PLC可編程序控制器系統的抗干擾及措施

可編程控制器（以下稱(chēng)PLC）是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設備。盡管其制造廠(chǎng)采取了一些措施，使得它的可靠性較高，但還有許多外部因素也會(huì )使它產(chǎn)生干擾，造成程序誤變或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入井引起誤輸出，這將會(huì )造成設備的失控和誤動(dòng)作。要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家用提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設計、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(wèn)題，有效地增強系統的抗干擾性能。隨著(zhù)PLC應用的日漸廣泛，其抗干擾問(wèn)題也顯得日益重要。本文就此問(wèn)題提出一些抗干擾的措施。

　　一、控制系統中干擾及其來(lái)源

　　1、干擾源及一般分類(lèi)

　　影響PLC控制系統的干擾源與一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即干擾源。

　　干擾類(lèi)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，分為持續噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類(lèi)方法。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線(xiàn)上感應的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。

　　共模電壓通過(guò)不對稱(chēng)電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統I/O模件損壞率較高的主要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。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(chǎng)在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

　　2、PLC系統中干擾的主要來(lái)源及途徑

　?。?）來(lái)自空間的輻射干干擾

　　空間的輻射電磁場(chǎng)（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò )、電氣設備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線(xiàn)電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的，通常稱(chēng)為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC系統置于所射頻場(chǎng)內，就回收到輻射干擾，其影響主要通過(guò)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；而是對PLC通信內網(wǎng)絡(luò )的輻射，由通信線(xiàn)路的感應引入干擾。輻射干擾與現場(chǎng)設備布置及設備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過(guò)設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護。

　?。?）來(lái)自系統外引線(xiàn)的干擾

　　主要通過(guò)電源和信號線(xiàn)引入，通常稱(chēng)為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現場(chǎng)較嚴重。

　　a來(lái)自電源的干擾

　　PLC系統的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。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(xiàn)路上感應電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內部的變化，入開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線(xiàn)路傳到電源原邊。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并不理想。實(shí)際上，由于分布參數特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。

　　b來(lái)自信號線(xiàn)引入的干擾

　　與PLC控制系統連接的各類(lèi)信號傳輸線(xiàn)，除了傳輸有效的各類(lèi)信息之外，總會(huì )有外部干擾信號侵入。