一、引言
2000 年以来 ,国内制铝行业飞速发展 ,电解天车成为各大铝业公司重要设备之一 ,最近几年 , ABPLC在电解天车上的应用越来越广泛,采用 PLC与 PLC之间进行通讯 ,2002 年的下半年 ,很多设备的使用单位反映 ,天车在运行过程中有 “飞车” 现象( “飞车” 就是设备在运行的情况下 ,一直保持运行状态 ,不能输出停止命令。 ) ,有很多电解天车 “飞车” 之后 ,由于天车停不下来产生严重的机械碰撞 ,带来了相当大的经济损失。
二、产生 “飞车” 的干扰源
经过实地考察发现 ,电解天车的 “飞车” 只是表面现象 ,由于现场情况比较复杂 ,严重影响到各PLC之间的通讯状态 , PLC 之间通讯中断之后 ,PLC保持了最后的输出状态造成了电解天车的 “飞车” 。在工业环境中 , PLC 通讯所受的干扰主要分为传导型和辐射型二种。以下是影响 PLC 通讯状态的几种主要干扰源。
（1）来自 PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响;模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
（2）来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场( EMI)主要由电力网络、 电气设备的暂态过程、 高频感应加热设备、 大型整流设备等产生 ,通常称为辐射干扰 ,其分布极为复杂。其影响主要通过对 PLC通讯网络辐射 ,由通讯线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小 ,特别是频率有关 ,而电解天车的工作环境具有强电磁场 ,又大量应用了交 - 直 - 交变频器 ,变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰 ,引起电网电压畸变 ,同时 ,变频器的输出也会产生很强的电磁辐射干扰 ,这些对 PLC的通讯状态都有很大的影响 ,所以 ,这种辐射干扰不可忽视。
（3）来自系统外引线的干扰
主要通过信号引入、 电源和接地系统混乱等进行扰动 ,通常称为传导干扰。这种干扰在电解天车的工作现场较为普遍和严重。
三、干扰途径
（1）线路传导：包括电源引入、 接地引入。这几种干扰都是直接通过线路引入系统的 ,在系统内产生干扰电压或电流。
（2）电场耦合：造成电场耦合的原因是两根导线之间分布电容的存在。
（3）磁场耦合
四、解决方案
（1）找到大小合适的电阻作为终端电阻找两个 150Ω的电阻,分别并联在两个通讯终端的 PLC通讯模块上。
（2）重要电缆屏蔽：重要的控制电缆、 通讯电缆和变频器输出端电缆选用屏蔽电缆。
（3）首先找到监测 PLC通讯状态的数据地址这个数据地址和硬件的配置和一些软件的配置都有关系 ,一般在 M1 ∶ 1 ·0 至 M1 ∶ 1 ·n 之间。
（4）监测 PLC的通讯状态：这一状态数据在通讯终断的状态下是按照通讯中断时间线行递增的 ,也就是说 ,通讯中断的时间越长 ,这个地址上的数值越大 ,那么 ,可以在不同的两个时刻,读取监测 PLC通讯状态地址的数值 M1 ∶1·n1、 M1 ∶1 ·n2 ,然后进行减运算 ,在数值的差大于或者等于常数 a 时(这里的常数 a 和系统的硬件配置等有着密切的关系 ,可根据系统的实际情况 ,调整常数a 的大小) ,视为通讯中断。即:若 M1 ∶1 ·n2 - M1 ∶1 ·n1 ≥ a ,则视为通讯已经中断。
（5）PLC通讯中断报警PLC通讯中断确认之后 ,马上由中央处理单元做出声光报警 ,提示操作人员 PLC通讯已经中断。
（6）强制性停止 PLC的输出状态在通讯中断之后 ,为了避免对机械部分造成损害 ,首先停止除主电源、 抱闸和通讯故障声光报警之外的所有输出 ,机械设备进行线性减速 ,同时 ,开始延时 ,延时到所有机械设备都停止之后 ,强制性停止除声光报警之外的所有输出。
（7） PLC通讯中断后自动巡检：PLC内部的程序一直都在不停地周期性的扫描 ,如果扫描到通讯状态恢复正常 ,则停止 PLC 通讯中断的声光报警输出 ,同时也停止所有强制性停止的输出 ,整个系统恢复正常 ,允许正常工作。
五、通讯中断诊断系统的逻辑顺序图
通讯中断诊断系统的逻辑顺序图。
六、结语
在电解天车的控制系统中 ,应用防系统通讯中断诊断程序 ,在系统通讯中断之后 ,系统能够及时准确地作出判断 , 并准确地作出保护动作 ,保护了设备和人身的安全 ,有效地提高了系统的稳定性和安全性 ,提高了系统的控制性能。
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