plc控制系统的抗干扰能力与可靠性分析

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1、PLC控制系统的抗干扰能力与可靠性分析秦敬威（北京中唐科华电力设备有限公司河北分公司河北邯郸056001）【摘要】本文主要针对电力系统PLC控制系统中不可避免的干扰问题，找出了PLC控制系统中干扰信号的，分析了干扰信号的可控性，由干扰信号出发，给出了相应的处理对策，以之为基础，对PLC控制系统从隔离方法、电源、PLC输出端以及安装与布线等几方面提出相应具体的改进办法。对PLC控制系统的抗干扰能力与可靠性作出了深入的分析，可与同行共同探讨。..关键词电力系统；PLC控制系统；抗干扰1.前言?可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置。

2、它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。但在使用时由于工业生产现场的工作环境恶劣，干扰源众多，都会影响PLC的正常工作。为此。必须采取必要的抗干扰措施。电力系统极其复杂，在电力系统中的PLC控制系统更是充满不确定因素。PLC控制系统干扰因素更是错综复杂，要想尽可能地减少或消除干扰，必须综合电力系统本身所固有的问题以及PLC控制系统一系列的要求进行全方位的考虑，从PLC控制系统的干扰源进行分析，对PLC的隔离、电源、输出端以及相应的安装与布线措施进行全方位改

3、进，以达到减少甚至消除干扰的目的，充分提高PLC控制系统的抗干扰能力与可靠性。2.PLC的干扰源分析与研究?（1）PLC控制系统是一种自动化程度高且配置十分灵活的控制工业生产过程的装置。凭借自身的高可靠性，其在自动控制领域中的应用十分广泛。美中不足的是，PLC控制系统本身存在着一定缺陷。尽管该系统具有可靠的与现场的隔离、端口之间的隔离、端口输入输出信号与总线信号间的隔离，但是，随着PLC应用场合的广泛化，应用环境的复杂化，其所受的干扰也不可避免的越来越多。发电厂空间内存在着极强的电磁场，如今的发电机电压已经高达数千伏，电流高达数百安乃至数千安

4、，开关站输出电压更是高达几十千伏甚至几百千伏，由于实际现场条件的限制，所以经常会出现近百米长强电与PLC信号电缆无法有效分隔的实际情况，甚至有时只能敷设于相同的电缆沟或电缆桥架中。?（2）因此，高电压、大电流接通或断开时会产生的强电干扰，极有可能会在PLC输入线上产生较强的感应电压和感应电流，产生的感应电压、电流会导致PLC输入端的光电耦合器内的发光二极管发光，致使光电耦合器的抗干扰作用无法有效发挥，由此导致PLC的误动作、装置死机、程序紊乱等情况出现。干扰信号除却经PLC输入端侵入PLC的情况之外，也很有可能经PLC的电源进入PLC。除此外

5、，系统内部的各元器件以及不同电路间也经常会相互产生电磁辐射，存在着PLC系统的内部干扰。如逻辑电路的互相辐射以及其对模拟电路产生的影响，模拟地和逻辑地之间的相互影响及各元器件间的不匹配使用等等。不同形式的干扰，都很有可能使系统无法正常工作。因此，研究PLC控制系统的干扰、成因以及抑制措施，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力、增强其可靠性具有十分重要的作用。3.抗干扰对策分析与研究?3.1隔离措施。PLC内部采用了光电耦合器、输出模块中小型继电器和光电可控硅等以隔离外部的开关量信号，PLC的模拟量I/O模块通常也都采取光电耦合的隔离措施。这样不

6、仅能减少或消除外部干扰对系统的影响，而且能有效保护CPU模块，令其免受由外部窜入PLC的高电压的危害。因此，一般不需要在PLC外部设置抗干扰隔离器件。假如PLC输入端的光电耦合器无法有效抵抗干扰，还可以利用小型继电器来隔开发电站中用长线引入PLC输入端的开关量信号。光电耦合器中发光二极管的工作电流仅为几毫安，而小型继电器线圈的吸合电压达到几十伏，强电干扰信号的电磁感应产能量一般很难令用来隔离的继电器吸合。不少系统需要利用外部信号多对触点，一对触点提供输入信号给PLC，一对触点提供开关量信号给上位计算机，一对触点用于指示灯等。利用继电器转接输入

7、信号不但提供了多对触点，而且实现了对强电干扰信号的隔离。为了提高PLC控制系统的抗干扰能力，PLC外部信号、PLC以及计算机间的串行通信线路可以用光纤或带光电耦合器的通信接口隔离，在要求必须防火、防爆的环境下这种方法更加适合。?3.2电源措施。电源干扰主要是由供电线路阻抗耦合产生的，不同大功率的用电、发电设备是主要干扰源。假如PLC使用的是交流电源，那么在干扰很强或要求很高可靠性的场合，在PLC的交流电源输入端加带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器用来抑制窜入的外来干扰，但是屏蔽层应保证可靠接地。高频干扰信号是通过初级、次级绕组间的分

8、布电容传递的。在初级、次级绕组间加绕屏蔽层，可以减小绕组间的分布电容，提高抗高频干扰能力，保证电源供电的可靠性。?3.3PLC输出端措施。继电器输出模块触点的工作电