電磁干擾對水電廠PLC控制系統的影響及抑制方法

史攀峰

（湖南省電力公司東江水電廠 維護部計算機班，湖南 郴州 423403）

1 干擾的主要來源分析

（1）空間的輻射干擾。空間的輻射電磁場主要是由電力網絡、雷電、電視、高頻感應加熱設備等產生的，通常就被稱作輻射干擾，它的分布是相當復雜的，影響它的主要有以下兩條途徑：一是對PLC通信內網絡的輻射，是由于通信線路的影響而受到干擾；二是它直接對PLC內部的輻射，其干擾是由于電路感應而引起的。

（2）系統外引線的干擾。主要通過信號線和電源的引入而導致的。然而在這種干擾在我國工業現場較嚴重，需要解決的要求很高。

（3）電源的干擾。在工程的實踐中可以得知，因為電源引入的干擾，造成PLC控制系統出現故障的情況很多。PLC控制系統的正常供電都是電網提供，但是因為電網的覆蓋范圍較大，要受到很多空間上的電磁干擾，從而在線路上感應電壓以及電路，特別是電網內部的不斷變化，交直流轉動裝置引起的諧波、電網短路沖擊等很多都是通過輸電線路到通信電源邊。而PLC電源常常采用的是隔離電源，但是其隔離性遠沒有那么理想。在現實中，很多數據，達到其絕對值是不可能的。

（4）信號線引入的干擾。由于與PLC控制系統連接的信號傳輸線很多，所以都會有外部的干擾信號引入。而干擾的來源主要通過以下兩種途徑：第一類往往是被忽略的，它是通過共用的信號儀表或者是變送器的供電電源串入的電網來進行干擾；第二類是很嚴重的，它是由于信號線受空間輻射感應，來產生干擾。而對于隔離性差的系統，還將會導致信號間的相互干擾，因而引起共地系統總線回流，造成其邏輯數據變化較大。而且，PLC控制系統因為信號引入的干擾造成其很多模件的損害相當嚴重，因此，引起系統出現很多問題。

（5）接地系統混亂時的干擾。提高電磁設備的電磁兼容性的有效手段之一就是接地。所以，正確的接地，既能夠抑制設備對外發出的電磁干擾，又能夠很好的控制住干擾對接地系統的影響；而錯誤的接地，卻能夠造成非常嚴重的干擾信號，從而使PLC控制系統無法正常運行。系統地、屏蔽地、交流地、保護地等構成了PLC控制系統的地線。PLC系統的干擾如若是因為接地系統混亂，則主要是由于不同接地點之間的電位不一樣，從而導致一定的電位差，引起地環路電流，這樣就影響了系統的正常運作。

（6）PLC系統內部的干擾。PLC系統內部的干擾，主要是由于它內部的原器件和電路間的相互作用，導致電磁輻射產生的。譬如，模擬地與邏輯地的相互影響又或者是元器件間的相互不合理使用，邏輯電路之間相互輻射及其對模擬電路的影響等等。這都是屬于PLC制造商對其系統內部進行電磁兼容設計的內容，有些復雜，當然，這時應用部門是無需考慮的。

2 減小電磁干擾的方法研究

（1）使用性能好的電源。由于在PLC控制系統中，電源因為自身結構，導致很多電網的干擾串入PLC控制系統，所以電源的選擇至關重要。而配電器也是很重要的，對于共用信號及變送器供電我們應該選擇那種抑制帶大、電容偏小的配電器。從而才能減小對PLC控制系統的干擾。

（2）注重電纜的敷設和選擇。不同的電纜是用來傳輸不同型號的信號，然而信號電纜按其傳輸信號總類來分層敷設。在通信設備的傳輸中，為了避免電磁干擾，是嚴禁使用同一電纜的不同導線來同時傳送動力電源和信號的，這樣做的原因是信號線和動力電纜靠近平行會造成電磁干擾。同樣，為了減少其電磁干擾，電纜的選擇也是尤為重要的。在設備傳輸中，應該盡量選擇屏蔽式的電纜，這樣會使干擾減小。

（3）硬件濾波及濾波軟件抗干擾措施。信號在接入計算機之前，將信號線與接地間并接一個電容，能夠有效地減少其共模干擾。同樣，在信號的兩端之間加上濾波器，這樣能夠有效地減少單模干擾。總的來說，濾波器在中間起著至關重要的作用。其實，想要完全不被干擾影響那是不可能的，因為電磁的干擾性特別復雜。但是，我們可以在PLC控制系統的軟件設計上進行一定的抗干擾處理，由此可以來提高PLC控制系統的安全性、可靠性。常用的一些方法是：數字濾波和工頻整形采樣,它可以有效地消除周期性干擾；采用信息冗余技術，也可以使其干擾性降低。

（4）選擇正確的接地點，更好地完善接地系統。為了安全和抑制干擾，這正是接地主要目的。而直接接地、浮地接地、電容接地這3種接地方式構成了系統接地方式。而由于PLC控制系統的特殊性，所以采用的是直接接地方式。但是，由于那個信號電纜分布電容和濾波器等儀器的影響，所以設備之間的信號的交換頻率一般很低，所以PLC控制系統接地可以采用1點接地。而并聯1點接地適用于集中布置的PLC控制系統；若裝置之間的間距較大，則適合用串聯1點接地方式。總之，在安裝上必須要絕緣，來保證其安全性和可靠性。所以，必須選擇適合的接地處才能夠有效地防止干擾。

（5）選用性能好的隔離器。同樣，信號隔離器這種儀器可以很好地解決干擾問題。只要在有干擾的地方，在其兩端加上信號隔離器，就能夠有效地解決干擾問題。選用隔離性能好的設備、選用優良的電源，信號線和動力線走線要更加嚴密等等都能夠很好地解決干擾性問題，但是比較復雜、不好運作而且成本高。以上就是抗干擾的具體措施。

3 結語

電磁干擾對PLC控制系統的影響很大，并且是不能夠避免的。工作人員只要能夠深入了解到干擾的原因以及解決方法，就能將干擾降到最低程度。

[1]湯媛.PLC控制系統產生的原因及抗干擾措施[J].石油化工建設，2005，（3）.

[2]黎民英.肖新躍.黎民紅.PLC控制系統的抗干擾措施[J].企業技術開發，2005，（5）.