PLC控制系统软件抗干扰技术

    由于电磁干扰的复杂性，要从根本上消除各种干扰的影响是不可能的。在PLC控制系统中，除采用硬件措施提高系统的抗干扰能力外，还应考虑利用微处理器计算速度快的特点，充分发挥软件的优势，以确保系统既不会因干扰而停止工作，又能满足控制系统所要求的精度和速度。

    硬件抗干扰措施的目的是尽可能地阻止干扰进入控制系统，但由于干扰存在的随机性，尤其是在工业生产环境中，硬件抗干扰措施并不能将各种干扰完全拒之门外，这时可采取软件抗干扰技术加以补充，作为硬件措施的辅助手段。软件抗干扰方法由于设计简单、修改灵活、耗费资源少，获得了广泛的应用。

    在PLC控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施是：数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件陷阱等。

    在软件的编制中多用查询代替中断，把中断减少到最少，中断信号连线长度应不大于0. 1m，以避免误触发和感应触发。A/D转换采用数字滤波，以防止突发性干扰。多采用平均法、比较平均法等。在软件中的关键地方设置看门狗，即使程序走飞也能从头开始。对于输入的开关信号进行延时去抖动。在I/O端口执行操作命令后，必须检查I/O端口执行命令情况，防止因外部故障不执行控制命令。通信应加奇偶校验或采用查询、表决、比较等措施，防止通信出错。必要时，复位通信寄存器设置，防止通信错误而导致通信失败或造成其他故障。

    根据数据受干扰性质及干扰后果的不同，采取的软件对策各不相同，没有固定的模式。对于实时数据采集系统，为了消除传感器通道中的干扰信号，在硬件措施上常采取有源或无源RLC网络，构成模拟滤波器，对信号实现频率滤波。同样，运用CPU的运算、控制功能也可以实现频率滤波，完成模拟滤波器类似的功能，即数字滤波。随着计算机运算速度的提高，数字滤波在实时数据采集系统中的应用将愈来愈广。在一般数据采集系统中，可以采用一些简单的数值、逻辑运算处理来达到滤波的效果。

    对于有大幅度随机干扰的系统，可采用程序限幅法，即连续采样五次，若某一次采样值远远大于其他几次采样的幅值，那么就舍去。流量、压力、液面、位移等参数，往往会在一定范围内频繁波动，因此可采用算术平均法，即用n次采样的平均值来代替当前值，一般认为流量n=12，压力n=4最合适。对于缓慢变化的信号如温度参数，可连续三次采样，选取居中的采样值作为有效信号。对于具有积分器的A/D转换来说，采样时间应取工频周期( 20ms)的整数倍，实践证明其抑制工频干扰能力超过单纯积分器。