国产PLC的抗干扰设计
随着工业应用的范围越来越大,工业产品的抗干扰问题越来越引起人们的重视
工业产品应用不仅要在硬件上做各方面的抗干扰处理,同时在软体方面,也需要进行抗干扰的问题的处理
以下,主要探讨工业产品(或PLC)软件上的抗干扰
一、工控(或PLC)软件的结构特点及干扰途径
在不同的工业控制系统中,工控软件虽然完成的功能不同,但就其结构来说,一般
具有如下特点:
实时性:工业控制系统中有些事件的发生具有随机性,要求工控软件能够及时地
处理随机事件。
周期性:工控软件在完成系统的初始化工作后,随之进入主程序循环。在执行主
程序过程中,如有中断申请,则在执行完相应的中断服务程序后,继续主程序循
环。
相关性:工控软件由多个任务模块组成,各模块配合工作,相互关联,相互依
存。
人为性:工控软件允许操作人员干预系统的运行,调整系统的工作参数。
在理想情况下,工控软件可以正常执行。但在工业现场环境的干扰下,工控软件的
周期性、相关性及实时性受到破坏,程序无法正常执行,导致工业控制系统的失
控,其表现是:
程序计数器PC值发生变化,破坏了程序的正常运行。PC值被干扰后的数据是随机
的,因此引起程序执行混乱,在PC值的错误引导下,程序执行一系列毫无意义的指
令,最后常常进入一个毫无意义的“死循环”中,使系统失去控制。
输入/输出接口状态受到干扰,破坏了工控软件的相关性和周期性,造成系统资源
被某个任务模块独占,使系统发生“死锁”。
数据采集误差加大。干扰侵入系统的前向通道,叠加在信号上,导致数据采集误
差加大。特别是当前向通道的传感器接口是小电压信号输入时,此现象更加严重。
RAM数据区受到干扰发生变化。根据干扰窜入渠道、受干扰数据性质的不同,系统
受损坏的状况不同,有的造成数值误差,有的使控制失灵,有的改变程序状态,有
的改变某些部件(如定时器/计数器、串行口等)的工作状态等。笔者在研制电力远
程抄表系统时就曾遇到因现场强电磁干扰而造成RAM数据经常性被破坏的情况。
控制状态失灵。在工业控制系统中,控制状态的输出常常是依据某些条件状态的
输入和条件状态的逻辑处理结果而定。在这些环节中,由于干扰的侵入,会造成条
件状态错误,致使输出控制误差加大,甚至控制失常。