基于PLC控制系統(tǒng)干擾及抗干擾措施分析

熊旭東

【摘要】PLC控制系統(tǒng)應(yīng)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，該系統(tǒng)利用自身的維護(hù)性能強(qiáng)、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)控制工作中發(fā)揮著重要的作用。但PLC控制系統(tǒng)也會(huì)受到工作環(huán)境的干擾，影響系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量，因此要對(duì)影響PLC控制系統(tǒng)的因素進(jìn)行分析，借助抗干擾措施，確保PLC控制系統(tǒng)可以良好運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】PLC控制系統(tǒng);干擾;抗干擾措施

前言

基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，智能化信息系統(tǒng)和微電子科技在社會(huì)的發(fā)展建設(shè)中獲得良好的發(fā)展機(jī)會(huì)，PLC控制系統(tǒng)也在這樣的社會(huì)環(huán)境下穩(wěn)定發(fā)展，并且成為推動(dòng)我國(guó)社會(huì)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)手段。因此，應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的行業(yè)，需要結(jié)合該系統(tǒng)的作用和性能特點(diǎn)等因素，制定合理的應(yīng)用措施，并且保證抗干擾效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的有效應(yīng)用。

一、PLC控制系統(tǒng)干擾因素

（一）接地系統(tǒng)干擾

通常PLC控制系統(tǒng)所使用的地線，大多為交流地線、保護(hù)地線等，倘若施工人員在安裝時(shí)出現(xiàn)接地點(diǎn)分布電位不均勻的情況，就會(huì)使PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)干擾，致使接地系統(tǒng)出現(xiàn)混亂情況。因接地點(diǎn)不同，致使地電位之間存在不同差異性也各不相同，使其形成的地環(huán)路電流對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生一定干擾。同時(shí)，接地線以及屏蔽層也容易出現(xiàn)閉合環(huán)路情況，該情況會(huì)隨著磁場(chǎng)變化而變化，致使屏蔽層內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，引發(fā)蕊線與屏蔽層出現(xiàn)耦合，最終造成信號(hào)回路受到嚴(yán)重干擾[1]。倘若系統(tǒng)接地以及其他形式的接地操作不具有規(guī)范性，地環(huán)流可能會(huì)導(dǎo)致地線上出現(xiàn)不等電位分布情況，同樣也會(huì)對(duì)PLC控制系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。

（二）電源系統(tǒng)干擾

PLC控制系統(tǒng)要想正常運(yùn)行，需要工業(yè)電網(wǎng)為其提供電源。由于工業(yè)電網(wǎng)的覆蓋范圍廣泛，其空間內(nèi)的所有電磁，都會(huì)對(duì)PLC系統(tǒng)產(chǎn)生干擾影響，使得感應(yīng)電流以及電壓在其干擾作用下，造成大型設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)啟動(dòng)停止，或者出現(xiàn)電網(wǎng)短路沖擊等情況。電力工作人員需借助于輸電線路傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)電源邊，在耦合的作用下進(jìn)入到系統(tǒng)中，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響。雖然PLC電源會(huì)按照常規(guī)操作采取隔離措施，但由于制造工藝、工作原理等因素的影響，無法達(dá)成較為理想的隔離效果。

（三）信號(hào)傳輸干擾

PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，需要與諸多信號(hào)傳輸線相互連接，以此傳輸各類型有效信息，外部干擾信號(hào)也會(huì)通信號(hào)傳輸線進(jìn)行傳輸。該類型的干擾途徑主要有兩種：其一，使用相同信號(hào)儀表電源或者變送器電源串入造成的電網(wǎng)干擾，該類型干擾產(chǎn)生的能量較小，可以忽略不計(jì);其二，信號(hào)線受到空間電磁輻射感應(yīng)后所造成的干擾[2]。

（四）空間輻射干擾

大型整流變壓變頻、電氣等設(shè)備在運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)空間輻射電磁場(chǎng)，導(dǎo)致整個(gè)空間遭受輻射干擾。高密度、大功率的電氣電子設(shè)備的運(yùn)行加重空間電磁污染，輻射分布和頻率的復(fù)雜性也越來越突出。PLC控制系統(tǒng)長(zhǎng)期在這種環(huán)境運(yùn)行，就會(huì)遭受到輻射干擾，一是電路感應(yīng)產(chǎn)生的輻射干擾直接對(duì)PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生輻射;二是通信線路產(chǎn)生感應(yīng)對(duì)PLC控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的輻射干擾。

二、PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施

（一）硬件措施

硬件抗干擾措施是PLC控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要方法之一，在具體的抗干擾操作中，可以結(jié)合具體的干擾因素實(shí)施針對(duì)性處理。例如：對(duì)接地系統(tǒng)干擾進(jìn)行針對(duì)性處理。為了保證PLC控制系統(tǒng)接地良好，需要對(duì)輸入端、輸出端以及電源干擾進(jìn)行處理。通常系統(tǒng)的接地方法與信號(hào)頻率之間關(guān)系密切，倘若頻率在1MHz以下，可以采用一點(diǎn)接地措施;倘若頻率在10MHz以上，則需要采用多點(diǎn)接地方法;倘若頻率在1MHz～10MHz之間，電力工作人員可以借助一點(diǎn)接地措施，即所有的地線端子需要與距離最近的及地點(diǎn)進(jìn)行有效連接，以便保證達(dá)到良好的抗干擾效果[3]。此外，需要對(duì)接地線截面積進(jìn)行合理控制，即不能低于2mm2，接地電阻控制在2Ω以下，并且使用專業(yè)的接地線。倘若對(duì)空間電磁輻射實(shí)施抗干擾處理，需要屏蔽電纜、PLC局部屏蔽等實(shí)施有效保護(hù)措施;或者是對(duì)PLC控制系統(tǒng)中的主要部件進(jìn)行屏蔽處理，并使用具有較好的導(dǎo)磁性、導(dǎo)電性能較好的屏蔽材料，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)外界干擾信號(hào)的有效屏蔽，并且能夠?qū)ψ陨黼姶泡椛涞母蓴_產(chǎn)生良好的屏蔽作用。在對(duì)PLC控制系統(tǒng)采取硬件抗干擾措施時(shí)，需要工作人員從干擾因素的角度出發(fā)，采取合適的措施進(jìn)行抗干擾處理。

（二）軟件措施

PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施的實(shí)施過程中，可以從軟件設(shè)備結(jié)構(gòu)方面入手。簡(jiǎn)單的說，就是采取合適的方法處理系統(tǒng)中通過信號(hào)進(jìn)行設(shè)定的計(jì)算機(jī)程序，降低感染信號(hào)對(duì)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的影響。該方法能夠在很大程度上減少企業(yè)在抗干擾方面投入的成本，并且能夠在一定程度上保證較好的抗干擾效果。應(yīng)用該技術(shù)的主要原理是數(shù)字濾波技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的信號(hào)進(jìn)行合理處理，從而有效剔除干擾類信號(hào)[4]。目前我國(guó)采取的PLC控制系統(tǒng)軟件抗干擾措施較多，應(yīng)用范圍較廣，且干擾效果較好。現(xiàn)如今，數(shù)字濾波技術(shù)是抗干擾效果較好穩(wěn)定的抗干擾措，能夠以比較便捷的措施修改PLC控制系統(tǒng)參數(shù)，并且能夠達(dá)到較好的濾波操作需要。抗干擾措施中需要重點(diǎn)注意PLC控制系統(tǒng)中的電回路數(shù)量，回路數(shù)量較多會(huì)增加干擾信號(hào)的處理時(shí)間，很難保證及時(shí)下達(dá)并完成控制程序指令，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行效率產(chǎn)生影響。因此，在使用PLC控制系統(tǒng)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況采取合適的軟件抗干擾措施。

結(jié)語

時(shí)代的進(jìn)步推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)也在這樣的背景下快速發(fā)展、廣泛應(yīng)用，并且逐漸占據(jù)重要地位，但該系統(tǒng)還存在較多需要改進(jìn)的地方，尤其需要分析干擾因素，采用行之有效的抗干擾措施，提高PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行效率，為推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]唐禹.基于PLC控制系統(tǒng)干擾及抗干擾措施分析[J].電子世界，2020（24）：194-195.

[2]謝智華.淺談生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)（PLC）通訊抗干擾措施[J].化工管理，2020（01）：189-190.

[3]梁健峰，周廣宏，于多.PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中干擾問題的研究[J].集成電路應(yīng)用，2018，35（12）：27-29.

[4]孫遠(yuǎn)勇，王楓.PLC控制系統(tǒng)的干擾源分析與抗干擾措施[J].建材與裝飾，2018（39）：232-233.