浅析PLC抗干扰技术.doc

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1、浅析PLC、DCS系统干扰问题及解决方案1.概述随着科学技术的发展，PLC在工业控制小的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性岚接影响到丁•业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统屮所使用的备种类mplc,有的是集屮安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境屮。要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。2.电磁干扰源及对系统的干扰影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的

2、干扰源一样，大祁产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其屮:按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和羌模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空问电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器

3、供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接煤响测控信号,造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为育流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空问电磁场在信号间耦合感应及rh不平衡电路转换共模干扰所形成的电圧，这种让育接叠加在信号上，直接影响测最与控制精度。3.PLC控制系统屮电磁T扰的主要来源有哪些呢？（1）来自空间的辐射干扰空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过稈、雷电、无线电广

4、播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内，就冋收到辐射干扰，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；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。（2）来自系统外引线的干扰主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很

5、多，笔者在某T程调试屮遇到过，后更换隔离性能更高的PLC电源，问题才得到解决。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范I韦I广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺I大1素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。(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，除了传输有效的备

6、类信号Z外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；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信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能并的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线冋流，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模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。(5)来自接地系统混乱时的干扰接地是提高电了设备电磁兼容性

7、(EMC)的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错课的接地，反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常T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。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是齐个接地点电位分布不均，不同接地点问存在地电位差，引起地环路电流，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，就存在地电位羌，有电流流过屛蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作

8、用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线2间的耦合，干扰信号冋路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地坏流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLCT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的逻紺运算和数据存储，造成数据混乱、稈序跑飞或死