國產PLC的抗干擾設計
隨著工業應用的范圍越來越大,工業產品的抗干擾問題越來越引起人們的重視
工業產品應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,主要探討工業產品(或PLC)軟件上的抗干擾
一、工控(或PLC)軟件的結構特點及干擾途徑
在不同的工業控制系統中,工控軟件雖然完成的功能不同,但就其結構來說,一般
具有如下特點:
實時性:工業控制系統中有些事件的發生具有隨機性,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的初始化工作后,隨之進入主程序循環。在執行主
程序過程中,如有中斷申請,則在執行完相應的中斷服務程序后,繼續主程序循
環。
相關性:工控軟件由多個任務模塊組成,各模塊配合工作,相互關聯,相互依
存。
人為性:工控軟件允許操作人員干預系統的運行,調整系統的工作參數。
在理想情況下,工控軟件可以正常執行。但在工業現場環境的干擾下,工控軟件的
周期性、相關性及實時性受到破壞,程序無法正常執行,導致工業控制系統的失
控,其表現是:
程序計數器PC值發生變化,破壞了程序的正常運行。PC值被干擾后的數據是隨機
的,因此引起程序執行混亂,在PC值的錯誤引導下,程序執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”中,使系統失去控制。
輸入/輸出接口狀態受到干擾,破壞了工控軟件的相關性和周期性,造成系統資源
被某個任務模塊獨占,使系統發生“死鎖”。
數據采集誤差加大。干擾侵入系統的前向通道,疊加在信號上,導致數據采集誤
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,此現象更加嚴重。
RAM數據區受到干擾發生變化。根據干擾竄入渠道、受干擾數據性質的不同,系統
受損壞的狀況不同,有的造成數值誤差,有的使控制失靈,有的改變程序狀態,有
的改變某些部件(如定時器/計數器、串行口等)的工作狀態等。筆者在研制電力遠
程抄表系統時就曾遇到因現場強電磁干擾而造成RAM數據經常性被破壞的情況。
控制狀態失靈。在工業控制系統中,控制狀態的輸出常常是依據某些條件狀態的
輸入和條件狀態的邏輯處理結果而定。在這些環節中,由于干擾的侵入,會造成條
件狀態錯誤,致使輸出控制誤差加大,甚至控制失常。