自動化系統(tǒng)所使用的各種類型PLC中着雪，有的是集中安裝在控制室减严，有的是安裝在生產現(xiàn)場和各電機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中委董。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性银薪，一方面要求PLC生產廠家提高設備的抗干擾能力，另一方面要求應用部門在工程設計癞烈、安裝施工和使用維護中引起高度重視洗馅，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能堕常。

　　電磁干擾類型及其影響

　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣赌羽，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是干擾源缤弦。

　　干擾類型通常按干擾產生的原因领迈、噪聲干擾模式和噪聲波形性質來劃分。按噪聲產生的原因不同碍沐，分為放電噪聲狸捅、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等累提；按噪聲的波形尘喝、性質不同，可分為持續(xù)噪聲斋陪、偶發(fā)噪聲等朽褪；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾无虚。

　　共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法缔赠。共模干擾是信號對地的電位差衍锚，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)(同方向)電壓迭加所形成嗤堰。共模電壓有時較大戴质，特別是采用隔離性能差的配電器供電時，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高卒抖，有的可高達130V以上氏腐。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，影響測控信號栏葬，造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因)用堤，這種共模干擾可為直流、亦可為交流嚣褐。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的煮肋，這種干擾疊加在信號上逸茅，直接影響測量與控制精度。

　　電磁干擾的主要來源

　　1.來自空間的輻射干擾响友∠瓴唬空間輻射電磁場(EMI)主要是由電力網絡、電氣設備的暫態(tài)過程扳辉、雷電妖救、無線電廣播、電視粒梦、雷達亮航、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射干擾匀们，其分布極為復雜缴淋。若PLC系統(tǒng)置于其射頻場內，就會受到輻射干擾泄朴，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對PLC內部的輻射重抖，由電路感應產生干擾；二是對PLC通信網絡的輻射祖灰，由通信線路感應引入干擾钟沛。輻射干擾與現(xiàn)場設備布置及設備所產生的電磁場大小特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護

　　2.來自系統(tǒng)外引線的干擾局扶。主要通過電源和信號線引入恨统，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較為嚴重详民，主要有下面三類：

　　第一類是來自電源的干擾延欠。實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調試中遇到過禽虹，后更換隔離性能更高的PLC電源問題才得到解決素司。

　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網供電，由于電網覆蓋范圍廣赌置，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電流押逾，尤其是電網內部的變化、開關操作浪涌蓝捌、大型電力設備起停眶洗、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態(tài)沖擊等饵朱，都通過輸電線路傳到電源原邊堤网。PLC電源通常采用隔離電源，但因其機構及制造工藝等因素使其隔離性并不理想椰完。實際上贫肌，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的辨批。

　　第二類是來自信號線引入的干擾怔匣。與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外桦沉，總會有外部干擾信號侵入每瞒。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往被忽視纯露；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾剿骨，即信號線上的外部感應干擾，這種往往非常嚴重埠褪。

　　由信號引入的干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低懦砂，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)组橄，還將導致信號間互相干擾荞膘，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據變化玉工、誤動和死機羽资。PLC控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當嚴重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多遵班。

　　第三類是來自接地系統(tǒng)混亂的干擾魏蜒。接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一，正確的接地既能抑制電磁干擾的影響有蒲，又能抑制設備向外發(fā)出干擾发凹；而錯誤的接地反而會引入嚴重的干擾信號盘嘉，使PLC系統(tǒng)無法正常工作。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地衍康、屏蔽地蹲京、交流地和保護地等，接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均鞍票，不同接地點間存在地電位差蚊牌，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作岖佛。例如電纜屏蔽層必須一點接地诀虹，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地用虚，就存在地電位差晌颅，有電流流過屏蔽層。當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時粤蝎，地線電流將更大咆瘟。

　　此外，屏蔽層诽里、接地線和大地可能構成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下飞蛹，屏蔽層內會出現(xiàn)感應電流谤狡，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路卧檐。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂墓懂，所產生的地環(huán)流就可能在地線上產生不等電位分布，影響PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作霉囚。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低捕仔，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數(shù)據存貯，造成數(shù)據混亂盈罐、程序跑飛或死機榜跌。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作盅粪。

　　3.來自PLC系統(tǒng)內部的干擾邪胳。主要由系統(tǒng)內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路相互輻射像得、模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等肪尾。這都屬于PLC制造廠家對系統(tǒng)內部進行電磁兼容設計的內容，比較復雜轨醒，作為應用部門無法改變催蓄，可不必過多考慮夸截，但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的系統(tǒng)。

　　抗干擾設計

　　為了保證系統(tǒng)在工業(yè)電磁環(huán)境中免受或減少內外電磁干擾乱来，必須從設計階段開始便采取三個方面抑制措施：抑制干擾源儒淌、切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑、提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力降蹋。這三點就是抑制電磁干擾的基本原則防擎。

　　PLC控制系統(tǒng)的抗干擾是一個系統(tǒng)工程，要求制造單位設計生產出具有較強抗干擾能力的產品睹沐，且有賴于使用部門在工程設計助店、安裝施工和運行維護中予以全面考慮，并結合具體情況進行綜合設計佛吓，才能保證系統(tǒng)的電磁兼容性和運行可靠性宵晚。進行具體工程的抗干擾設計時，應主要注意以下兩個方面维雇。

　　1.設備選型淤刃。

　　在選擇設備時，首先要選擇有較高抗干擾能力的產品吱型，其包括了電磁兼容性逸贾，尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術津滞、隔離性能好的PLC系統(tǒng)铝侵；其次還應了解生產廠家給出的抗干擾指標，如共模抑制比触徐、差模抑制比咪鲜、耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環(huán)境中工作等撞鹉；另外是靠考查其在類似工作中的應用實績疟丙。

　　在選擇國外進口產品要注意，我國是采用220V高內阻電網制式藻礁，而歐美地區(qū)是110V低內阻電網聋遮。由于我國電網內阻大，零點電位漂移大庆率，地電位變化大驼值，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾至少要比歐美地區(qū)高4倍以上，對系統(tǒng)抗干擾性能要求更高螺坟。在國外能正常工作的PLC產品在國內工業(yè)就不一定能可靠運行顷沉，這就要在采用國外產品時，按我國的標準(GB/T13926)合理選擇缸秀。

　　2.綜合抗干擾設計钢囚。主要考慮來自系統(tǒng)外部的幾種抑制措施役默，內容包括：對PLC系統(tǒng)及外引線進行屏蔽以防空間輻射電磁干擾；對外引線進行隔離鸟氨、濾波冤牢，特別是動力電纜應分層布置，以防通過外引線引入傳導電磁干擾集炭；正確設計接地點和接地裝置丙者，完善接地系統(tǒng)。另外還必須利用軟件手段营密，進一步提高系統(tǒng)的安全可靠性械媒。

　　主要抗干擾措施

　　1.采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網引入的干擾评汰。

　　在PLC控制系統(tǒng)中纷捞，電源占有極重要的地位。電網干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源(如CPU電源被去、I/O電源等)主儡、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的。現(xiàn)在對于PLC系統(tǒng)供電的電源惨缆，一般都采用隔離性能較好的電源糜值，而對于變送器供電電源以及和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表供電電源，并沒受到足夠的重視坯墨。雖然采取了一定的隔離措施寂汇，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大畅蹂，抑制干擾能力差，經電源耦合而串入共模干擾狐兴、差模干擾血沦。所以對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大(如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術)的配電器伦捐，以減少PLC系統(tǒng)的干擾野言。

　　此外，為保證電網饋電不中斷孟庵，可采用在線式不間斷供電電源(UPS)供電近窟，提高供電的安全可靠性。而且UPS還具有較強的干擾隔離性能补蠢，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源伦颊。

　　2.正確選擇電纜的和實施敷設。

　　為了減少動力電纜尤其是變頻裝置饋電電纜的輻射電磁干擾姜架，筆者在某工程中采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜青弃，降低了動力線產生的電磁干擾鞠哥，該工程投產后取得了滿意的效果。

　　不同類型的信號分別由不同電纜傳輸卖氨，信號電纜應按傳輸信號種類分層敷設会烙，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠近平行敷設筒捺，以減少電磁干擾柏腻。

　　3.硬件濾波及軟件抗干擾措施。

　　信號在接入計算機前系吭，在信號線與地間并接電容五嫂，以減少共模干擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾村斟。

　　由于電磁干擾的復雜性贫导，要根本消除干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設計和組態(tài)時蟆盹，還應在軟件方面進行抗干擾處理孩灯，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些提高軟件結構可靠性的措施包括：數(shù)字濾波和工頻整形采樣逾滥，可有效消除周期性干擾峰档；定時校正參考點電位，并采用動態(tài)零點寨昙，可防止電位漂移步蛮；采用信息冗余技術，設計相應的軟件標志位殉扒；采用間接跳轉西寸，設置軟件保護等。

　　4.正確選擇接地點缕粗，完善接地系統(tǒng)枢慰。

　　接地的目的通常有兩個，一為了安全侧蜗，二是為了抑制干擾艾维。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。

　　系統(tǒng)接地有浮地杉朝、直接接地和電容接地三種方式赠戏。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置羹圣，應采用直接接地方式安粤。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz拼岳，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式灌侣。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式推捐，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大侧啼，應采用串聯(lián)一點接地方式牛柒，用一根大截面銅母線(或絕緣電纜)連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極痊乾。接地線采用截面大于22mm2的銅導線皮壁，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω哪审，接地極最好埋在距建筑物10～15m遠處蛾魄，而且PLC系統(tǒng)接地點必須與強電設備接地點相距10m以上。

　　信號源接地時湿滓，屏蔽層應在信號側接地滴须；不接地時，應在PLC側接地叽奥；信號線中間有接頭時扔水，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地塘袍。多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時兔升，各屏蔽層應相互連接好，并經絕緣處理绑接，選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接地胃余。

　　本文小結

　　PLC控制系統(tǒng)的干擾是一個十分復雜的問題，因此在抗干擾設計中應綜合考慮各方面的因素柑汇，合理有效地抑制干擾没撒，對有些干擾情況還需做具體分析，采取對癥下藥的方法豫狸，才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作,保證工業(yè)設備安全高效運行胆叁。

聲明：本網站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網，轉載的目的在于傳遞更多信息及用于網絡分享肖自，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責号呜，也不構成任何其他建議鞋倔。本站部分作品是由網友自主投稿和發(fā)布老玲、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺除呵，不為其版權負責再菊。如果您發(fā)現(xiàn)網站上所用視頻、圖片颜曾、文字如涉及作品版權問題纠拔，請第一時間告知秉剑，我們將根據您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內容，以保證您的權益稠诲！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn侦鹏。