC控制器1与模拟量装置（例如传感器）之间的信号干扰问题。
可选的，隔离电源模块2为隔离变压器。根据电源和实际设备的电压等级选定隔离变压器，若实际设备与电源电压等级相同，可以采用变压比为1的变压器。但是必须注意，隔离变压器不能采用自耦变压器（因为自耦变压器的一、二次绕组之间本身就存在直接的电气联系，也就是说是不绝缘的，因此不能用来作为电气隔离用）。对于安全性能要求较高的场合，可以采用专门的隔离变压器。
可选的，每个PLC控制器1、每个隔离电源模块2的外部均设有抗干扰电磁层，用于屏蔽外部的电磁场干扰。其中，抗干扰电磁层可以是由金属或者其它抗电磁干扰的材质构成的网状结构，对此本实施例不做具体限定。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PLC控制抗干扰系统，其特征在于，包括多个PLC控制器（1），每个PLC控制器（1）均包括PLC中央处理器（11）以及与所述PLC中央处理器（11）连接的PLC电源模块（12），每个PLC电源模块（12）各连接有一隔离电源模块（2），所述PLC电源模块（12）通过所述隔离电源模块（2）与市电（3）连接。
2.根据权利要求1所述的PLC控制抗干扰系统，其特征在于，每个PLC控制器（1）均包括PLC模拟量模块（13）和PLC数字量模块（14），所述PLC模拟量模块（13）和所述PLC数字量模块（14）均与PLC中央处理器（11）连接；所述PLC模拟量模块（13）与所述PLC电源模块（12）连接，所述PLC电源模块（12）为所述PLC模拟量模块（13）供电；每个PLC数字量模块（14）各连接有一直流电源模块（4），所述PLC数字量模块（14）依次通过所述直流电源模块（4）、所述隔离电源模块（2）与市电（3）连接，所述直流电源模块（4）为所述PLC数字量模块（14）供电。
3.根据权利要求2所述的PLC控制抗干扰系统，其特征在于，所述PLC模拟量模块（13）包括PLC模拟量输入模块和/或PLC模拟量输出模块；所述PLC数字量模块（14）包括PLC数字量输入模块和/或PLC数字量输出模块。
4.根据权利要求1至3任一项所述的PLC控制抗干扰系统，其特征在于，所述隔离电源模块（2）为隔离变压器。
5.根据权利要求1至3任一项所述的PLC控制抗干扰系统，其特征在于，每个PLC控制器（1）、每个隔离电源模块（2）的外部均设有抗干扰电磁层，用于屏蔽外部的电磁场干扰。
6.根据权利要求3所述的PLC控制抗干扰系统，其特征在于，每个PLC控制器（1）还连接有多个传感器模块（5），每个传感器模块（5）各连接有一信号隔离器（6），所述传感器模块（5）通过所述信号隔离器（6）与所述PLC模拟量输入模块（131）连接，所述信号隔离器（6）与所述直流电源模块（4）连接，所述直流电源模块（4）为所述信号隔离器（6）供电。
7.根据权利要求2、3或6所述的PLC控制抗干扰系统，其特征在于，所述直流电源模块（4）外部设有第一屏蔽层，所述第一屏蔽层两端接地且并联电位均衡线。
8.根据权利要求2、3或6所述的PLC控制抗干扰系统，其特征在于，所述PLC模拟量模块（13）连接的信号传输电缆外部设有第二屏蔽层，所述第二屏蔽层两端接地且并联电位均衡线。
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