PLC接地的重要性

1、PLC接地的重要性PLC接地的基本作用和接地的特殊性PLC接地的作用PLC和計算機的接地系統(tǒng)包括以下幾種，信號地、電源地和安全保護地、此外在信號傳輸線路、動力和信號電纜上還需要有屏蔽地。這些接地系統(tǒng)都需要與地面相連，其主要的作用是：為PLC系統(tǒng)提供一個信號的標準零電位；消除設(shè)備金屬外殼上的感應(yīng)電壓和電容存儲的電量；吸收較小的漏電電流或者消除地域距離差異引起的靜電電勢等等。因此在實時傳輸?shù)南到y(tǒng)中接地時抑制干擾和保護系統(tǒng)安全的重要手段。PLC接地的特殊性在沒有出現(xiàn)PLC之前，計算機和控制系統(tǒng)計算機剛剛開始應(yīng)用的時候，為其專門設(shè)計的接地系統(tǒng)的關(guān)鍵指標是接地電阻為4。隨著計算機應(yīng)用到工業(yè)自動化之后，根

2、據(jù)經(jīng)驗人們將工業(yè)計算機接地的關(guān)鍵指標設(shè)定為2。以前在供電、接地、抗干擾、系統(tǒng)全浮空、計算機電源和保護地與信號是各自分開的，這種獨立接地是比較認可的一種方式。但是，隨著PLC的出現(xiàn)和應(yīng)用，其一個重要的特點是它的I/O接口和外界有極強的隔離安全工藝。PLC系統(tǒng)和電力系統(tǒng)是單獨接地還是分開接地，標志著PLC技術(shù)的發(fā)展水平。以往的計算機和PLC強調(diào)本身隔離和信號浮空?？墒荘LC系統(tǒng)要單獨接地，也就是需要一套獨立的接地系統(tǒng)。目前的技術(shù)可以使PLC直接就地供電。對三相四線值電路中的N和PE，當(dāng)PLC系統(tǒng)接地后幾乎不能將其分開。實際和倫理中所提及的統(tǒng)一接地，實際上就是力求電壓接地可以達到PLC要求的同一水平

3、。這就是目前PLC接地的特殊性。PLC接地的方法在PLC為核心的控制系統(tǒng)中，可以使用多種接地方法，而每種接地線匯都要集中在一個理論的點上，這就是零電位基礎(chǔ)。為了安全的使用PLC，應(yīng)當(dāng)區(qū)別以下幾種接地方法。數(shù)字地。即邏輯地，它是各種開關(guān)信號，數(shù)字信號的“0”電位。模擬地。即模擬信號的零電位，這時模擬信號使用的精密電源的零電位，它的“0”是十分嚴格的電平。信號地。通常是指一般的傳感器的地。交流地。系統(tǒng)使用的交流電源地線，主要的噪音產(chǎn)產(chǎn)生的地方。直流地。是直流電源電壓的標準起點，在非浮空的直流電源供電下，作為地線，進行接地連接。屏蔽地。即防止靜電、磁場感應(yīng)而設(shè)置的外殼或者絲網(wǎng)，為了消除這些裝置上的電

4、荷，一般用導(dǎo)線將其與地面直接連接。保護地。一般是指機器、設(shè)備的外殼或者設(shè)置的獨立的器件的外殼，外殼與內(nèi)部是絕緣的外殼接地是用來保護人身和防護設(shè)備漏電的，因此保護地必須是良好的接地。PLC接地的原則在設(shè)備安裝的階段，要很好的利用各種接地，在安裝電源和地線之后才能將PLC通電和調(diào)試，這時應(yīng)當(dāng)遵循以下幾個原則。就一點接地和多點接地而言，高頻電路應(yīng)當(dāng)進行就近的多點接地，低頻電路應(yīng)當(dāng)可以采用一點接地。低頻電路中，布線和元件間的電磁感應(yīng)很小，如果多點接地，回地環(huán)流過多就會產(chǎn)生干擾。因此低頻電路中一般采用的是一點統(tǒng)一對外接地。在高頻電路中，地線上具有電感，因而增加了接地的電阻，同時各個地線之間也會產(chǎn)生電磁的

5、耦合。一般情況下采用的接地方式與設(shè)備的頻率有關(guān)，當(dāng)頻率低于1HZ的時候用一點接地；高于10MHZ的時候多點接地；頻率在1-10MHZ之間時，應(yīng)當(dāng)是具體的情況而定。交流地和信號地一般不能通用一個載體。交流電源在傳輸信號的時候，在一段間隔的電源線上會產(chǎn)生一定的電壓，即跨步電壓。低電平信號傳輸需要沿線路的電平為絕對為“0”。為防止交流電對低電平信號的干擾，在直流信號的導(dǎo)線上要求增加起隔離作用的屏蔽層，另外不允許信號源于交流電公用一根地線。將屏蔽地、保護地分別獨立接到接地銅排上，不允許將其和電源地、信號地在其它地方接在一起。在控制系統(tǒng)中，為了降低信號的電容耦合噪音，一般采用多種屏蔽措施。對于類似雷達、

6、電臺等高頻輻射的干擾，可以采用金屬絲網(wǎng)作為屏蔽，即利用低電阻的金屬絲網(wǎng)或者外殼設(shè)置在關(guān)鍵的部位上。對于純防磁的現(xiàn)場，例如對強磁鐵、變壓器、大型電機的磁場耦合等，可以采用高導(dǎo)磁材料作為外罩，使磁回路閉合，然后將其接入大地，保護地采用一點接地。模擬信號地和屏蔽地、模擬地的接地對系統(tǒng)也十分重要，每個生產(chǎn)PLC的廠家在提高模板時，都會有嚴格的連接原則。包括信號配線、外殼屏蔽、浮地、傳輸電纜的使用型號、截面面積、供電設(shè)備等。當(dāng)PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用的范圍較大的時候，要求避免將模擬量信號的傳輸距離過長這時就需要使用很多的模擬量模板，應(yīng)當(dāng)注意的是把每塊模板設(shè)置在距離現(xiàn)場較近的擴展機箱上去；一些獨立功能，例如：集

7、中溫度監(jiān)視、電子稱計量，常常涉及為獨立專用的系統(tǒng)來處理模擬量信息。在數(shù)字控制的集散系統(tǒng)DCS中，通常使用配置儀表、變送器來解決模擬量信號輸入的采集和傳輸、模擬量輸出信號的長距離傳輸。綜上，接地對PLC系統(tǒng)是十分重要的，在施工或者安裝和調(diào)試中一定要注意規(guī)范和細節(jié)的掌握，這樣才能確保PLC系統(tǒng)的可靠運行。PLC系統(tǒng)對干擾的抑制措施對PLC產(chǎn)生干擾的因素PLC控制系統(tǒng)的干擾源較多，從形式上可以分為內(nèi)部干擾和外部干擾。內(nèi)部干擾主要來自元件布局不合理造成的信號相互的串?dāng)_或者線路中存在電容性元件引起異常振蕩，還有數(shù)字地、模擬地和系統(tǒng)地處理不當(dāng)引起的干擾。外部干擾包括傳導(dǎo)型和輻射型干擾源，引起的干擾。傳導(dǎo)型

8、干擾一般是通過電氣線路進入PLC系統(tǒng)的干擾信號，如按鈕、繼電器等工作時產(chǎn)生的觸電電弧，接觸線圈、繼電器線圈等感應(yīng)負載斷開是產(chǎn)生的浪涌電壓等；輻射型干擾主要是電磁輻射通過感應(yīng)進入PLC系統(tǒng)形成干擾信號。PLC系統(tǒng)干擾抑制措施在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的時候，一般可以通過對電源的合理選配、正確選擇接地方式、接地點、系統(tǒng)輸入和輸出端處理等措施來抑制干擾源對系統(tǒng)的影響，以此來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。具體的措施如下：針對電源系統(tǒng)采取的抗干擾措施來自電源的干擾是影響PLC系統(tǒng)的主要因素之一，電源的干擾注意是通過供電線路的阻抗耦合產(chǎn)生的，各種大功率的用電設(shè)備，尤其是大功率的變頻器更是主要的干擾源。在干擾較強或者可靠

9、性要求較高的場合，一般采取的抗干擾措施時在PLC的交流電源輸入端增加帶屏蔽隔離的變壓器和低通率的濾波器。利用接地抑制干擾的措施PLC控制系統(tǒng)中有很多中接地形式，主要的形式在前面已經(jīng)有所介紹，利用良好的接地可以保證對干擾有效的抑制。但是，PLC與強電設(shè)備最好要分別使用不同的接地裝置，接地的截面保證2mm2。而且PLC的接地點和強電的接地點距離應(yīng)當(dāng)保持10m以上的距離。再有，屏蔽地、保護地不能與電源地、信號地?zé)羝渌拥剡B在一起，需要獨立接地。信號源接地時屏蔽層應(yīng)當(dāng)在信號側(cè)接地；信號源不需接地時，屏蔽層應(yīng)當(dāng)在PLC側(cè)設(shè)置接地。信號線中間如果有接頭，屏蔽層應(yīng)作絕緣處理，一定要避免多點接地。開關(guān)量信號線

10、與模擬量信號線應(yīng)分開布線，而目都應(yīng)采用屏蔽線，并將屏蔽層接地。I/O干擾抑制措施當(dāng)輸入的信號源和輸出的驅(qū)動的負載都使用的是感性元件時，由于感性負載具有儲能作用，所以當(dāng)觸點斷開時產(chǎn)生高于電源電壓的反電勢；觸點閉合時，觸點的動作還會引起電弧，這些都會對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。針對這一情況，交流電路可以在兩端并聯(lián)RC來抑制干擾；對于直流電路可以并聯(lián)續(xù)流二級管來抑制干擾。在抑制外部的噪聲干擾時，一般利用的是光電耦合器。光電耦合器由輸入端的發(fā)光元件和輸出端的受光元件組成，利用光傳遞信息，讓輸入和輸出在電氣上完全隔離，并在抑制噪音干擾上起到了很好的作用，但是在使用的過程中要注意頻率不要過高，在低壓線路中使用的時候，

11、傳輸?shù)木嚯x不宜超過100米。布線中干擾抑制措施PLC系統(tǒng)布線時，如普通的開關(guān)量信號對電纜沒有過多的要求，只是當(dāng)距離較遠時增加屏蔽電纜；如模擬信號和高速信號傳輸，應(yīng)選用屏蔽電纜；如有高頻信號傳輸，一般需選用專用電纜或者光纖電纜；如要求不高的低頻信號時，可以選用多芯帶屏蔽電纜。PLC系統(tǒng)應(yīng)遠離強干擾源，且不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)，在柜內(nèi)的PLC應(yīng)遠離動力線，二者之間的距離應(yīng)當(dāng)大于20cm。信號線和功率線應(yīng)當(dāng)分開，電力電纜應(yīng)單獨走線，不同類型的線應(yīng)使用不同的線管和線槽，信號線計量要靠近地線或者接地的金屬線。PLC的輸入與輸出要分開走線，開關(guān)量與模擬量也應(yīng)分開敷設(shè)。傳送模擬信號的屏蔽線，其屏

12、蔽層應(yīng)一端接地。為了泄放高頻干擾，數(shù)字信號線的屏蔽層應(yīng)并聯(lián)電位均衡線，其電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10，并將屏蔽層兩端接地。如果無法設(shè)置電位均衡線，也可以一端接地。不同的信號線用同一個插接件時，要用備用端子或地線端子將它們隔開，以減少相互干擾。利用軟件抑制干擾措施在PLC系統(tǒng)中，由于各種干擾源的影響比較復(fù)雜，通過硬件上采取的抑制干擾的措施雖然可以最大限度上的減弱干擾，但是很難徹底消除。所以，在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計和工程組態(tài)上，還應(yīng)當(dāng)利用軟件的特殊設(shè)計來抑制干擾。如：采用數(shù)字濾波和延時消抖等方法，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。為提高輸入信號的信噪比，可采用多種軟件濾波方法來提高數(shù)據(jù)的可靠性?？蛇B續(xù)采樣多次，采樣間隔根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換時間