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浅析PLC控制系统干扰来源及抗干扰策略 　　［摘要］作者在详细分析PLC控制系统的各种干扰来源的基础上,提出了相关的抗干扰策略。这些策略对于PLC系统在工业控制中的应用有一定的实用价值。 　　［关键词］PLC干扰策略 　　 　　一、引言 　　随着科学技术的发展,PLC在工业控制中的应用越来越广泛。但在特别恶劣的应用环境中,如强电场、强磁场、剧烈的冲击和振动环境,PLC控制系统并不一定能可靠地工作；为提高PLC控制系统的可靠性,首先要认真分析相应的应用环境中各种可能产生干扰来源,在此基础上选择可靠性强的PLC及相关模块,从硬件的角度如工程设计、施工布线、使用维护等进行抗干扰设计,改善系统的抗干扰能力，采取合适的抗干扰方式是关系到整个系统可靠运行的关键。 　　二、PLC控制系统中干扰的主要来源 　　1.来自空间的辐射干扰 　　空间的辐射电磁场主要是由电力网络、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,其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内,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；二是对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及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,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.由电源线引入的干扰 　　PLC控制系统的供电电源一般由电网供给。由于电网覆盖范围宽广,其受到各种各样的空间辐射的干扰,这些干扰在网路中引起感应电流和感应电压。电网线路上挂接了各种用电设备,如大功率电动机、交直流传动装置、变频器、家用电器等等,这些设备的启、停会引起电网的电流电压波动。另外,电网线路的断路、短路等等都会影响由其进行供电的PLC控制系统。PLC电源通常采用隔离电源,但由于结构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。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。 　　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,这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,应用部门是无法改变,但要选择具有较多实践应用或经过考验的PLC系统。 　　4.由信号线引入的干扰 　　与控制系统相连的信号输入输出线在传输有用信号的同时,很多的干扰信号也沿着传输线进入PLC控制系统。这些干扰传入控制系统内部通过以下两种途径:①通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视；②信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,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、误动和死机。 　　5.由地线引入的干扰 　　地线的连接方式不当,会引起地环流。地环流在屏蔽线内部产生电磁场,进而干扰屏蔽线,造成信号的失真。 　　三、PLC控制系统工程应用的抗干扰方式 　　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；提高装置和系统的抗干扰能力。 　　1.设备选型 　　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,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；另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。在选择国外进口产品注意要按我国的标准(GB/T13926)合理选择。 　　2.综合抗干扰策略 　　主要考虑来自系统外部的几种抑制措施。主要内容包括:对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波,特别是原动力电缆,分层布置,以防通过外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。 　　3.电源的抗干扰策略 　　在PLC控制系统中,电源占有极重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU电源、I/O电源等)、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。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、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。此外,为保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。 　　4.空间电、磁场干扰的屏蔽与抑制 　　为减小空间电磁场对信号线的干扰,可以采