如何提升PLC與人機界面的抗干擾能力

PLC、人機界面現(xiàn)場應(yīng)用時的抗干擾問題，是復(fù)雜而細致的。抗干擾性設(shè)計是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場的具體環(huán)境，要求我們要綜合考慮各方面的因素，必須根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，從減少干擾源、切斷干擾途徑等方面進行全面的考慮，充分利用各種抗干擾措施來進行可編程控制器、人機界面的設(shè)計。才能真正提高可編程控制器、人機界面HMI現(xiàn)場應(yīng)用時的抗干擾能力，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

　　1、采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾。

　　對于PLC控制器供電的電源，應(yīng)采用非動力線路供電，直接從低壓配電室的主母線上采用專用線供電。選用隔離變壓器，且變壓器容量應(yīng)比實際需要大1.2～1.5倍左右，還可在隔離變壓器前加入濾波器。對于變送器和共用信號儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)的配電器。

　　控制器和I/O系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電，并與主電路電源分開。PLC控制器的24V直流電源盡量不要給外圍的各類傳感器供電，以減少外圍傳感器內(nèi)部或供電線路短路故障對PLC控制器的干擾。此外，為保證電網(wǎng)饋電不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，UPS具備過壓、欠壓保護功能、軟件監(jiān)控、與電網(wǎng)隔離等功能，可提高供電的安全可靠性。對于一些重要的設(shè)備，交流供電電路可采用雙路供電系統(tǒng)。

　　2、正確選擇電纜的和實施敷設(shè)，消除可編程控制器、人機界面的空間輻射干擾。

　　不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，采用遠離技術(shù)，信號電纜按傳輸信號種類分層敷設(shè)，相同類型的信號線采用雙絞方式。嚴禁用同一電纜的不同導(dǎo)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(shè)，增大電纜之間的夾角，以減少電磁干擾。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，從干擾途徑上阻隔干擾的侵入，要采用屏蔽電力電纜。

　　3、PLC控制器輸入輸出通道的抗干擾措施

　　輸入模塊的濾波可以降低輸入信號的線間的差模干擾。為了降低輸入信號與大地間的共模干擾，PLC控制器要良好接地。輸入端有感性負載時，對于交流輸入信號，可在負載兩端并接電容和電阻，對于直流輸入信號可并接續(xù)流二極管。為了抑制輸入信號線間的寄生電容、與其他線間的寄生電容或耦合所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，可采用RC浪涌吸收器。

　　輸出為交流感性負載，可在負載兩端并聯(lián)RC浪涌吸收器;若為直流負載，可并聯(lián)續(xù)流二極管，也要盡可能靠近負載。對于開關(guān)量輸出的場合，可以采用浪涌吸收器或晶閘管輸出模塊。另外，采用輸出點串接中間繼電器或光電耦合措施，可防止PLC控制器輸出點直接接入電氣控制回路，在電氣上完全隔離。

　　4、PLC控制器抗干擾的軟件措施

　　由于電磁干擾的復(fù)雜性，僅采取硬件抗干擾措施是不夠的，要用PLC控制器的軟件抗干擾技術(shù)來加以配合，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。采用數(shù)字濾波和工頻整形采樣、定時校正參考點電位等措施，有效消除周期性干擾、防止電位漂移。采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計相應(yīng)的軟件標志位;采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件保護等。例如對開關(guān)量輸入信號，采用定時器延時的方式多次讀入，結(jié)果一致再確認有效，提高了軟件的可靠性。

　　5、正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)。

　　良好的接地是保證PLC控制器可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害，還可以抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制器抗電磁干擾的重要措施之一。

　　PLC控制器屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC控制器接上專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備的接地點分開。若達不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點應(yīng)盡可能靠近PLC控制器。

　　集中布置的PLC控制器適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。分散布置的PLC控制器，應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式。接地極的接地電阻小于2Ω，接地極最好埋在距建筑物10～15m遠處，而且PLC控制器接地點必須與強電設(shè)備接地點相距10m以上。如果要用擴展單元，其接地點應(yīng)與基本單元的接地點接在一起。

　　信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地;信號源不接地時，應(yīng)在PLC控制器側(cè)接地。信號線中間有接頭時，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進行絕緣處理，各屏蔽層應(yīng)相互連接好。選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接地，要避免多點接地。

　　6、設(shè)備選型。

　　在選擇設(shè)備時，首先要了解國產(chǎn)PLC生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標，如共模抑制比、差模抑制比、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)境中工作等，要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的可編程控制器、人機界面HMI。