PLC可變程控制系統(tǒng)抗干擾問(wèn)題分析與思考

摘要：文章闡述了PLC變程控制系統(tǒng)干擾問(wèn)題的解決方案，并從多方面以實(shí)例介紹處理干擾的措施和途徑。

關(guān)鍵詞：PLC；干擾控制；系統(tǒng)解決方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—8937（2012）23—0140—02

科學(xué)技術(shù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，PLC系統(tǒng)也被越來(lái)越多的被運(yùn)用到工業(yè)控制系統(tǒng)中。PLC控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，尤其對(duì)企業(yè)中的安全生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。因?yàn)樯鲜龅脑?，所以工業(yè)企業(yè)在運(yùn)用PLC控制系統(tǒng)的同時(shí)，也要求此系統(tǒng)要具有非常好的可靠性，而PLC控制系統(tǒng)要想得非?？煽亢桶踩倪\(yùn)行，其中最為關(guān)鍵的部分在于系統(tǒng)的抗干擾能力。各種類(lèi)型的PLC控制系統(tǒng)被運(yùn)用在自動(dòng)化系統(tǒng)中，這些PLC通常都被使用在比較惡劣的環(huán)境當(dāng)中。如何在如此惡劣的使用環(huán)境中，使PLC控制系統(tǒng)具有較高的抗干擾能力，并且使其可靠性得到提高，則要對(duì)以下方面予以重視：其一，對(duì)于生產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)的廠(chǎng)家提出了相應(yīng)的要求，要求其產(chǎn)生的產(chǎn)品要具有較高的抗干擾能力；其二，要求在PLC系統(tǒng)的使用過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)都要得到足夠的重視，如安裝施工或使用維護(hù)等，只有將各個(gè)方面進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，才能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行完善的解決，從而使PLC系統(tǒng)的抗干擾性能得以增強(qiáng)。

1 電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)的干擾

PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源主要有以下幾種。

1.1 來(lái)自空間的輻射干擾

空間的輻射電磁場(chǎng)的產(chǎn)生有很多種，并且其分布也非常的復(fù)雜，一般將這些稱(chēng)為是輻射干擾，造成其產(chǎn)生的情況如下：電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備、電視、電力網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)電廣播、雷電、雷達(dá)等。輻射干擾的大小與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的布置有關(guān)，與這些設(shè)備所產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小有關(guān)，而其中頻率與其有密切的相關(guān)。在這種情況之下，通常采用以下方式對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，其一通過(guò)將PLC局部屏蔽，其二將屏蔽電纜予以設(shè)置，其三進(jìn)行高壓泄放零件。

1.2 來(lái)自系統(tǒng)外引線(xiàn)的干擾

來(lái)自系統(tǒng)外引線(xiàn)的干擾通常被稱(chēng)為是傳導(dǎo)干擾，而其產(chǎn)生主要為電源及信號(hào)線(xiàn)的引入而產(chǎn)生，這種情況的干擾通常在我國(guó)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的比較頻繁同時(shí)也比較嚴(yán)重。

①來(lái)自電源的干擾。在實(shí)際操作中因?yàn)殡娫吹囊攵a(chǎn)生的干擾對(duì)PLC系統(tǒng)造成的控制故障的現(xiàn)象非常的多，通常情況下當(dāng)有這樣的現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，必須將PLC電源更換為絕緣性非常好的電源才能夠?qū)⑸鲜鰡?wèn)題予以解決。

②來(lái)自信號(hào)線(xiàn)引入的干擾。在實(shí)際的操作中，PLC控制系統(tǒng)會(huì)與不同類(lèi)型的信號(hào)傳輸線(xiàn)相連接，連接后在傳輸有效信息之外，還存在著有大量外部干擾信號(hào)的侵入情況。

③接地系統(tǒng)如果出現(xiàn)混亂情況，也會(huì)造成相應(yīng)的干擾。

2 PLC控制系統(tǒng)工程應(yīng)用的抗干擾設(shè)計(jì)

為了使PLC控制系統(tǒng)能夠在工業(yè)電磁環(huán)境中，盡量的避免或是盡量的減少內(nèi)部外部的電磁干擾，那么就必須在對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的階段便采取相應(yīng)的抵制措施，通常有三個(gè)方面，而這三個(gè)方面為抵制電磁干擾的最為基本的原則：其一抑制干擾源；其二將電磁干擾的傳播途徑予以切斷或是衰減；其三是將系統(tǒng)以及裝置的抗干擾能力予以提高。

2.1 設(shè)備選型

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行選擇的時(shí)候要注意以下幾點(diǎn)：一方面要選擇一些具有較高抗干擾能力的產(chǎn)品；另一方面要對(duì)生產(chǎn)廠(chǎng)商給出的系統(tǒng)抗干擾的指標(biāo)予以充分的了解，看其提供的產(chǎn)品是否可以在高頻率的磁場(chǎng)以及大電場(chǎng)強(qiáng)度等一些環(huán)境中進(jìn)行工作；最終應(yīng)對(duì)這些產(chǎn)品在類(lèi)似的工作中的應(yīng)用實(shí)績(jī)予以了解和考查；其四在選擇一些國(guó)外的進(jìn)口產(chǎn)品里要按照我國(guó)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的選擇。

2.2 綜合抗干擾設(shè)計(jì)

如果要從系統(tǒng)外部來(lái)進(jìn)行考慮進(jìn)而采取相應(yīng)的抵制措施，那么要注意以下幾方面：第一，防止空間輻射電磁干擾，要將PLC系統(tǒng)以及外引線(xiàn)進(jìn)行屏蔽；第二，防止通過(guò)外引線(xiàn)引入而造成的傳導(dǎo)電磁干擾，要對(duì)外引線(xiàn)進(jìn)行相應(yīng)的隔離和濾波，而在進(jìn)行這方面的操作時(shí)要特別注意要對(duì)原理動(dòng)力電纜進(jìn)行分層的布置；第三，將接地系統(tǒng)予以完善，就要求對(duì)接地裝置以及接地點(diǎn)進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)；其四，為了進(jìn)一步的使系統(tǒng)的安全可靠性予以提高，要充分的利用軟件手段。

3 主要抗干擾措施

3.1 采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾

在整個(gè)PLC控制系統(tǒng)之中，占有著最為重要地位的是這個(gè)系統(tǒng)中的電源。現(xiàn)在普遍運(yùn)用的PLC控制系統(tǒng)中使用的供電電源，通常都會(huì)考慮到電網(wǎng)引入的干擾問(wèn)題，因此會(huì)選取其電源隔離性能較好的電源，但是在PLC系統(tǒng)中的采用的直接電氣連接中的儀表電電源，以及變送器供電的電源這兩方面卻沒(méi)有得到相應(yīng)的重視，雖然在其中也采取一些相應(yīng)的隔離措施，但是通常情況下僅對(duì)這兩方面采取隔離措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)楝F(xiàn)在企業(yè)普遍使用的隔離變壓器都具有著分布參數(shù)比較大的特點(diǎn)，而這一特點(diǎn)會(huì)直接造成其抑制干擾的能力會(huì)變得非常的低，因此在電源耦合時(shí)便會(huì)產(chǎn)生大量的干擾，其中有串入共模干擾以及差模干擾。因此想要將PLC系統(tǒng)中的干擾予以減少，就必須要對(duì)電源的選擇予以重視。

除了上述內(nèi)容中所涉及到的方式與方法之外，還可以采取在線(xiàn)式不間斷供電電源，因?yàn)檫@樣的電源可以使電網(wǎng)饋點(diǎn)得到不中斷，從而增加供電的安全與可靠性。

3.2 電纜選擇的鋪設(shè)

為了使動(dòng)力電纜輻射的電磁干擾得以盡量的減少，在這些電纜中變頻裝置中的饋電纜的電磁干擾更是要予以相應(yīng)的減少。通常情況下為了使電纜的輻射電磁干擾得以相應(yīng)的減少，可以采用一些特殊的電纜從而達(dá)到滿(mǎn)意的效果，如采用銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，此類(lèi)電纜在實(shí)際操作中得到的效果是非常好的。不同的電纜用于傳送不同類(lèi)型的信號(hào)，因此在對(duì)信號(hào)電纜進(jìn)行實(shí)際鋪設(shè)的過(guò)程中，一定要按不同的信號(hào)類(lèi)型進(jìn)行電纜鋪設(shè)，在實(shí)際的操作中堅(jiān)決不能將同一種電纜同時(shí)用于傳輸信號(hào)和傳輸支力電源，這樣會(huì)使電磁干擾加大，同時(shí)在對(duì)不同電纜鋪設(shè)的過(guò)程中，要將動(dòng)力電纜與信號(hào)線(xiàn)這兩種電纜進(jìn)行分層的鋪設(shè)，從而達(dá)到最大限度的對(duì)電磁干擾的減少。

3.3 硬件濾波及軟件抗如果措施

要將地間與信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行并接電容的活動(dòng)，這一行為要在信號(hào)接入計(jì)算機(jī)之前進(jìn)行，這樣做可以在一定程度上使共模干擾得以減少；為了減少差模干擾這一情況的出現(xiàn)，可以在信號(hào)的兩極間裝置一些濾波器。要想從根本上將電磁干擾而產(chǎn)生的一些負(fù)面影響予以消除是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)殡姶鸥蓴_有著非常復(fù)雜的性質(zhì)，所以在PLC控制系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)計(jì)的階段以及進(jìn)入到軟件設(shè)計(jì)的階段中，要相應(yīng)的有抗干擾方面的相應(yīng)處理，以此提高PLC系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性。

3.4 正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)

接地目的一般來(lái)講，一是考慮到安全問(wèn)題，另外一個(gè)就是可以抵制干擾。因此，要使PLC控制系統(tǒng)對(duì)干擾能有有效的抑制，可以采用正確的接地系統(tǒng)。通常情況下，接地系統(tǒng)的接地方式有三種形式，一為浮地接地，二為直接接地，三為電容接地。而對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)接地時(shí)，從系統(tǒng)的性質(zhì)來(lái)講屬于高速低平控制裝置，因此要依據(jù)此采取上述的第二種方式進(jìn)行接地系統(tǒng)的安裝。

4 結(jié) 語(yǔ)

從文章的分析中我們可以清晰的看出，在PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的干擾問(wèn)題，并不能僅從一個(gè)方面來(lái)考慮，因?yàn)槠涓蓴_形成的復(fù)雜性造成了要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的抑制，就需要在PLC控制系統(tǒng)抗干擾這方面的設(shè)計(jì)中，不能僅從一種因素的影響去考慮，而應(yīng)該從各方面綜合協(xié)調(diào)考慮，這樣才能有效的控制干擾，并且對(duì)不同的干擾情況，應(yīng)該有具體的分析措施，采取不同的解決辦法，只有這樣，才能讓控制系統(tǒng)正常有效的工作。

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