何永涛 刘青 王洪亮

摘 要：可编程逻辑控制器PLC因其系统构成灵活、编程简单、能适应多种恶劣环境而在现代工业中扮演着重要角色，是实现工业生产自动化的控制核心，因此PLC的运行状况将直接影响到整个生产系统的可靠运行。本文分析了影响PLC正常运行的一些因素及其影响，以供参考借鉴。

关键词：PLC可靠运行；干扰因素；影响

1 干扰源分类

1.1 差模干扰与共模干扰

通常我们把PLC的干扰源分为差模干扰和共模干扰。“差模”和“共模”是变化的电压电流，经导线传输时存在的两种形态。差模干扰和共模干扰大多发生在系统中电压或者电流变化剧烈的部分，电路中曲电压突变引起电场的变化，曲电流突变引起电场的变化，通常差模电流与以磁场为主的环境相关，而共模电流与以电场为主的环境相关。差模干扰是载流导体之间不希望有的电位差，主要是由于空间电磁场与传输信号的耦合感应或者由于不平衡电路引起的共模干扰形成的电压，这种电压会与传输的信号叠加，进而影响PLC对其他设备的有效控制。共模干扰是载流导体对地不希望有的电位差，其产生的原因主要有三种，一种是导线在空间电磁场中感应产生电压，另一种是导线两端所接设备的地电位不同，最后一种是传输导线对大地的电位差产生的共模电流而形成强烈的电磁场从而影响PLC的工作性能。

1.2 差模干扰与共模干扰对PLC的影响

一般有些人会认为共模干扰电压并不会影响电路的正常工作的，而差模电压则是干扰PLC可靠运行的罪魁祸首，但事实并非如此，因为在某些情况下，这两种干扰会相互转化，假如传输信号线路不平衡，信号线会与信号地线产生不同幅度的共模电流从而产生差模干扰，此外共模电流会产生很强的电磁辐射，干扰周围电路的正常运行。因此差模干扰与共模干扰都会对PLC的可靠运行产生影响。

2 干扰因素的来源

2.1 电磁干扰

电磁干扰的主要来源分为两种，一种是空间辐射干扰，另一种是传导干扰，主要包括电源干扰和信号线引入干扰。

2.1.1 辐射干扰

若PLC系统置于所射频场内，由于PLC内部电路受电磁辐射而感应电压进而对PLC产生的干扰为辐射干扰。辐射干扰对系统的安全可靠运行有时会很严重，甚至可能会引起灾难性后果，因此必须采取抑制措施。

2.1.2 传导干扰

若干扰信号通过导线直接影响PLC的正常运行，这种干扰称为传导干扰。传导干扰与辐射干扰一样对整个系统的安全可靠运行都会有影响，都必须抑制在一定范围内，确保系统安全运行。

2.1.3辐射或者传导干扰对PLC运行的影响

PLC运行时，各种信号线除了承载正常的信号外，还会引入外部干扰，这种干扰会瞬时改变正常信号线某处的电平状态，或者信号电压大小，这种干扰可能会引起PLC的正常运行，比如IO误动，采样漂零超标等。一般干扰信号通过导线或者空间电磁场对PLC的正常运行产生影响。比如通过变送器或者共用仪表的供电电源串入电源干扰，或者PLC信号受空间电磁场辐射而产生的感应干扰。信号线之间也会产生干扰，特别是相邻两信号线，当一个信号线的电平发生跳变时，若两信号的间距较近时，会引起另外一个信号的变化，进而引起系统的不正常运行。比如在某些特殊场合，在线缆的铺设过程中，不能使高压线与PLC的信号线有效隔离，在高压线大电流接通或者断开时，会产生强烈的电磁辐射。当这种电磁辐射达到一定程度时，对PLC的正常运行产生影响。因此我们在线缆铺设时应特别注意高压线与信号线的隔离问题。

2.1.4 来自接地系统干扰

改变或者阻断骚扰信号的传播路径是解决一切EMC问题的关键而接地是关键手段，PLC系统的地线有三种，分别是屏蔽地、交流地、系统地和保护地。若PLC接地系统处理不当，PLC信号传输线的屏蔽层、接地线、和大地会构成闭合回路，形成地环流产生干扰，影响PLC正常运行。

3 干扰因素对PLC可靠运行的影响

PLC采取光电耦合输入，小型继电器输出等抗干扰措施，对PLC的可靠运行具有积极作用，在一定程度上降低了外部干扰。若PLC本身无法有效抑制外部干扰时，就必须采取相应的抗干扰措施。事实上PLC正常的逻辑电压干扰容限有限，若干扰不能被自身有效抑制时，就会影响到PLC的逻辑运算，数据存储處理，进而引起数据出错，程序紊乱，测量数据失真，误动作等非正常运行状态，鉴于本文只讨论影响PLC可靠运行的因素及其影响，具体抗干扰措施本文不再论述。

4 结语

PLC的可靠运行，是企业安全生产和经济运行的关键，将影响到产品的质量进而影响到企业的市场利益。随着自动化技术的高速的发展，PLC在各个领域的应用也越来越广泛深入，PLC安装的环境也越来越复杂，它们的安装大多无法避免复杂的电磁环境，尽管PLC本身已经采取了较好的隔离措施，具备了相当好的抗干擾能力，但绝对隔离是不存在的，因此为确保PLC可靠运行，对于这些会影响到PLC，或者可能会影响到PLC可靠运行的因素及其影响，就不得不去考究。

参考文献：

[1] 郑军奇.EMC电磁兼容设计与测试案例分析.第二版.

[2] 周力，单家明.提高PLC控制系统的抗干扰的研究.