PLC控制系統的抗干擾問(wèn)題

摘要：作者根據這幾年來(lái)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的綠合杭干撫能力及應注意的問(wèn)題。

　　1 電磁干擾源及對系統地干擾
　　1.1 干擾源及干擾的一般分類(lèi)
　　影響PLC控制系統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(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(lèi)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(xiàn)上感應的共態(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(guò)不對稱(chēng)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(chǎng)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控制系統中電磁干擾的主要來(lái)源
　　1.2.1 來(lái)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，通常成為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC系統置于所射頻場(chǎng)內，就回收到輻射于擾，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；二是對PLC通信內網(wǎng)絡(luò )的輻射，由通信線(xiàn)路的感應引人干擾。輻射于擾與現場(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。
　　1.2.2 來(lái)自系統外引線(xiàn)的干擾
　　(1)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。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(xiàn)路上感應電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內部的變化，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)短路狀態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線(xiàn)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(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。
　　(2)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 )有外部干擾信號侵人。此于擾主要有兩種途徑:一是通過(guò)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(xiàn)受到空間電磁輻射感應的干擾即信號線(xiàn)上的外部感應干擾，這是很?chē)乐氐?。山信號引人干擾會(huì )引起UO信號工作異常和測量精度的大大降低，嚴重時(shí)會(huì )引起元器件損傷。對于隔離性能較差的系統，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統總線(xiàn)回流，造成邏輯數據變化、誤動(dòng)作和死機。
　　(3)來(lái)自接地系統混亂時(shí)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(huì )引起嚴重的干擾信號，使系統無(wú)法正常工作。
　　1.2.3 來(lái)自PLC系統內部的干擾
　　主要由系統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(chǎng)對系統內部進(jìn)行電磁兼容設計的內容，比較復雜，應用部門(mén)無(wú)法改變，但要選擇具有較多應用實(shí)績(jì)或紀呂丈考驗的模塊。
　　2 PLC控制系統工程應用的抗干擾設計
　　2.1 設備選型
　　在選擇設備時(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:其次還應了解生產(chǎn)廠(chǎng)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(chǎng)強度和多高頻率的磁場(chǎng)強度環(huán)境中工作；另外是靠考察其在類(lèi)似工作中的應用實(shí)績(jì)。在選擇國外進(jìn)口產(chǎn)品要注意:我國是采用220 V高內阻電網(wǎng)制式，而歐美地區是110 V低內阻電網(wǎng)。由于我國電網(wǎng)內阻大，零點(diǎn)電位漂移大，地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現場(chǎng)的電磁干擾至少要比歐美地區高4倍以上，對系統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(shí)，按我國的標準合理選擇。