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隨著工業設備自動化控製技術的發展，可編程控製器(PLC)在工業設備控製中的應用越來越廣泛。PLC控製係統的可靠性直接影響到企業的安全生產和經濟運行，係統的抗幹擾能力是關係到整個係統可靠運行的關鍵。本文詳細介紹了影響PLC運行的幹擾類型及來源，並提出抗幹擾設計的實施策略。
自動化係統所使用的各種類型PLC中zhong，有you的de是shi集ji中zhong安an裝zhuang在zai控kong製zhi室shi，有you的de是shi安an裝zhuang在zai生sheng產chan現xian場chang和he各ge電dian機ji設she備bei上shang，它ta們men大da多duo處chu在zai強qiang電dian電dian路lu和he強qiang電dian設she備bei所suo形xing成cheng的de惡e劣lie電dian磁ci環huan境jing中zhong。要yao提ti高gaoPLC控製係統可靠性，一方麵要求PLC生產廠家提高設備的抗幹擾能力，另一方麵要求應用部門在工程設計、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強係統的抗幹擾性能。
電磁幹擾類型及其影響
影響PLCkongzhixitongdeganraoyuanyuyibanyingxianggongyekongzhishebeideganraoyuanyiyang，dadouchanshengzaidianliuhuodianyajuliebianhuadebuwei，zhexiedianhejulieyidongdebuweijiushiganraoyuan。
幹擾類型通常按幹擾產生的原因、噪聲幹擾模式和噪聲波形性質來劃分。按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪湧噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，可分為持續噪聲、偶發噪聲等；按噪聲幹擾模式不同，分為共模幹擾和差模幹擾。
共模幹擾和差模幹擾是一種比較常用的分類方法。共模幹擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(同方向)電壓迭加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電時，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，影響測控信號，造成元器件損壞(這就是一些係統I/O模件損壞率較高的主要原因)，這種共模幹擾可為直流、亦yi可ke為wei交jiao流liu。差cha模mo幹gan擾rao是shi指zhi作zuo用yong於yu信xin號hao兩liang極ji間jian的de幹gan擾rao電dian壓ya，主zhu要yao由you空kong間jian電dian磁ci場chang在zai信xin號hao間jian耦ou合he感gan應ying及ji由you不bu平ping衡heng電dian路lu轉zhuan換huan共gong模mo幹gan擾rao所suo形xing成cheng的de，這zhe種zhong幹gan擾rao疊die加jia在zai信xin號hao上shang，直zhi接jie影ying響xiang測ce量liang與yu控kong製zhi精jing度du。
電磁幹擾的主要來源
1．來自空間的輻射幹擾。空間輻射電磁場(EMI)主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射幹擾，其分布極為複雜。若PLC係統置於其射頻場內，就會受到輻射幹擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對PLC內部的輻射，由電路感應產生幹擾；二是對PLCtongxinwangluodefushe，youtongxinxianluganyingyinruganrao。fusheganraoyuxianchangshebeibuzhijishebeisuochanshengdediancichangdaxiaotebieshipinlvyouguan，yibantongguoshezhipingbidianlanhePLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護
2．來自係統外引線的幹擾。主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導幹擾。這種幹擾在我國工業現場較為嚴重，主要有下麵三類：
第一類是來自電源的幹擾。實踐證明，因電源引入的幹擾造成PLC控製係統故障的情況很多，筆者在某工程調試中遇到過，後更換隔離性能更高的PLC電源問題才得到解決。
PLC係xi統tong的de正zheng常chang供gong電dian電dian源yuan均jun由you電dian網wang供gong電dian，由you於yu電dian網wang覆fu蓋gai範fan圍wei廣guang，它ta將jiang受shou到dao所suo有you空kong間jian電dian磁ci幹gan擾rao而er在zai線xian路lu上shang感gan應ying電dian壓ya和he電dian流liu，尤you其qi是shi電dian網wang內nei部bu的de變bian化hua、開關操作浪湧、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。PLCdianyuantongchangcaiyonggelidianyuan，danyinqijigoujizhizaogongyidengyinsushiqigelixingbingbulixiang。shijishang，youyufenbucanshutebieshifenbudianrongdecunzai，jueduigelishibukenengde。
第二類是來自信號線引入的幹擾。與PLC控製係統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部幹擾信號侵入。此幹擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網幹擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的幹擾，即信號線上的外部感應幹擾，這種往往非常嚴重。
由信號引入的幹擾會引起I/Oxinhaogongzuoyichangheceliangjingdudadajiangdi，yanzhongshijiangyinqiyuanqijiansunshang。duiyugelixingnengchadexitong，haijiangdaozhixinhaojianhuxiangganrao，yinqigongdixitongzongxianhuiliu，zaochengluojishujubianhua、誤動和死機。PLC控製係統因信號引入幹擾造成I/O模件損壞數相當嚴重，由此引起係統故障的情況也很多。
第三類是來自接地係統混亂的幹擾。接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一，正確的接地既能抑製電磁幹擾的影響，又能抑製設備向外發出幹擾；而錯誤的接地反而會引入嚴重的幹擾信號，使PLC係統無法正常工作。PLC控製係統的地線包括係統地、屏蔽地、交流地和保護地等，接地係統混亂對PLC係xi統tong的de幹gan擾rao主zhu要yao是shi各ge個ge接jie地di點dian電dian位wei分fen布bu不bu均jun，不bu同tong接jie地di點dian間jian存cun在zai地di電dian位wei差cha，引yin起qi地di環huan路lu電dian流liu，影ying響xiang係xi統tong正zheng常chang工gong作zuo。例li如ru電dian纜lan屏ping蔽bi層ceng必bi須xu一yi點dian接jie地di，如ru果guo電dian纜lan屏ping蔽bi層ceng兩liang端duanA、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層。當發生異常狀態如雷擊時，地線電流將更大。
此外，屏蔽層、接(jie)地(di)線(xian)和(he)大(da)地(di)可(ke)能(neng)構(gou)成(cheng)閉(bi)合(he)環(huan)路(lu)，在(zai)變(bian)化(hua)磁(ci)場(chang)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，屏(ping)蔽(bi)層(ceng)內(nei)會(hui)出(chu)現(xian)感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)，通(tong)過(guo)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)與(yu)芯(xin)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)，幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)回(hui)路(lu)。若(ruo)係(xi)統(tong)地(di)與(yu)其(qi)它(ta)接(jie)地(di)處(chu)理(li)混(hun)亂(luan)，所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)地(di)環(huan)流(liu)就(jiu)可(ke)能(neng)在(zai)地(di)線(xian)上(shang)產(chan)生(sheng)不(bu)等(deng)電(dian)位(wei)分(fen)布(bu)，影(ying)響(xiang)PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓幹擾容限較低，邏輯地電位的分布幹擾容易影響PLC的邏輯運算和數據存貯，造成數據混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。
3．來自PLC係統內部的幹擾。主要由係統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路相互輻射、模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬於PLCzhizaochangjiaduixitongneibujinxingdiancijianrongshejideneirong，bijiaofuza，zuoweiyingyongbumenwufagaibian，kebubiguoduokaolv，danyaoxuanzejuyoujiaoduoyingyongshijihuojingguokaoyandexitong。
抗幹擾設計
為了保證係統在工業電磁環境中免受或減少內外電磁幹擾，必須從設計階段開始便采取三個方麵抑製措施：抑製幹擾源、切斷或衰減電磁幹擾的傳播途徑、提高裝置和係統的抗幹擾能力。這三點就是抑製電磁幹擾的基本原則。
PLC控製係統的抗幹擾是一個係統工程，要求製造單位設計生產出具有較強抗幹擾能力的產品，且有賴於使用部門在工程設計、安an裝zhuang施shi工gong和he運yun行xing維wei護hu中zhong予yu以yi全quan麵mian考kao慮lv，並bing結jie合he具ju體ti情qing況kuang進jin行xing綜zong合he設she計ji，才cai能neng保bao證zheng係xi統tong的de電dian磁ci兼jian容rong性xing和he運yun行xing可ke靠kao性xing。進jin行xing具ju體ti工gong程cheng的de抗kang幹gan擾rao設she計ji時shi，應ying主zhu要yao注zhu意yi以yi下xia兩liang個ge方fang麵mian。
1．設備選型。
在選擇設備時，首先要選擇有較高抗幹擾能力的產品，其包括了電磁兼容性，尤其是抗外部幹擾能力，如采用浮地技術、隔離性能好的PLC係統；其次還應了解生產廠家給出的抗幹擾指標，如共模抑製比、差模抑製比、耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環境中工作等；另外是靠考查其在類似工作中的應用實績。
在選擇國外進口產品要注意，我國是采用220V高內阻電網製式，而歐美地區是110V低內阻電網。由於我國電網內阻大，零點電位漂移大，地電位變化大，工業企業現場的電磁幹擾至少要比歐美地區高4倍以上，對係統抗幹擾性能要求更高。在國外能正常工作的PLC產品在國內工業就不一定能可靠運行，這就要在采用國外產品時，按我國的標準(GB/T13926)合理選擇。
2．綜合抗幹擾設計。主要考慮來自係統外部的幾種抑製措施，內容包括：對PLC係統及外引線進行屏蔽以防空間輻射電磁幹擾；對外引線進行隔離、濾波，特別是動力電纜應分層布置，以防通過外引線引入傳導電磁幹擾；正確設計接地點和接地裝置，完善接地係統。另外還必須利用軟件手段，進一步提高係統的安全可靠性。
主要抗幹擾措施
1．采用性能優良的電源，抑製電網引入的幹擾。
在PLC控製係統中，電源占有極重要的地位。電網幹擾串入PLC控製係統主要通過PLC係統的供電電源(如CPU電源、I/O電源等)、變送器供電電源和與PLC係統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的。現在對於PLC係統供電的電源，一般都采用隔離性能較好的電源，而對於變送器供電電源以及和PLC係(xi)統(tong)有(you)直(zhi)接(jie)電(dian)氣(qi)連(lian)接(jie)的(de)儀(yi)表(biao)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)，並(bing)沒(mei)受(shou)到(dao)足(zu)夠(gou)的(de)重(zhong)視(shi)。雖(sui)然(ran)采(cai)取(qu)了(le)一(yi)定(ding)的(de)隔(ge)離(li)措(cuo)施(shi)，但(dan)普(pu)遍(bian)還(hai)不(bu)夠(gou)，主(zhu)要(yao)是(shi)使(shi)用(yong)的(de)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)大(da)，抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)差(cha)，經(jing)電(dian)源(yuan)耦(ou)合(he)而(er)串(chuan)入(ru)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)、差模幹擾。所以對於變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑製帶大(如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術)的配電器，以減少PLC係統的幹擾。
此外，為保證電網饋電不中斷，可采用在線式不間斷供電電源(UPS)供電，提高供電的安全可靠性。而且UPS還具有較強的幹擾隔離性能，是一種PLC控製係統的理想電源。
2．正確選擇電纜的和實施敷設。
為wei了le減jian少shao動dong力li電dian纜lan尤you其qi是shi變bian頻pin裝zhuang置zhi饋kui電dian電dian纜lan的de輻fu射she電dian磁ci幹gan擾rao，筆bi者zhe在zai某mou工gong程cheng中zhong采cai用yong了le銅tong帶dai鎧kai裝zhuang屏ping蔽bi電dian力li電dian纜lan，降jiang低di了le動dong力li線xian產chan生sheng的de電dian磁ci幹gan擾rao，該gai工gong程cheng投tou產chan後hou取qu得de了le滿man意yi的de效xiao果guo。
butongleixingdexinhaofenbieyoubutongdianlanchuanshu，xinhaodianlanyinganchuanshuxinhaozhongleifencengfushe，yanjinyongtongyidianlandebutongdaoxiantongshichuansongdonglidianyuanhexinhao，bimianxinhaoxianyudonglidianlankaojinpingxingfushe，yijianshaodianciganrao。
3．硬件濾波及軟件抗幹擾措施。
信號在接入計算機前，在信號線與地間並接電容，以減少共模幹擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模幹擾。
由於電磁幹擾的複雜性，要根本消除幹擾影響是不可能的，因此在PLCkongzhixitongderuanjianshejihezutaishi，haiyingzairuanjianfangmianjinxingkangganraochuli，jinyibutigaoxitongdekekaoxing。changyongdeyixietigaoruanjianjiegoukekaoxingdecuoshibaokuo：數字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性幹擾；定時校正參考點電位，並采用動態零點，可防止電位漂移；采用信息冗餘技術，設計相應的軟件標誌位；采用間接跳轉，設置軟件保護等。
4．正確選擇接地點，完善接地係統。
接地的目的通常有兩個，一為了安全，二是為了抑製幹擾。完善的接地係統是PLC控製係統抗電磁幹擾的重要措施之一。
係統接地有浮地、直接接地和電容接地三種方式。對PLCkongzhixitongeryan，tashugaosudidianpingkongzhizhuangzhi，yingcaiyongzhijiejiedifangshi。youyuxinhaodianlanfenbudianrongheshuruzhuangzhilvbodengdeyingxiang，zhuangzhizhijiandexinhaojiaohuanpinlvyibandoudiyu1MHz，所以PLC控製係統接地線采用一點接地和串聯一點接地方式。集中布置的PLCxitongshiyubinglianyidianjiedifangshi，gezhuangzhideguitizhongxinjiedidianyidandudejiedixianyinxiangjiediji。ruguozhuangzhijianjujiaoda，yingcaiyongchuanlianyidianjiedifangshi，yongyigendajiemiantongmuxian(或絕緣電纜)連接各裝置的櫃體中心接地點，然後將接地母線直接連接接地極。接地線采用截麵大於22mm2的銅導線，總母線使用截麵大於60mm2的銅排。接地極的接地電阻小於2Ω，接地極最好埋在距建築物10～15m遠處，而且PLC係統接地點必須與強電設備接地點相距10m以上。
信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地；不接地時，應在PLC側接地；xinhaoxianzhongjianyoujietoushi，pingbicengyinglaogulianjiebingjinxingjueyuanchuli，yidingyaobimianduodianjiedi。duogecedianxinhaodepingbishuangjiaoxianyuduoxinduijiaozongpingbidianlanlianjieshi，gepingbicengyingxianghulianjiehao，bingjingjueyuanchuli，xuanzeshidangdejiedichudandianjiedi。
本文小結
PLCkongzhixitongdeganraoshiyigeshifenfuzadewenti，yincizaikangganraoshejizhongyingzonghekaolvgefangmiandeyinsu，heliyouxiaodiyizhiganrao，duiyouxieganraoqingkuanghaixuzuojutifenxi，caiquduizhengxiayaodefangfa，cainenggoushiPLC控製係統正常工作,保證工業設備安全高效運行。
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