1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展弛房，PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛揽邀。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行据鼓，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵优学。自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC叹惕，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機設(shè)備上陡敞，它們大多處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中随巴。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性鲜堆，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面殖咨，要求工程設(shè)計昌执、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題诈泼，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能懂拾。

2 電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾

2.1 干擾源及干擾一般分類

影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位铐达，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源岖赋，即干擾源。干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因瓮孙、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分唐断。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲衷畦、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等知牌；按噪聲的波形祈争、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲角寸、偶發(fā)噪聲等菩混；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾叁席。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法棍潜。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入蚕察、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成针如。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室犯党，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高艇泡，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓示董，直接影響測控信號广狂，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），這種共模干擾可為直流艾烫、亦可為交流镀翁。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(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓拄讨，這種讓直接疊加在信號上卸悼，直接影響測量與控制精度。

2.2 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源

2.2.1 來自空間的輻射干擾

空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程干签、雷電津辩、無線電廣播、電視容劳、雷達喘沿、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾竭贩，其分布極為復(fù)雜蚜印。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾留量，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對PLC內(nèi)部的輻射窄赋，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射楼熄，由通信線路的感應(yīng)引入干擾忆绰。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關(guān)可岂，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護律馏。

2.2.2 來自系統(tǒng)外引線的干擾

主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾僵息。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴重腥浪。

（1）來自電源的干擾實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多咕咸，筆者在某工程調(diào)試中遇到過伸四，后更換隔離性能更高的PLC電源，問題才得到解決倡剥。 PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電淡班。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路檀萝。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化葵伟，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停词惭、交直流傳動裝置引起的諧波夕谬、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊扣墩。PLC電源通常采用隔離電源哲银，但其機構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上呻惕，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在荆责，絕對隔離是不可能的滥比。

（2）來自信號線引入的干擾與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做院，總會有外部干擾信號侵入盲泛。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(wǎng)干擾，這往往被忽視键耕；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾寺滚，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴重的屈雄。由信號引入干擾會引起 I/O信號工作異常和測量精度大大降低村视，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)酒奶，還將導(dǎo)致信號間互相干擾蚁孔，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化纪孔、誤動和死機眠亿。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(dāng)嚴重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多现岗。

（3）來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一也控。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響洼宪，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾育床；而錯誤的接地诡语，反而會引入嚴重的干擾信號绒霹，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。 PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地窑竖、屏蔽地擅啸、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适固，不同接地點間存在地電位差碎领，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作誊涯。例如電纜屏蔽層必須一點接地挡毅，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地暴构，就存在地電位差跪呈，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時取逾，地線電流將更大耗绿。此外苹支，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路误阻，在變化磁場的作用下债蜜，屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合究反，干擾信號回路寻定。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布奴紧，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作特姐。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯冬蝶，造成數(shù)據(jù)混亂裁鸦、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降瘟气，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作肮脱。

2.2.3 來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響断憨，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夜痊。這都屬于PLC制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容，比較復(fù)雜瑰保，作為應(yīng)用部門是無法改變淆捆，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)