Page 73 - 可编程控制器设计原理

第二章 西门子 PLC 硬件架构与选型

干扰。对于 PLC 来说，电焊机产生的电磁干扰可能会破坏其内部的电子元件，
干扰其通信信号，导致程序运行异常。

2. 西门子 PLC 的抗干扰措施
为了提高在电磁干扰环境中的适应性，西门子 PLC 从硬件设计、软件设计
以及布线接地等多个方面采取了一系列有效的抗干扰措施。
(1) 硬件设计方面
屏蔽技术是减少外界电磁干扰影响的重要手段。在西门子 PLC 中，电路板

和通信线路通常采用屏蔽措施。对于电路板，会使用金属屏蔽罩将其封装起来。
金属屏蔽罩具有良好的导电性，当外界的电磁干扰信号到达屏蔽罩时，会在屏蔽
罩上产生感应电流，这个感应电流会产生一个与外界干扰磁场相反的磁场，从而
抵消外界的电磁干扰。对于通信线路，会采用屏蔽电缆。屏蔽电缆的外层是一层

金属屏蔽层，它可以将外界的电磁干扰信号屏蔽在电缆外部，保护内部的信号传
输不受干扰。
光电隔离技术是将输入输出信号与 PLC 内部电路进行隔离的有效方法。它
利用光作为信号传输的媒介，通过发光二极管和光敏三极管等器件实现电 - 光 -

电的转换。在输入信号时，外部的电信号首先驱动发光二极管发光，光信号通过
光耦合器传输到光敏三极管，光敏三极管再将光信号转换为电信号输入到 PLC
内部电路。在输出信号时，过程相反。由于光信号在传输过程中不受电磁干扰的
影响，因此光电隔离技术可以有效地防止干扰信号通过电气连接进入设备，提高

了 PLC 的抗干扰能力。
(2) 软件设计方面
西门子 PLC 在软件设计中采用了滤波算法对采集到的信号进行处理。常见
的滤波算法有算术平均值滤波、中值滤波等。算术平均值滤波是对多次采集到的

信号进行平均计算，通过取平均值来消除信号中的随机干扰。中值滤波则是将采
集到的一组信号按照大小排序，取中间值作为滤波后的信号，这种方法可以有效
地去除信号中的脉冲干扰。通过滤波算法的应用，可以提高信号的可靠性，减少
电磁干扰对信号采集的影响。

PLC 还采用了错误检测和纠正机制来确保数据的准确性。例如，采用循环冗
余校验（CRC）等算法对传输的数据进行校验。在数据传输过程中，发送端会根
据数据内容计算出一个 CRC 校验码，并将其与数据一起发送。接收端在接收到

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