PLC控制系統(tǒng)的干擾源及抗干擾措施

PAGE1PLC控制系統(tǒng)的干擾源及抗干擾措施1主要干擾源經(jīng)過分析可知，對PLC產(chǎn)生的干擾主要由三個因素組成，一是各種干擾源，二是各種干擾的傳播途徑，三是各種干擾的接受體。為了提高PLC的可靠性，必須對各種因素進行分析和研究。盡管各種PLC的組成各不相同，但是在結(jié)構(gòu)上是基本相同的，一般由CPU、存儲器、輸入輸出設(shè)備(I/O)和其他可選部件組成。因此，影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位。電磁干擾產(chǎn)生于干擾源，通過耦合傳輸通道將干擾源電磁能量傳遞到PLC系統(tǒng)，產(chǎn)生相應(yīng)的干擾電壓和電流，影響PLC正常、安全、可靠運行。下面從傳輸通道的角度，分析PLC控制系統(tǒng)的主要干擾因素及其對PLC控制系統(tǒng)的影響。1.1電源引入的干擾PLC控制系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。雷電沖擊、開關(guān)操作、大型電力設(shè)備啟停、交、直傳動裝置引起的諧波和電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等引起電網(wǎng)的波動都會通過輸電線路傳遞到PLC系統(tǒng)電源，影響系統(tǒng)的正常運行，而且這些干擾也會通過現(xiàn)場的電纜、屏蔽層和金屬連接影響到PLC的子系統(tǒng)、擴展機箱、I/O模板，甚至影響到中央處理單元，造成PLC系統(tǒng)故障。1.2I/O信號線引入的干擾在使用PLC組成控制系統(tǒng)時，要連接生產(chǎn)現(xiàn)場的大小設(shè)備，要連接各種通信線路，傳輸I/O信號。而工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中電磁干擾總是難以克服的，主要有如下幾種關(guān)鍵的干擾環(huán)境：1)動力電纜、大型機械和功率高的設(shè)備在電力傳輸中會在I/O信號線周圍產(chǎn)生電磁藕合。2)各種輸入信號線間電場感應(yīng)，線間串?dāng)_產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。3)輸入信號源為感性元件，輸出驅(qū)動負(fù)載為感性負(fù)載時，輸入或輸出回路開關(guān)通斷時會產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢或浪涌電流。4)大型設(shè)備的啟動與停止使能量強大的交流系統(tǒng)對模擬量采樣傳輸線直接產(chǎn)生干擾。5)輸入接點、輸出繼電器和接觸器等元器件的觸點在開閉時產(chǎn)生電火花(或電弧)，I/O端口侵入電磁噪聲。這些干擾從I/O信號線引入會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將引起信號線間互相干擾，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。1.3接地線引入的干擾PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地(數(shù)字地、模擬地和信號地)、交流地、屏蔽地和保護地等。地線上有各種信號的電流，并由地線阻抗耦合產(chǎn)生共模電壓，對輸入信號線形成共模干擾。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，而地線上電位分布不等，會影響內(nèi)部邏輯電路和模擬電路的正常運行，造成邏輯數(shù)據(jù)混亂、模擬信號失真。2PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施可編程控制器的主要應(yīng)用場合是工業(yè)現(xiàn)場，各種信號線及電力線會對PLC設(shè)備的正常運行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，所以有必要考慮PLC的抗干擾措施?？垢蓴_措施主要有：(1)輸入信號電纜、輸出信號電纜和電力電纜都要分開鋪設(shè)，不能扎在一起。(2)在要求高的場合選用帶有屏蔽層的輸入和輸出信號電纜，并注意一端接地。(3)多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，一方面擴大屏蔽作用，另一方面抑制芯線間的信號串?dāng)_及外部干擾。(4)為避免干擾，同一電平等級的信號才能用一條多芯電纜傳輸。所以，對數(shù)字信號和模擬信號，在任何情況下，都必須分開電纜進行傳輸。低電平信號線應(yīng)與其它信號線分開。盡量縮短模擬量信號新的長度，并采用雙芯屏蔽線作為信號線。(5)PLC應(yīng)有獨立的接地線，接地電阻小于1歐姆。(6)PLC的電纜要盡量遠離那些會產(chǎn)生電磁干擾的裝置。(7)一般要將PLC裝與專門的電氣柜中，給PLC四周保留50cm以上的