PLC可编程序控制器系统的抗干扰及措施.docx

PAGE 1 PAGE 1 PLC可编程序控制器系统的抗干扰及措施  PLC掌握系统中的干扰是一个非常复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，对有些干扰状况还需做详细分析，采取对症下药的方法，才能够使PLC掌握系统正常工作。  　　可编程掌握器（以下称PLC）是一种用于工业生产自动化掌握的设备。尽管其制造厂采取了一些措施，使得它的牢靠性较高，但还有很多外部因素也会使它产生干扰，造成程序误变或运算错误，从而产生误输入井引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作。要提高PLC掌握系统牢靠性，一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方协作才能完善解决问题，有效地增加系统的抗干扰性能。随着PLC应用的日渐广泛，其抗干扰问题也显得日益重要。本文就此问题提出一些抗干扰的措施。  一、掌握系统中干扰及其来源  　　1、干扰源及一般分类  　　影响PLC掌握系统的干扰源与一般影响工业掌握设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压猛烈变化的部位，这些电荷猛烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。  　　干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。  　　共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与掌握精度。  　　2、PLC系统中干扰的主要来源及途径  　　（1）来自空间的辐射干干扰  　　空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特殊是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。  　　（2）来自系统外引线的干扰  　　主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。  　　a来自电源的干扰  　　PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网掩盖范围广，它将受到全部空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不抱负。实际上，由于分布参数特殊是分布电容的存在，肯定隔离是不可能的。  　　b来自信号线引入的干扰  　　与PLC掌握系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。  　　此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间相互干扰，引起共地系统总线回流，造成规律数据变化、误动和死机。PLC掌握系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的状况也许多。  　　c来自接地系统混乱时的干扰  　　接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。  　　PLC掌握系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必需一点接地，假如电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电