國產(chǎn)PLC的抗干擾設(shè)計
隨著工業(yè)應(yīng)用的范圍越來越大,工業(yè)產(chǎn)品的抗干擾問題越來越引起人們的重視
工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用不僅要在硬件上做各方面的抗干擾處理,同時在軟體方面,也需要進行抗干擾的問題的處理
以下,主要探討工業(yè)產(chǎn)品(或PLC)軟件上的抗干擾
一、工控(或PLC)軟件的結(jié)構(gòu)特點及干擾途徑
在不同的工業(yè)控制系統(tǒng)中,工控軟件雖然完成的功能不同,但就其結(jié)構(gòu)來說,一般
具有如下特點:
實時性:工業(yè)控制系統(tǒng)中有些事件的發(fā)生具有隨機性,要求工控軟件能夠及時地
處理隨機事件。
周期性:工控軟件在完成系統(tǒng)的初始化工作后,隨之進入主程序循環(huán)。在執(zhí)行主
程序過程中,如有中斷申請,則在執(zhí)行完相應(yīng)的中斷服務(wù)程序后,繼續(xù)主程序循
環(huán)。
相關(guān)性:工控軟件由多個任務(wù)模塊組成,各模塊配合工作,相互關(guān)聯(lián),相互依
存。
人為性:工控軟件允許操作人員干預(yù)系統(tǒng)的運行,調(diào)整系統(tǒng)的工作參數(shù)。
在理想情況下,工控軟件可以正常執(zhí)行。但在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的干擾下,工控軟件的
周期性、相關(guān)性及實時性受到破壞,程序無法正常執(zhí)行,導(dǎo)致工業(yè)控制系統(tǒng)的失
控,其表現(xiàn)是:
程序計數(shù)器PC值發(fā)生變化,破壞了程序的正常運行。PC值被干擾后的數(shù)據(jù)是隨機
的,因此引起程序執(zhí)行混亂,在PC值的錯誤引導(dǎo)下,程序執(zhí)行一系列毫無意義的指
令,最后常常進入一個毫無意義的“死循環(huán)”中,使系統(tǒng)失去控制。
輸入/輸出接口狀態(tài)受到干擾,破壞了工控軟件的相關(guān)性和周期性,造成系統(tǒng)資源
被某個任務(wù)模塊獨占,使系統(tǒng)發(fā)生“死鎖”。
數(shù)據(jù)采集誤差加大。干擾侵入系統(tǒng)的前向通道,疊加在信號上,導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集誤
差加大。特別是當前向通道的傳感器接口是小電壓信號輸入時,此現(xiàn)象更加嚴重。
RAM數(shù)據(jù)區(qū)受到干擾發(fā)生變化。根據(jù)干擾竄入渠道、受干擾數(shù)據(jù)性質(zhì)的不同,系統(tǒng)
受損壞的狀況不同,有的造成數(shù)值誤差,有的使控制失靈,有的改變程序狀態(tài),有
的改變某些部件(如定時器/計數(shù)器、串行口等)的工作狀態(tài)等。筆者在研制電力遠
程抄表系統(tǒng)時就曾遇到因現(xiàn)場強電磁干擾而造成RAM數(shù)據(jù)經(jīng)常性被破壞的情況。
控制狀態(tài)失靈。在工業(yè)控制系統(tǒng)中,控制狀態(tài)的輸出常常是依據(jù)某些條件狀態(tài)的
輸入和條件狀態(tài)的邏輯處理結(jié)果而定。在這些環(huán)節(jié)中,由于干擾的侵入,會造成條
件狀態(tài)錯誤,致使輸出控制誤差加大,甚至控制失常。