一種可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及一種可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統(tǒng)抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。自動化系統(tǒng)中所使用各類型的可編程邏輯控制器(PLC, Programmable Logic Controller),有的是集中安裝控制式,有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機設(shè)備上，它們大多處于強電電路和強電設(shè)備所形成惡劣電磁環(huán)境中。
[0003]由于連接PLC控制系統(tǒng)各設(shè)備的各類信號傳輸線，除傳輸有效信號之外，還會作為各種外部干擾的信號傳輸媒介。這些干擾源主要有以下兩種:一是變頻器供電電源或共用信號儀表供電電源串入電網(wǎng)引起的干擾，這種干擾因素較小往往被忽視；二是信號傳輸線因受空間電磁輻射的感應(yīng)而引起的干擾，即信號線上外部感應(yīng)干擾，這類干擾往往很嚴(yán)重。這種由信號傳輸線引入的干擾會引起I / O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時將引起元器件損傷。同時信號傳輸線的隔離性能差，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。實踐過程中，PLC控制系統(tǒng)因信號傳輸線引入的干擾造成I / O模件損壞數(shù)量相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。
[0004]在工業(yè)控制中，計算機及通訊技術(shù)已成為工業(yè)環(huán)境中大部分解決方案的核心部分，其在系統(tǒng)中的比重正在迅速增加，通常采用主從設(shè)備控制的方式進行，一個控制器控制多個從設(shè)備，即交流電機。而交流電機的拖動越來越多地采用變頻器完成，它不但作為一個單獨的執(zhí)行機構(gòu)，而且隨著不斷的智能化，同遠程計算機之間可以通過各種通訊方式結(jié)合成一個有機的整體。在實際工程實施時，變頻器的啟動、停止、方向、告警、故障指示以及故障復(fù)位等控制通常為端子排開關(guān)信號控制方式，速度控制采用模擬量給定值控制方式來完成。如前段所述，各個變頻器的輸出信號線會對其他變頻器產(chǎn)生強烈的干擾信號，而變頻本身器本身也是一個諧波強干擾源。由于這些干擾，可能造成控制器有時誤動作的情況，甚至可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的紊亂或癱瘓。
[0005]現(xiàn)有的為減少控制系統(tǒng)中的電磁干擾，常采用在變頻器的輸入輸出側(cè)電路中，增加濾波器。濾去變頻器產(chǎn)生的許多頻率較高的諧波電流，這些高頻諧波電流將以各種方式形成對其他設(shè)備的干擾信號，濾波器就是用于削弱頻率較高的諧波分量的方法。但無論是采用有源濾波器或是無源濾波器，都會產(chǎn)生熱干擾或電磁干擾，運行可靠性不足。另一種方法是對控制系統(tǒng)及外引線進行屏蔽以防空間輻射電磁干擾，比如將通訊電纜進行分層布置，以防通過信號線引入的傳導(dǎo)電磁干擾；以及考慮正確設(shè)計接地點和接地裝置，完善接地系統(tǒng)。最后，還必須利用軟件手段，進一步提高系統(tǒng)的安全可靠性。以上方法可在一定程度上達到抗干擾性能，但對硬件系統(tǒng)的要求高，并增加系統(tǒng)布線的復(fù)雜性以及程序控制的復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為保證工業(yè)控制系統(tǒng)高可靠性的要求，本發(fā)明的目的是提供一種可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有工業(yè)控制系統(tǒng)中，由于PLC連接設(shè)備的信號線以及變頻器帶來的電磁干擾而導(dǎo)致的工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性不足的問題，本發(fā)明的控制系統(tǒng)對硬件設(shè)備要求低，布局簡單，并減小了控制邏輯的復(fù)雜度。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)，包括控制器和若干個被控設(shè)備，其中，所述控制器為主設(shè)備，所述若干個被控設(shè)備均為從設(shè)備，所述控制器與各被控設(shè)備間分別采用通訊電纜相連，并在通訊電纜上靠近各被控設(shè)備處分別安裝一磁環(huán)，所述磁環(huán)用來屏蔽通訊電纜上的電磁干擾。
[0008]其中，所述電磁干擾包括通訊電纜上傳輸信號線所引入的干擾或被控設(shè)備本身的諧波干擾，所述被控設(shè)備為變頻器。
[0009]進一步優(yōu)選地，所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中，所述通訊電纜采用屏蔽雙絞線電纜。
[0010]采用屏蔽雙絞線電纜可進一步屏蔽信號線和被控設(shè)備帶來的干擾，增加了抗干擾能力，系統(tǒng)可靠性增強。
[0011]進一步優(yōu)選地，所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中，所述控制器和各被控設(shè)備連接于同一共用電壓參考點。當(dāng)采用同一電壓參考點時，所連接的電氣元件不容易被損壞，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好，可靠性更優(yōu)。
[0012]進一步優(yōu)選地，所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中，所述控制器和被控設(shè)備通訊采用字符信息為基本傳送單位。
[0013]進一步優(yōu)選的，所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中，所述控制器包含數(shù)據(jù)緩存區(qū)與映像區(qū)，通過改變所述映像區(qū)的發(fā)送報文來控制所述被控設(shè)備，或通過讀取所述映像區(qū)的接收報文的狀態(tài)值來判斷被控設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，通過程序控制方式進一步保證了數(shù)據(jù)信號和控制信號的可靠性。
[0014]進一步優(yōu)選地，所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中，所述控制器和被控設(shè)備通訊采用高頻波特率。
[0015]當(dāng)采用高頻波特率時，由于磁環(huán)本身對高頻噪聲具有很強的抑制作用，所述抗電磁干擾能力更好。
[0016]進一步優(yōu)選地，所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中，當(dāng)所述控制器和被控設(shè)備通訊采用高頻波特率時，在所述被控設(shè)備端安裝終端電阻。
[0017]進一步優(yōu)選地，所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中，當(dāng)所述控制器和被控設(shè)備通訊采用點對多點通訊時，在所述被控設(shè)備端安裝終端電阻。
[0018]本發(fā)明實施例所采用的可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)，由于使用了可屏蔽抗干擾的磁環(huán)，在不采用濾波器或是屏蔽電纜的情況下，就可以達到很好的電磁屏蔽作用，不會帶來新的干擾源，使得信號不作衰減或受干擾，增加了系統(tǒng)的可靠性，同時并不增加系統(tǒng)設(shè)備連接時的復(fù)雜性，更減小了控制系統(tǒng)編程時的程序復(fù)雜度。
[0019]
【附圖說明】
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明: 圖1為本發(fā)明實施例1可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)的示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例2可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)中從設(shè)備為變頻器的示意圖；
【具體實施方式】
[0020]如圖1為本發(fā)明實施例1可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)的示意圖。
[0021]所述可抗電磁干擾的主從設(shè)備通訊控制系統(tǒng)，包括控制器和若干個被控設(shè)備，其中，所述控制器為主設(shè)備，所述若干個被控設(shè)備均為從設(shè)備，所述控制器與各被控設(shè)備間分別采用通訊電纜相連，并在通訊電纜上靠近各被控設(shè)備處分別安裝一磁環(huán)，所述磁環(huán)用來屏蔽通訊電纜上的電磁干擾。
[0022]這里，所述的電磁干擾包括通訊電纜上傳輸信號線所引入的干擾或被控設(shè)備本身的諧波干擾。本發(fā)明實施例1采用磁環(huán)進行信號屏蔽。所述的磁環(huán)，又為吸收磁環(huán)即鐵氧體磁環(huán)，它對于高頻噪聲有很好的抑制作用，一股用鐵氧體材料(Mn-Zn)制成。磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一股在低頻時阻抗很小，當(dāng)信號頻率升高時磁環(huán)表現(xiàn)的阻抗能