談談PLC的抗幹擾能力

PLC為何如此可靠？
這不是一個簡單問題，要回答清楚不是一兩篇文章就行的。這裡，僅作為STIPLC總工程師多年
的經驗與朋友們交流一些：
1，搞清可靠性包括那些內容？
可靠性是指產品能在規定的條件下，能準確完成所設計的全部功能。電子產品一般包括：
（1）機械效能
（2）電氣效能
（3）熱力效能
（4）化學效能
（5）生物效能
（6）使用效能
等方面的可靠性，只要從這幾個方面全方位的仔細的科學的落實，產品一定可靠。
機械效能：主要考慮在各種工況下串連的可靠性，如震動，衝擊，摔落，冷熱漲縮，
腐蝕，黴爛，粉塵。還有機械介面的電氣強度，通流能力，插拔壽命等。
重要的應該冗餘（一個電訊號連幾個針）。
按實驗標準規定的震動頻率範圍內，最好無共振點，如有，應確保串連
可靠。
熱力效能：主要考慮功率組件的熱設計，考慮最壞情況下，功率元器件的結溫在允許
值之下。這主要應熟悉傳熱學。此外，功率元器件的驅動邊沿要抖，減少開關
功耗。
要注意元器件在產品規定的溫度範圍內的參數變化，要有足夠餘量。
對精密檢測要從設計上消除溫漂。
化學效能：要根據可能場合，如酸堿，鹽霧（如海輪，港口），進行處理。
生物效能：對潮濕高溫場合（如海輪），黴菌侵蝕是常見的，所用一些材料應符合
標準（如船用標準），並進性相關處理。
使用效能：要考慮使用者錯誤使用時（如接錯，接反），儘可能不壞。
電氣效能：（1）要滿足基本效能：電氣強度（耐壓），絕緣電阻，電壓波動（如
+25%----30%），頻率波動。
要注意PCB布線，及內部連線的爬電距離（高濕度下），內部線纜，PCB印刷線的通流
能力。
（2）特別注意電源的設計：容量足夠（在高溫滿載下），負載很輕很重及
從小容性到大容性下，要動態靜特性好，上斷電無過沖（或少量）（軟起動），
要能抵抗電網電壓瞬時中斷（如能不間斷維持240毫秒供電），
要能抵抗過濾浪湧電壓，電快速脈衝群，等的工模與差模幹擾及破壞。
還要有過載短路保護能力。
（3）地線設計是極為重要的，一點共地原則永遠記牢。
大電流與小電流，類比與數字，強電與弱電分開（必須分地區）布線。可不共地也可
一點共地。
（4）驅動感性負載應加緩衝隔離，不要用觸發器或鎖存器直接驅動。感性負栽在加續流。
（5）對大電流負載不要與邏輯電路共電源。要保正大電流負載動作時拉低總電源時，其它
電路供電正常。
（6）輸出採用：密碼重新整理，3中取2。
（7）輸入採用：濾波，3中取2。
（8）儘可能減小輸入（從抗幹擾角度）阻抗，輸出阻抗
（9）共地時，如有多個電源，設計做到盡量同步上斷電。做不到時，應確保
MOS電源先上電後斷電。
（10）大功率元器件要注意DV/DT，DI/DT，開關損耗
（11）輸入輸出口要有放電迴路，以防靜電。
（12）經常有這樣的情況：當本裝置無電時，但與它的輸入輸出串連的其它裝置有電
，設計時要注意保護（尤其是MOS）。
（13）輸入往往設計了濾波電路，但要注意上電後的暫態邏輯與無輸入訊號時的邏輯
要一致，這一點很多人不大注意。
（14）輸出電路要確保在上電和斷電過程中不會發生誤動作。
（15）處理器CPU的複位時見間應晚於輸入複位時間，但輸出複位時間要晚於CPU上電複
位時間，早於CPU斷電複位。
（16）為防止CPU因幹擾誤輸出，重要輸出加延時，CPU因看門狗而複位的時間小於輸出
延時，這樣輸出得到及時糾正而沒來得及誤動。
（17）串列通訊要加檢錯能力強的校正
（18）網路控制系統，在未收到全部有效輸入訊號前，不得進行運算輸出。
（19）弱訊號盡量採用差分輸入輸出
（20）長線介面盡量加浪湧和靜電保護
（21）板卡或模組的外接電路與匯流排母板間用光藕隔離，而且外接電路的供電最好由
外部供電（不要用帶變壓器一類的DC/DC由母板供電），這樣當一塊板卡或模
塊因使用者不慎強電進入而破壞整機。
（22）為防輻射幹擾和磁場幹擾，布線時防止形成閉環，非閉環時的閉環面積要盡量小。
（23）為防共模幹擾和靜電放電幹擾，機內要注意合理接地與浮地。原則是不能有幹擾
電流或電壓加到內部電路元器件上。
（24）元器件要降額設計（電參數和熱參數）
（25）注意分協：元器件故障會造成的後果與設計上的安全措施，各種可能的外接裝置故障
的後果及安全措施。
（26）必要的冗餘設計
（27）串列通訊中的命令採用密碼開/密碼關，不能只用簡單的1/0
（28）盡量不要採用變化才發送，不變不發送（為了減少通訊量），這樣有可能接收者沒來及
接收就沒了，必須這樣時，一定要有應答和重發機制。
最好採用不管變不變都定時發送。
（29）最好不採用主從方式通訊，應採用無主或多主或全主全從方式。
因一主多從時，當主站故障時，通訊失效。
（30）匯流排網應注意儘可能的監視節點機故障並能自動與匯流排脫離
（31）網路必須有很強的韌性，任一節點的上電關電插拔，都不影響網路運行
（32）輸入訊號線短路斷路，應能檢出，並使結果滿配量，而不能浮動不定
2，可靠性設計的實現
（1）要吃透影響可靠性的機理，解決問題的原理與方法
（2）要細緻周到全面，儘可能的滴水不漏
（3）要有定性分協，更要定量研究推敲
（4）嚴格按標準和適當超標準設計
（5）吃透每種元器件用法，讀透其資料手冊
（6）加寬加深知識
（7）多積累，多實踐
（8）求精

轉自：http://blog.21ic.com/more.asp?name=yzy1102&id=16742