工业plc控制系统抗干扰问题探析

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1、工业PLC控制系统抗干扰问题探析　　摘要：可编程控制器（ＰＬＣ）在工业控制中应用越来越广泛，而ＰＬＣ控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，因此ＰＬＣ在应用中必须提高其系统的抗干扰能力。本文作者根据多年设计、安装和使用经验，提出了使用中应注意的若干问题，以提请使用者的注意。关键词：ＰＬＣ；干扰源；抗干扰；软件中图分类号：TN973.3文献标识码：A文章编号：1概述随着科学技术的发展，ＰＬＣ在工业控制中的应用越来越广泛。ＰＬＣ控制系统的可靠性直接影响到工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

2、系统可靠运行的关键。要提高ＰＬＣ控制系统可靠性，一方面要求ＰＬＣ生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。2电磁干扰源及对系统的干扰2.1干扰源及干扰一般分类7影响ＰＬＣ控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都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。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；按噪声干扰模式

3、不同，分为共模干扰和差模干扰。2.2ＰＬＣ控制系统中电磁干扰的主要来源2.2.1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、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰。若ＰＬＣ系统置于射频场内，就会收到辐射干扰，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、设备所产生的电磁场大小及频率有关，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

4、.2.2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。据统计，这种干扰在我国工业现场较严重。（１）来自电源的干扰：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多，可更换隔离性能更高的ＰＬＣ电源来解决。7（２）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之外，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窜入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射的干扰，即信号线上的外部感应干扰。（３）来自接地系统混乱

5、时的干扰：接地是提高电子设备电磁兼容性（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；反之则会引入严重的干扰信号，使ＰＬＣ系统无法正常工作。2.2.3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。3ＰＬＣ控制系统工程应用的抗干扰设计为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；

6、提高装置和系统的抗干扰能力。进行具体工程的抗干扰设计时，应主要以下两个方面。3.1设备选型7在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性（ＥＭＣ），尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的ＰＬＣ系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比，耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；另外就是靠考查其在类似工作中的应用实例。3.2综合抗干扰设计主要考虑来自系统外部的几种干扰抑制措施。主要内容包括：对ＰＬＣ系统及外部引线进行屏蔽以防空间电磁辐射干扰；对外部引

7、线进行隔离、滤波，特别是动力电缆，应分层布置，以防通过外部引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。4主要抗干扰措施4.1采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰7在ＰＬＣ控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰窜入ＰＬＣ控制系统主要通过ＰＬＣ系统的供电电源、变送器供电电源和与ＰＬＣ系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于给ＰＬＣ系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器供电的电源和ＰＬＣ系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但

8、普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而窜入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用仪表信号供电电源应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少ＰＬＣ系统的干扰。4.2电缆选择的铺设为了减少动力电缆辐射的电磁干扰，尤其是变频装置馈电电缆