電磁干擾對水電廠PLC控制系統(tǒng)的影響及抑制方法

史攀峰

（湖南省電力公司東江水電廠 維護(hù)部計算機(jī)班，湖南 郴州 423403）

1 干擾的主要來源分析

（1）空間的輻射干擾?？臻g的輻射電磁場主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、雷電、電視、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常就被稱作輻射干擾，它的分布是相當(dāng)復(fù)雜的，影響它的主要有以下兩條途徑：一是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，是由于通信線路的影響而受到干擾；二是它直接對PLC內(nèi)部的輻射，其干擾是由于電路感應(yīng)而引起的。

（2）系統(tǒng)外引線的干擾。主要通過信號線和電源的引入而導(dǎo)致的。然而在這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重，需要解決的要求很高。

（3）電源的干擾。在工程的實踐中可以得知，因為電源引入的干擾，造成PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況很多。PLC控制系統(tǒng)的正常供電都是電網(wǎng)提供，但是因為電網(wǎng)的覆蓋范圍較大，要受到很多空間上的電磁干擾，從而在線路上感應(yīng)電壓以及電路，特別是電網(wǎng)內(nèi)部的不斷變化，交直流轉(zhuǎn)動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路沖擊等很多都是通過輸電線路到通信電源邊。而PLC電源常常采用的是隔離電源，但是其隔離性遠(yuǎn)沒有那么理想。在現(xiàn)實中，很多數(shù)據(jù)，達(dá)到其絕對值是不可能的。

（4）信號線引入的干擾。由于與PLC控制系統(tǒng)連接的信號傳輸線很多，所以都會有外部的干擾信號引入。而干擾的來源主要通過以下兩種途徑：第一類往往是被忽略的，它是通過共用的信號儀表或者是變送器的供電電源串入的電網(wǎng)來進(jìn)行干擾；第二類是很嚴(yán)重的，它是由于信號線受空間輻射感應(yīng)，來產(chǎn)生干擾。而對于隔離性差的系統(tǒng)，還將會導(dǎo)致信號間的相互干擾，因而引起共地系統(tǒng)總線回流，造成其邏輯數(shù)據(jù)變化較大。而且，PLC控制系統(tǒng)因為信號引入的干擾造成其很多模件的損害相當(dāng)嚴(yán)重，因此，引起系統(tǒng)出現(xiàn)很多問題。

（5）接地系統(tǒng)混亂時的干擾。提高電磁設(shè)備的電磁兼容性的有效手段之一就是接地。所以，正確的接地，既能夠抑制設(shè)備對外發(fā)出的電磁干擾，又能夠很好的控制住干擾對接地系統(tǒng)的影響；而錯誤的接地，卻能夠造成非常嚴(yán)重的干擾信號，從而使PLC控制系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地、保護(hù)地等構(gòu)成了PLC控制系統(tǒng)的地線。PLC系統(tǒng)的干擾如若是因為接地系統(tǒng)混亂，則主要是由于不同接地點之間的電位不一樣，從而導(dǎo)致一定的電位差，引起地環(huán)路電流，這樣就影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

（6）PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾。PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，主要是由于它內(nèi)部的原器件和電路間的相互作用，導(dǎo)致電磁輻射產(chǎn)生的。譬如，模擬地與邏輯地的相互影響又或者是元器件間的相互不合理使用，邏輯電路之間相互輻射及其對模擬電路的影響等等。這都是屬于PLC制造商對其系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容，有些復(fù)雜，當(dāng)然，這時應(yīng)用部門是無需考慮的。

2 減小電磁干擾的方法研究

（1）使用性能好的電源。由于在PLC控制系統(tǒng)中，電源因為自身結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致很多電網(wǎng)的干擾串入PLC控制系統(tǒng)，所以電源的選擇至關(guān)重要。而配電器也是很重要的，對于共用信號及變送器供電我們應(yīng)該選擇那種抑制帶大、電容偏小的配電器。從而才能減小對PLC控制系統(tǒng)的干擾。

（2）注重電纜的敷設(shè)和選擇。不同的電纜是用來傳輸不同型號的信號，然而信號電纜按其傳輸信號總類來分層敷設(shè)。在通信設(shè)備的傳輸中，為了避免電磁干擾，是嚴(yán)禁使用同一電纜的不同導(dǎo)線來同時傳送動力電源和信號的，這樣做的原因是信號線和動力電纜靠近平行會造成電磁干擾。同樣，為了減少其電磁干擾，電纜的選擇也是尤為重要的。在設(shè)備傳輸中，應(yīng)該盡量選擇屏蔽式的電纜，這樣會使干擾減小。

（3）硬件濾波及濾波軟件抗干擾措施。信號在接入計算機(jī)之前，將信號線與接地間并接一個電容，能夠有效地減少其共模干擾。同樣，在信號的兩端之間加上濾波器，這樣能夠有效地減少單模干擾?？偟膩碚f，濾波器在中間起著至關(guān)重要的作用。其實，想要完全不被干擾影響那是不可能的，因為電磁的干擾性特別復(fù)雜。但是，我們可以在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計上進(jìn)行一定的抗干擾處理，由此可以來提高PLC控制系統(tǒng)的安全性、可靠性。常用的一些方法是：數(shù)字濾波和工頻整形采樣,它可以有效地消除周期性干擾；采用信息冗余技術(shù)，也可以使其干擾性降低。

（4）選擇正確的接地點，更好地完善接地系統(tǒng)。為了安全和抑制干擾，這正是接地主要目的。而直接接地、浮地接地、電容接地這3種接地方式構(gòu)成了系統(tǒng)接地方式。而由于PLC控制系統(tǒng)的特殊性，所以采用的是直接接地方式。但是，由于那個信號電纜分布電容和濾波器等儀器的影響，所以設(shè)備之間的信號的交換頻率一般很低，所以PLC控制系統(tǒng)接地可以采用1點接地。而并聯(lián)1點接地適用于集中布置的PLC控制系統(tǒng)；若裝置之間的間距較大，則適合用串聯(lián)1點接地方式?？傊诎惭b上必須要絕緣，來保證其安全性和可靠性。所以，必須選擇適合的接地處才能夠有效地防止干擾。

（5）選用性能好的隔離器。同樣，信號隔離器這種儀器可以很好地解決干擾問題。只要在有干擾的地方，在其兩端加上信號隔離器，就能夠有效地解決干擾問題。選用隔離性能好的設(shè)備、選用優(yōu)良的電源，信號線和動力線走線要更加嚴(yán)密等等都能夠很好地解決干擾性問題，但是比較復(fù)雜、不好運(yùn)作而且成本高。以上就是抗干擾的具體措施。

3 結(jié)語

電磁干擾對PLC控制系統(tǒng)的影響很大，并且是不能夠避免的。工作人員只要能夠深入了解到干擾的原因以及解決方法，就能將干擾降到最低程度。

[1]湯媛.PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)生的原因及抗干擾措施[J].石油化工建設(shè)，2005，（3）.

[2]黎民英.肖新躍.黎民紅.PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2005，（5）.