解決PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中干擾問題的方法

韋建光

摘要：隨著社會(huì)的技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)的不斷提高，自動(dòng)化系統(tǒng)在工業(yè)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。PLC控制系統(tǒng)的安全可靠對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要的作用，而PLC控制系統(tǒng)在使用過程中會(huì)受到一些干擾，因此PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力對(duì)整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的安全性有很重要的影響。提高PLC控制系統(tǒng)在強(qiáng)電磁環(huán)境中的抗干擾能力能有效提高工業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要分析了PLC控制系統(tǒng)受到的干擾，并在此基礎(chǔ)上提出了解決PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中的干擾問題的方法。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；干擾；方法

1 前言

現(xiàn)代社會(huì)科技的不斷發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全運(yùn)行有重要的作用。PLC控制系統(tǒng)的安全性及可靠性對(duì)整個(gè)工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有重要的影響，PLC控制系統(tǒng)容易受到周圍磁場的干擾，這樣容易對(duì)PLC控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響，從而影響到自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。為了提高自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，我們必須提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，找出解決PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中干擾問題的方法。

2 PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行中干擾來源

2.1 電源的干擾

由于電網(wǎng)的廣泛覆蓋，將感應(yīng)所有空間電磁干擾，并且將在線路上感應(yīng)出電壓和電路。特別是內(nèi)部電網(wǎng)的變化，開關(guān)操作的激增，大型電力設(shè)備的啟動(dòng)和停止，交流和直流旋轉(zhuǎn)裝置引起的諧波，電網(wǎng)的瞬態(tài)短路影響等。都通過輸電線路到電源邊。因此，在空間電磁干擾的影響下，很容易檢測到線路上的電壓和電路。傳輸線傳輸電網(wǎng)的內(nèi)部變化，相關(guān)設(shè)備的啟動(dòng)和停止，開關(guān)操作的激增，以及短路狀態(tài)下電網(wǎng)對(duì)電源側(cè)的影響。由于結(jié)構(gòu)和工藝的限制，PLC系統(tǒng)中使用的隔離電源往往隔離不夠，基于分布電容的分布式參數(shù)也使得不可能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)隔離。

2.2 接地系統(tǒng)的干擾

當(dāng)接地系統(tǒng)正常時(shí)，它可以在抑制電磁干擾的同時(shí)控制設(shè)備的外部干擾，但當(dāng)接地系統(tǒng)，屏蔽接地，保護(hù)地等接地系統(tǒng)出錯(cuò)時(shí)，當(dāng) PLC系統(tǒng)的接地系統(tǒng)混亂時(shí)，PLC的每個(gè)接地點(diǎn)的電位將不均勻分布，并且接地點(diǎn)之間將產(chǎn)生電位差。嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的順利工作。此外，系統(tǒng)的接地線和屏蔽層可以與地形成閉環(huán)。感應(yīng)電流由變化的磁場的影響產(chǎn)生，并通過屏蔽層和芯線之間的耦合干擾信號(hào)環(huán)路。它阻礙了PLC系統(tǒng)的邏輯和模擬電路工作，并且PLC系統(tǒng)的邏輯電壓對(duì)干擾的容限也引起邏輯地電位的分布干擾。系統(tǒng)崩潰，數(shù)據(jù)混亂，測量精度降低等，系統(tǒng)采取一些不必要的行動(dòng)。

2.3 系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

PLC控制系統(tǒng)在電路和PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部的元部件之間可能會(huì)產(chǎn)生一定量的電磁輻射，例如邏輯電路的相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響、模擬地和邏輯地之間的相互作用以及組件之間的不匹配等問題都會(huì)產(chǎn)生一定的電磁場。這樣產(chǎn)生電磁輻射后，就會(huì)影響控制系統(tǒng)的傳輸電路信號(hào)。當(dāng)電磁電路暴露在電磁輻射下時(shí)，會(huì)對(duì)模擬電路信號(hào)造成干擾；而當(dāng)模擬地與邏輯地之間發(fā)生電磁相互作用時(shí)，電路與元件之間就會(huì)存在不匹配的現(xiàn)象，從而會(huì)對(duì)PLC控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。

3 解決PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中的干擾問題的方法

3.1 隔離方法

PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部有一個(gè)光電耦合器，可以反饋外部信號(hào)，從而起到抗干擾的作用。PLC控制系統(tǒng)還可以通過I / O模塊起到抗干擾作用，可以防止外部干擾的侵入。同時(shí)，它還可以保護(hù)PLC控制系統(tǒng)，防止高壓電流進(jìn)入PLC控制系統(tǒng)，導(dǎo)致元件損壞。因此，在隔離PLC控制系統(tǒng)時(shí)，通常不需要在PLC控制系統(tǒng)外部設(shè)置隔離系統(tǒng)。當(dāng)PLC控制系統(tǒng)端口的光耦不能隔離干擾時(shí)，也可以通過繼電器隔離。在使用繼電器的過程中，產(chǎn)生相對(duì)大的電壓，并且在電磁感應(yīng)的作用下，發(fā)生干擾。此時(shí)，外部信號(hào)的特性可用于建立多個(gè)接觸點(diǎn)，使得接觸點(diǎn)接收的信號(hào)可以傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)。然后使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析接收的信號(hào)。使用繼電器進(jìn)行信號(hào)接收可以通過多觸點(diǎn)更全面地接收信號(hào)，并且還可以消除外部干擾。

3.2 安裝與布線的方法

該電路通常由銅芯制成，并與多股電纜一起使用。選擇通信電纜時(shí)，請(qǐng)確保電纜具有高可靠性。如果通信電纜在使用過程中很敏感，通常選擇與PLC控制系統(tǒng)兼容。安裝PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)評(píng)估現(xiàn)場并遠(yuǎn)離有干擾的地方。遠(yuǎn)離磁場和大型設(shè)備，PLC控制系統(tǒng)不能安裝高壓設(shè)備。當(dāng)PLC控制系統(tǒng)與大型設(shè)備同時(shí)使用時(shí)，最好使用平行線并與設(shè)備保持距離。PLC控制系統(tǒng)應(yīng)為每條線留一定距離。最好在線路之間使用隔離設(shè)備，最好使用屏蔽電纜。在不同的線路之間使用兩根電纜。屏蔽線通常用于信號(hào)線，屏蔽的每個(gè)端口必須接地。

3.3 控制PLC 端口的方法

在自動(dòng)化系統(tǒng)中由于繼電器輸出端的電壓相對(duì)較小，繼電器的可靠性較高，可以承受過大電壓的影響，但是，當(dāng)前傳輸速度相對(duì)較慢，并且當(dāng)系統(tǒng)輸出過程沒有大的變化時(shí)可以選擇繼電器。在PLC控制系統(tǒng)的輸出以及繼電器的接觸點(diǎn)相對(duì)較小，因此沒有強(qiáng)大的斷弧能力。因此，繼電器不能直接連接到電力系統(tǒng)，必須與PLC控制系統(tǒng)周圍的繼電器組合。使用帶觸點(diǎn)的繼電器實(shí)現(xiàn)接觸驅(qū)動(dòng)。要想控制好各種因素對(duì)PLC控制系統(tǒng)造成的干擾，必須重點(diǎn)要解決對(duì)PLC端口的控制，這樣才能確保在輸入輸出時(shí)，將干擾源對(duì)系統(tǒng)的干擾降到最低，從而最大程度的保護(hù)控制系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

4 結(jié)語

PLC控制在應(yīng)用過程中會(huì)受到很多干擾源的影響，為了提高工業(yè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行的可靠性，降低PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程因干擾問題造成的影響非常重要。在PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，我們應(yīng)該根據(jù)具體的環(huán)境問題、遵循具體問題具體分析的原則，制定合理科學(xué)的解決方案，確保將周圍環(huán)境因素對(duì)PLC控制系統(tǒng)的干擾降到最低，從而確保PLC控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，保證工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

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（作者單位：東風(fēng)柳州汽車有限公司）