抗干扰设计方案在PLC控制系统中的应用.docx

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1、抗干扰控制【抗干扰设计方案在PLC控制系统中的应用】　　可编程序控制器简称PLC是20世纪60年代末发展起来的一种新型工业控制装置。由于PLC具有功能性强、编程简单、可靠性高等优点，被广泛应用于各类生产机械和生产过程的自动化控制中。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业的安全生产和经济效益，系统的抗干扰能力是整个系统可靠运行的关键。由于PLC是以集成电路为基本单元的电子装置，内部处理过程不依赖机械触点，它的硬件和软件在设计中都采用一系列的隔离和抗干扰技术，即使在恶劣的环境中PLC仍能稳定工作，但是，如果PLC控制系统外界和内部的干扰过于强烈，就会影响到整机的可靠运行，所以充分考虑PLC

2、系统的抗干扰设计，并在外围电路的设计和系统的安装过程中采取相应的抗干扰设计方案，才能确保整个系统可靠工作。下面就PLC控制系统中常见的干扰源以及如何采用相应的抗干扰设计方案进行较为详细的探讨。　　一、PLC控制系统中常见的干扰源　　一般而言，除有用信号以外，其他任何对系统有不良作用的噪声信号，都归于干扰之列，必须给予抑制或消除。造成PLC控制系统受干扰的原因是多方面的，根据其大致可以分为PLC系统内部干扰源、系统外引线干扰源和空间辐射干扰源三个方面。　　1.系统内部干扰源　　系统内部的干扰主要是由于PLC控制系统自身存在的噪声与缺陷所引起，例如元器件性能变坏或失效，线路中存在的电容性

3、元件引起的寄生振荡，接插件接触不良，焊接工艺差，软件设计考虑不周而存在某种缺陷，调试过程中的疏忽大意以及线路故障等都将给运行中的PLC系统造成干扰。　　2.系统外引线干扰源　　系统外引线干扰源主要指来自PLC控制系统以外的电源和信号线的干扰，包括电源的干扰、来自信号线引入的干扰以及接地系统混乱时引起的干扰等。　　电源干扰。PLC系统的正常供电电源由电网提供，电网内部的变化，都通过输电线路传到PLC电源系统，如果电源性能不理想，系统就有可能无法正常工作。　　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，总会有外部干扰信号侵入。由信号侵入干扰会引起I/O信号工作异常，大大降

4、低测量精度，严重时损伤元器件，甚至造成逻辑数据变化、误动作或死机。　　接地系统混乱时引起的干扰。接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均匀，不同接地点间存在电位差引起的环路电流影响系统正常工作。　　3.空间辐射干扰源　　空间辐射干扰主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生。其影响主要通过两个途径：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。　　二、PLC控制系统中有效的几种抗干扰设计方案　　1.电源电路的抗干扰设计方

5、案　　由供电线路引入的干扰和电源自身产生的干扰，是PLC控制系统的主要干扰源。完善电源电路的抗干扰措施，则解决了很大部分的干扰问题。　　采用交流稳压器。PLC控制系统往往都在比较恶劣的用电环境中使用，如车间有大电机、电焊机、电弧炉等大用电设备频繁启动，车间供电电压波动较大，瞬间下降较严重。为保证PLC供电系统不受其干扰，通常220V电源进线都要加装交流稳压器。而且要采用高性能的稳压器，要求无自激现象，纹波尽可能小，因此应设法抑制稳压电源内部可能出现的噪声，使它既不能引入外来的干扰又保证自身不产生干扰。特别注意交流稳压器容量大小的合理配置，要按实际考虑容量并留有一定余量。　　采用电源滤

6、波器。采用电源滤波器是PLC控制系统中广泛采用的抗干扰措施之一。经过反复测试在电源中如图1连接是一种较为有效的抑制共模和串模干扰的电源滤波器。　　其中，L1、L2、C1构成一个主要滤除串模干扰的滤波器；而L3、L4、C2、C3则主要用于抑制共模干扰。其中L1和L2可选用几百mH，采用不易饱和的铁心材料。L3和L4可用几~几十mH。电容通常选用高频性能好，耐压高的陶瓷或聚酯电容。C1选~μF，C2和C3一般选几千pF。选用不同的电源滤波器的电感和电容的参数，可滤除不同频段上的干扰。　　采用屏蔽隔离变压器。为保证PLC供电系统不受干扰，在进入PLC控制系统之前的电源线路中加装屏蔽隔离变压

7、器，且变压器的容量应比实际大～倍左右。屏蔽隔离变压器的次级侧至PLC控制系统间必须采用大于2mm2的铜芯聚氯乙烯绝缘双绞线。隔离变压器的一次侧和二次侧间均应采用静电屏蔽措施，在变压器一次侧和二次侧间加屏蔽并接地，因此可以大大减小分布电容，从而消除线圈间的直接耦合。如果电源带有严重干扰，应采用如图2接法的三层屏蔽变压器。双层屏蔽的隔离变压器只能够抑制共频干扰，三层屏蔽的变压器还能抑制共模干扰。　　采用分离供电系统.。在PLC控制系统中，向I/O通道和其他设备