淺析斗輪機PLC控制系統通訊干擾分析與治理

顧勤棟

摘要：現階段的斗輪機的控制系統會受外界不穩定因素的影響，對其通訊情況造成困擾，嚴重的會讓斗輪機出現失控現象。基于此，本文主要從斗輪機PLC控制系統的概念出發，而后分析會對其造成通訊干擾的原因，并提出相應的解決措施。

關鍵詞：斗輪機;PLC控制系統;通訊干擾

引言：斗輪機常運用于散料運輸，而主要控制斗輪機運行的是PLC系統。PLC屬于一種自動性能、靈活度較高的控制系統。斗輪機在實際的運轉階段因常暴露于外界，會受到粉塵、震動等多種不穩定的干擾源當中。而這種外界因素是很難控制的，所以成為阻礙斗輪機平穩運行的主要源頭。

一、PLC控制系統概述

伴隨我國的迅猛發展，使得自動化、數字化的相關新型技術被廣泛運用到各類領域當中。而相比其他先進技術，數字控制系統最常運用在工業，而與之匹配的設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行業的優勢有適應能力強，操作較為簡單，編程方式易于學會等。PLC控制系統是由端口輸入信息進而發射信號，與總線信號有著一定的距離，在這些距離中會有各式各樣的干擾源。斗輪機的工作現場常運用高壓電、變頻機械等，使其給通訊方面造成嚴重的困擾[1]。

二、PLC控制系統主要的干擾因素

現階段實際運用于斗輪機的PLC系統常使用國外的品牌，據相關數據可知PLC在運行中由于自身情況出現的問題還是占少數，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，一旦受干擾影響，定會帶來不正常的運轉方式，進一步導致相關數據丟失等不可挽回的現象。

（一）供電系統波

在實際的操作當中，導致PLC運行不穩定的主要原因就是供電系統中的電壓情況不平穩。日常運行的期間，斗輪機電源普遍由用戶電網供給，常見高壓有6kv或是10kv低壓為380v。提供電源的電網自身就會有一些機械設備，這些設備在運作時就會出現一定的波動。在空間出現的電磁干擾，進一步會展現在電流當中。像是開關操作、大型電動機的啟動和停止運行、電網短路等問題都會讓電流出現波動。斗輪機的供電體系常選用單線電路來供電，使其無法脫離這種現實狀況，因此對斗輪機PLC系統的造成干擾。

（二）強磁輻射干擾

上文提到過斗輪機的運作環境極為繁瑣，使得PLC控制系統常年身處臟亂差的施工環境當中，使其遭受到了不同程度的干擾。這類干擾源可以統稱為空間輻射電磁場，主要是因為受到雷達、無線電波、高頻設備在運作時產生的輻射影響，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，對于PLC通訊系統來說，是隨著感應而一同進入內部的干擾。

（三）布線安裝不規范

斗輪機本身是一種復雜的重型機械設備，其自身安裝的階段就極為繁復，移動軌道數量多、運動時自帶震動、靈活運作的關節數量多，給線路安裝工作帶來了難度。眾多的線路安裝，如有少數安裝錯誤，是不能及時被找得到的，從而造成了隱患。現階段PLC系統的布線常出現兩種問題：第一種是PLC系統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就會給通訊系統帶來干擾。第二種是連接PLC系統的端口和總線的安裝技術如果不嚴格按照規范來進行組裝，容易出現地磁輻射外泄的問題，進而使PLC系統的通訊電纜受到輻射影響，進一步影響了信息輸送。

（四）PLC系統內部

PLC系統內部的各個部件和線路之間會產生電磁輻射，進一步對其通訊系統造成干擾。這類型和干擾因素的主要問題大多為內部的零件不匹配，互相運作會產生干擾。

三、PLC控制系統抗干擾的主要方法

（一）電源干擾的防護措施

1.電源干擾

供電系統對PLC通訊系統造成干擾所占次數最多，為了從根本上解決這個問題，就需要更換掉不合理的部分。電網內部的相關裝置在運行時會讓輸送給斗輪機PLC裝備的電壓出現波動，為了減少電壓波動帶來的干擾問題可從四點入手。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整器從而進行電壓控制，減少電壓波動。第三種就是利用毫秒或微秒級別的脈沖進行防治信號干擾。第四種是使用頻譜均衡法，但由于這種方式投入成本較高，不經常使用。

2.負載干擾

在PLC控制系統當中常存有儲能型的負載狀態，每當切換時會產生較高的電壓，嚴重時會有發電的危險趨勢，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，處于自流感的負載種類時，要在負載的兩端接入續流二極管，使其離負載場的距離較近，從而使得減少電壓值，提高耐壓數值。另一種是處于交流感應的情況，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備產生的輻射，對PLC通訊系統造成的干擾。就要對相應的設備進行處理，包含了電源變壓器、中央處理器、導電設備等，要進行適當的屏蔽工作，在屏蔽時要注意其密封性是否良好，不要做無用功。也可對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或運作時產生的噪音影響控制系統中的通訊設備，進一步保障其平穩健康運作。

（三）優化接地方式

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要求開展安裝工作。在斗輪機按照PLC系統的布線階段，要將通訊總線電纜遠離動力電纜，杜絕出現交叉現象。還要靈活運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控制系統與大自然本身就存在著電位差，但高水準的接地方式能夠減少由電位差產生的干擾情況，就需要選取系統化的接地方式。為減少電源和接口處的信號干擾情況，可將其直接引入大地。正確的接地方式能夠有效的杜絕錯誤的實施動作，要將每一個控制器和每一個設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，就需要對現有的位置進行深入的調查，進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上保障接收信號的真實性，多運用程序限幅法。具體操作可以實施警戒時鐘，一旦超過正常的運行時長就能及時的發出信號，引起人員注意。要加大信號的保護工作和恢復工作，定期的檢查外界的影響因素，防患于未然。

結語：由上文能夠大致了解造成干擾的原因，提出了有價值的參考意見。可將其運用于實際，從而幫助PLC控制系統減少通訊干擾問題。

參考文獻：

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