PLC控制系統(tǒng)的抗干擾問題

摘要：作者根據(jù)這幾年來的設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)經(jīng)臉提出了PLC在應(yīng)用中必須提高系統(tǒng)的綠合杭干撫能力及應(yīng)注意的問題。

　　1 電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)地干擾
　　1.1 干擾源及干擾的一般分類
　　影響PLC控制系統(tǒng)地干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備地干擾源一樣
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，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即干擾源。干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中按噪聲產(chǎn)生的原因不同分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按嗓聲干擾模式不同，分為共模于擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差
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，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓跌加所形成。共模電壓有時(shí)較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電時(shí)，變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高
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，有的可高達(dá)130 V以上。共模電抓通過不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)UO模件損壞率較高的主要原因)這種共摸干擾可分為直流，亦可為交流。差模千擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間藕合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，直接疊加在信號(hào)上，直接
影響測(cè)量與控制精度。
　　1.2 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源
　　1.2.1 來自空間的輻升干擾
　　空間的輻射電磁場(chǎng)主要由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常成為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi)，就回收到輻射于擾，其影響主要通過兩條路徑:一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；二是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引人干擾。輻射于擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小，特別是頻率有關(guān)，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(jìn)行保護(hù)。
　　1.2.2 來自系統(tǒng)外引線的干擾
　　(1)來自電源的干擾。PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。山于電網(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。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開關(guān)操作浪涌，大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路狀態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源里邊。PLC電源通常采用隔離電源。但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性能并不理想。實(shí)際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對(duì)隔離是不可能的。
　　(2)來自信號(hào)線引入的干擾。與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵人。此于擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串人的電網(wǎng)干擾，往往被忽視；二是信號(hào)線受到空間電磁輻射感應(yīng)的干擾即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。山信號(hào)引人干擾會(huì)引起UO信號(hào)工作異常和測(cè)量精度的大大降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能較差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)作和死機(jī)。
　　(3)來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾。接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁千擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引起嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使系統(tǒng)無法正常工作。
　　1.2.3 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(duì)模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相4E92影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比較復(fù)雜，應(yīng)用部門無法改變，但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績(jī)或紀(jì)呂丈考驗(yàn)的模塊。
　　2 PLC控制系統(tǒng)工程應(yīng)用的抗干擾設(shè)計(jì)
　　2.1 設(shè)備選型
　　在選擇設(shè)備時(shí)，首先要選擇有高效抗干擾能力的產(chǎn)品，其中包括了電磁兼容性。尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術(shù)籠隔離性能如的PLC系統(tǒng):其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠商給出的抗干擾指標(biāo)，如共模擬制比、差模擬制比，耐壓能力，允許在多大電場(chǎng)強(qiáng)度和多高頻率的磁場(chǎng)強(qiáng)度環(huán)境中工作；另外是靠考察其在類似工作中的應(yīng)用實(shí)績(jī)。在選擇國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品要注意:我國(guó)是采用220 V高內(nèi)阻電網(wǎng)制式，而歐美地區(qū)是110 V低內(nèi)阻電網(wǎng)。由于我國(guó)電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點(diǎn)電位漂移大，地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾至少要比歐美地區(qū)高4倍以上，對(duì)系統(tǒng)抗十?dāng)_性能要求更高，在國(guó)外能正常工作的PLC產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)不一定能可靠運(yùn)行，這就要在采用國(guó)外產(chǎn)品時(shí)，按我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)合理選擇。