黄永祥

摘要：本文论述了PLC控制系统中的主要干扰源包括空间的辐射、PLC系统外的引线、系统内部产生几个方面。接着阐述了这些干扰在控制系统中的影响，提出了几种抗干扰的主要措施。经过实践验证具有很强的工程应用价值。

关键词：可编程逻辑控制器；干扰源；抗干扰

Abstract: this paper discusses the main jamming resources PLC control system including space radiation, PLC system of the lead, internal system generates several aspects. And then expounds these interference in the control system of influence, and advances some main measures of anti-jamming. After practice verification has a strong engineering application value.

Keywords: programmable logic controller; Interference sources; anti-interference

中图分类号： TN972 文献标识码：A文章编号：

在工业控制领域， PLC控制系统可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行．而系统抗干扰性能的优劣是关系到整个系统可靠运行的关键。由于PLC大多处在强电电路和强电设备附近。电磁环境恶劣．系统容易受到干扰。所以对PLC控制系统的干扰源进行分析，研究抑制干扰的对策．已成为现代自动控制系统中必不可少的内容。

1 PLC系统中的主要干扰源

通常，按干扰模式的不同，干扰源可分为共模干扰和差模干扰2种。共模干扰是信号对地的电位差。主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模干扰可为直流、也可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换的共模干扰所形成的电压。

1.1 来自空间辐射的干扰

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在系统中产生的静电感应或电磁感应引起，通常称为辐射干扰。这种干扰往往是突发性的瞬时干扰，不仅会引起系统的误动作、失调、不稳定等问题，而且还会导致系统失灵，严重时甚至损坏系统。

1.2 来自系统外引线的干扰

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为严重，主要有3种。

1.2.1 来自电源的干扰

PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰在线路上的感应电压和电流。尤其是电网内部的变化。如开关操作浪涌、大型电力设备启停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边．对PLC系统造成干扰。

1.2.2 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。一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串人的电网干扰，这往往被忽视：二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰。

由信号引入的干扰会引起I／0信号工作异常和测量精度大幅降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统．还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动作和死机。PLC控制系统因信号引入干扰而引起系统故障的情况屡见不鲜。

1.2.3来自接地系统混乱时的干扰

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系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差。引起地环路电流，影响系统正常工作。

PLC工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的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

1.3 来自PLC系统内部的干扰

这种干扰主要来源于系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射，如逻辑电路相互辐射以及对模拟电路的影响，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。这就要求PLC制造厂在设计制造PLC系统时．要充分考虑到消除干扰，提高系统稳定性的问题。

2抑制干扰的主要措施

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，必须在设计和施工中采取有效的抑制措施。抑制干扰的基本原则是：抑制干扰源，切断或衰减电磁干扰的传播途径．提高装置和系统的抗干扰能力。

2.1 电源部分的拦截是抗干扰的重点

空间辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小和频率有关。对来自空间辐射的干扰在PLC系统中反映最严重的是大气过电压产生的强电场和强磁场，其中包括直接雷电产生的过电压和电力网络、电气设备的暂态过程以及线路其他物体静电感应或电磁感应所引起的过电压。一般的PLC系统和计算机系统对来自空间辐射于扰的抑制是设置屏蔽电缆、PLC局部屏蔽和半浮空与泄放技术进行保护。

2.2 采用合适的电缆及电缆的正确敷设

在信號电缆的选择上．要从实用、经济和抗干扰考虑。现在标准型号应用普遍．采用0．75 mm2的两芯带屏蔽双绞线就能很好地满足要求。

2.3完善而合理的接地系统是抗干扰的有效措施

接地的目的除为了安全外．还有一个就是抗干扰。因此。完善的接地系统是PLC控制系统消除电磁干扰的有效措施。

① 工作接地

控制柜要用绝缘板与地面隔离，工作接地要与保护接地严格分开。

② 系统接地

对PLC控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。

③ 信号源接地

信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地：不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理。一定要避免多点接地：

④ 抗共模、差模干扰措施

信号接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰：在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。

2.4 软件解除干扰

软件解除干扰是在计算机程序中采用某种计算方法对信号进行数学处理．以便减少或消除干扰信号的数量和强度．提高输入信号的可靠性。

3 结语

随着自动化程度的进一步发展．自动控制在生产中的作用越来越大．但是如果因为干扰的原因导致自动控制的效果不好或根本不能控制．就有悖于设计者和用户的初衷。所以一个系统的实施必须要考虑到干扰可能带来的影响以及采取必要的抗干扰措施。最好是将干扰抑制在发生前。如果干扰不能避免就必须从传播途径或用其他方法抑制干扰。各个车间和工厂的情况都是不同的．在实践中必须善于发现并根据不同的情况解决问题。只有这样才能发挥自动控制的优越性。

参考文献

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[2] 王维，亚梁俊．可编程控制器应用[M]．南宁：广西教育出版社，2000．

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