PLC控制系統(tǒng)的抗干擾問題

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

　　1 電磁干擾源及對系統(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。共模干擾是信號對地的電位差
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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線上感應的共態(tài)(同方向)電壓跌加所形成。共模電壓有時較大，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
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，有的可高達130 V以上。共模電抓通過不對稱電路可轉換成差模電壓控制工程網(wǎng)版權所有，直接影響測控信號，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兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間藕合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，直接疊加在信號上，直接
影響測量與控制精度。
　　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
　　空間的輻射電磁場主要由電力網(wǎng)絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的，通常成為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內，就回收到輻射于擾，其影響主要通過兩條路徑:一是直接對PLC內部的輻射，由電路感應產(chǎn)生干擾；二是對PLC通信內網(wǎng)絡的輻射，由通信線路的感應引人干擾。輻射于擾與現(xiàn)場設備布置及設備所產(chǎn)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。
　　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電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內部的變化，開關操作浪涌，大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、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。但其機構及制造工藝因素使其隔離性能并不理想。實際上，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。
　　(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，總會有外部干擾信號侵人。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儀表的供電電源串人的電網(wǎng)干擾，往往被忽視；二是信號線受到空間電磁輻射感應的干擾即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的。山信號引人干擾會引起UO信號工作異常和測量精度的大大降低，嚴重時會引起元器件損傷。對于隔離性能較差的系統(tǒng)，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動作和死機。
　　(3)來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾。接地是提高電子設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，又能抑制設備向外發(fā)出干擾而錯誤的接地，反而會引起嚴重的干擾信號，使系統(tǒng)無法正常工作。
　　1.2.3 來自PLC系統(tǒng)內部的干擾
　　主要由系統(tǒng)內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，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制造廠對系統(tǒng)內部進行電磁兼容設計的內容，比較復雜，應用部門無法改變，但要選擇具有較多應用實績或紀呂丈考驗的模塊。
　　2 PLC控制系統(tǒng)工程應用的抗干擾設計
　　2.1 設備選型
　　在選擇設備時，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，如采用浮地技術籠隔離性能如的PLC系統(tǒng):其次還應了解生產(chǎn)廠商給出的抗干擾指標，如共模擬制比、差模擬制比，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；另外是靠考察其在類似工作中的應用實績。在選擇國外進口產(chǎn)品要注意:我國是采用220 V高內阻電網(wǎng)制式，而歐美地區(qū)是110 V低內阻電網(wǎng)。由于我國電網(wǎng)內阻大，零點電位漂移大，地電位變化大，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)抗十擾性能要求更高，在國外能正常工作的PLC產(chǎn)品在國內不一定能可靠運行，這就要在采用國外產(chǎn)品時，按我國的標準合理選擇。