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1、浅析PLC控制系统抗干扰问题1引言PLC（可编程控制器）作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置，因其本身具有高可靠性、较强的工业环境适应性以及编程简单、操作方便，而在工业领域得到广泛应用。在PLC控制系统中,虽然其I/O端口输入、输岀信号与总线信号之间均有隔离,但由于PLC的应用场合越来越广,受到的干扰也就越来越多。这些都可能造成PLC控制系统可靠性降低，不能正常工作。因此，分析影响PLC控制系统可靠性的因素，研究其解决措施，对于提高PLC控制系统可靠性具有重要的作用，对于PLC的进一
2、步推广应用也具有普遍意义。2、PLC控制系统干扰的主要来源2.1来自电源的干扰因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,更换隔离性能好的PLC电源，才能解决问题。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流。尤其是电网内部的变化，如开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。2.2来自空间的辐射干扰空间的辐射电磁场(EMI),主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无
3、线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。23来自接地系统混乱的干扰PLC控制系统正确的接地，是为了抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。这样会引起各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差,引起地环路
4、电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A.B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常情况时，地线电流将更大。屏蔽层、接地线和大地也有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内会岀现感应电流，通过屏蔽层和芯线之生的地环流就可能在地线上产生电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起信号测控
5、失真和误动作。间的藕合干扰信号【路。若系统地与其它接地处理混乱，所产2.4来自信号线引入的干扰与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常,大大降低测量精度，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流
6、,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。2.5来自PLC系统内部的干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。3、PLC控制系统设计时应考虑的抗干扰措施3.1硬件抗干扰措施（1）电源干扰防御措施PLC控制系统的电源，一般都是220V,而电网中大的感性负载、可控硅装置等设备的投切过程，
7、很容易造成电压畸变或毛刺，畸变的电源通过交流电源传给PLC控制系统，形成强大的干扰。因此，在系统设计时通常要采用以下措施来抑制干扰:1）使用隔离变压器抑制从电源进线窜入的高频干扰信号,对低频共模干扰信号也有一定的抑制作用。其初、次级之间的隔离屏蔽层，用锡箔或漆包线绕1〜3层接地。一般次级线不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地,以抑制共模干扰。2）使用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响，并对CPU核心部件所需要的+5V电源采用多级滤波处理。尽量使电源线平行
8、走线，使电源线对地呈低阻抗，以减少电源噪声干扰。3）在毫秒或微秒级的脉冲干扰信号中，高次谐波成分较高。因此，可以采用低通滤波器抑制高频干扰。4）电网中，由于触点开关的启停，形成宽频带的瞬变干扰,其能量是随机的。当干扰能量大时，仅凭低通滤波器来抑制高次谐波的干扰往往达不到预期效果，用频谱均衡法抑制干扰,效果明显，但成本较高，不常用。在实际控制系统的设计过程中，可根据现场干扰的特点和具体的PLC机型抗干扰能力等因素综合考虑选择抑制干扰的措施。其中隔离变压器是最常用的，因为
