西門子EM AM0模擬量模塊

 
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根據干擾模式的不同，PLC控制系統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，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射等在信號線上感應的電壓疊加所形成。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130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，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以及由不平衡電路轉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控制系統在工業環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控制系統的軟件設計和組態時，還應在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統的可靠性。

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

　　對于模擬信號可采用多種軟件濾波方法來提高數據的可靠性。連續采樣多次，采樣間隔根據Ａ/Ｄ轉換時間和信號的變化頻率而定。采樣數據先后存放在不同的數據寄存器中，經比較后取中間值或平均值作為當前輸入值。常用的數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、算術平均值濾波、去極值平均濾波等。

　　①程序判斷濾波適用于對采樣信號因受到隨機干擾或傳感器不穩定而引起的失真進行濾波。設計時根據經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。

　　②中值濾波是連續輸入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據存儲器的一個區域（20個單元左右）作為循環隊列，每次數據采集時先去掉隊首的一個數據，再把新數據放入隊尾，然后求平均值。

　　④去極值平均濾波是連續采樣n次，求數據的累加和，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）個數據的平均值作為有效的采樣值。

　　⑤算術平均值濾波是求連續輸入的n個采樣數據的算術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進行4次采樣，去掉其中的最大值和最小值，再求剩下的兩個數據的平均值。它實際上是去極值平均濾波的特例。

　　在設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據進行非線性補償，提高數據的線性度。也可采用零位補償或自動零跟蹤補償等方法來處理零漂，修正誤差，提高采樣數據的精度。

　　另外還可進行信號相容性檢查，包括開關信號之間的狀態是否矛盾，模擬信號值的變化范圍是否正常，開關量信號與模擬量信號之間是否*，以及各信號的時序關系是否正確等。定時校正參考點電位，并采用動態零點，可有效防止電位漂移。采用信息冗余技術，設計相應的軟件標志位，并通過設置軟件陷阱等方法來提高軟件結構的可靠性