試析PLC控制系統中的抗干擾措施

【摘 要】隨著自動化程度的不斷發展，自動控制在生產中越來越重要。但是在其應用的過程中，常會受到相應干擾源的限制，而使其不能更好的發揮作用。在這種情況下，就應該對PLC控制系統中干擾源進行分析，并在此基礎上找出控制PLC控制系統干擾措施。本文主要從PLC控制系統干擾源、PLC控制系統干擾措施出發，對PLC控制系統中的抗干擾措施進行分析。

【關鍵詞】PLC控制系統；抗干擾；措施

PLC控制系統作為自動化生產中重要組成部分，其在工業生產中有重要的作用。PLC控制系統不僅具有較強的可操作性和可靠性，同時也能較好的適應外部惡劣環境，憑借其優勢在工業生產中已經得到了廣泛應用。但是在其使用過程中，常會受到外界干擾，而使其不能更好的發揮作用。如何將PLC控制系統更好應用在現代化工業自動化生產中，已經成為相關產業值得思索的事情。

1 PLC控制系統中的抗干擾源

1.1 受電源干擾

PLC系統是由電網進行供電的，然而電網覆蓋面積比較廣，在電網傳播過程中常會受到空間電磁的干擾，這樣就會使電壓、電流受到干擾，進而使電源受到干擾。特別是當大型設備、交流傳動裝置、電網短路的沖擊，會通過相應的電路將干擾傳到電源邊，進而影響PLC控制系統正常運行。

1.2 受接地干擾

PLC控制系統在接地不規范的情況下，也會出現引起相應的干擾。就PLC控制系統來說，接地是十分重要的，正常情況下，PLC控制系統能與交流地接線、系統接地線、保護接地線及屏蔽接地線進行連接。但是在實際應用的過程中，常會因為安裝和維護中的一些人為因素或非人為因素，而使與PLC控制系統線連接的地線出現一些漏洞，相應的電磁干擾會通過這些漏洞對PLC控制系統進行干擾。接地線安裝問題，也會因各個接地電壓不同而出現電位差，甚至會引起接地閉合環流電流，這些閉合環電流會在電磁場的感應下產生感應電流，感應電流和信號線路之間產生相應磁場的影響，而使PLC控制系統無法運行。

1.3 受信號采集干擾

PLC系統在運行過程中，常會受到電磁信號采集的干擾。對于PLC系統來說，在信號傳輸的過程中總會有各種各樣的傳輸線，不管是輸入信號線，還是輸出信號線、控制線，在線路中都有直流、交流、模擬量等不同的信號傳輸。這些信號一旦受外界干擾，就會影響PLC控制系統的正常運行。信號采集干擾一般是信號線路受空間電磁的干擾而影響PLC系統正常運行，也可能是相應線路受變送器供電電源或信號儀供電電源的干擾，而使信號采集受到干擾，使PLC系統不能正常運行。

1.4 受空間輻射干擾

能夠產生空間輻射的因素很多，電力網絡、電力設備的暫態過程和高頻感應加熱設備都會引起空間輻射干擾，雷電、無線廣播也會引起空間輻射干擾，最終產生電磁輻射。對于空間電磁輻射來說，其分布是比較復雜的，一旦PLC控制系統在空間輻射范圍內，就會受到相關輻射的干擾。一般情況下，PLC控制系統會受到兩個方面的空間輻射干擾，一是內部產生的干擾，一是由通信電路感應而產生的通信網絡輻射干擾。當PLC控制系統的輻射干擾受到現場設備產生的電磁或是設備產生的電磁場干擾時，就會影響PLC控制系統的正常運行。

2 PLC控制系統中的抗干擾措施

2.1 解決電源干擾措施

在PLC系統干擾源中，電源干擾是影響PLC系統正常運行的關鍵性因素。要想解決這一問題，就應該對電網中的干擾進行抑制。在選用變壓器的時候，就應該注意其容量要比實際需要的容量大1.5倍左右。在使用的過程中必須保證其屏蔽層是完好接地的，次級圈連接線要使用雙絞線，以減少電源線之間的干擾。PLC控制電源在條件允許的狀況下，可以在隔離變壓器之前，就加入相應的濾波器，但是這時的變壓器的初級和次級連接線使用的是雙絞線。只有經過相應的濾波隔離后干擾才會漸漸的減弱，系統的可靠性才能增強。一般情況下，PLC控制系統采用的供電方式是以控制器I/O系統為主的。控制器和I/O系統都是由各自的隔離變壓器進行供電的，同時也是與相應的電路、電源分開的。一旦其中一部分電源出現故障，也能保證其他電源正常工作；一旦輸入、輸出供電中斷，相應的控制器也能繼續供電，同時保證系統的可靠性。供電質量缺乏相應保證時，特別是暫時性的停電，控制器可以通過UPS進行不間斷的供電，也就是將控制器表面的變壓器轉變為UPS不間斷的穩壓電源。對于那些不重要的設備，可以采用雙路供電系統，來提高相應系統的可靠性。

2.2 解決接地干擾措施

PLC系統在于相應地線連接的時候，不僅要注意其安全，同時也要注意其受電磁干擾的影響。在受到接地干擾的時候，就應該采取相應的措施，對干擾進行抑制。在選用接地線的時候，最好能選擇那些與PLC系統相符合質量好的接地線，畢竟正確的選擇地線對PLC控制系統是有利的。同時在這里值得注意的一點就是接地方式與相應的輸入信號頻率是有一定關系的。當信號頻率低于一兆赫茲的時候，可以選用一點接地方式；當信號頻率高于十兆赫茲的時候，一般情況下，也是采用一點式接地方式，但是這種一點式方式必須保證所有地線的端子與最近的接地點是聯系在一起的，同時也要保證接地電阻不大于一百歐姆，以保證PLC控制系統的正常運行。

2.3 解決信號采集干擾措施

要想解決PLC控制系統信號采集干擾問題，就應該對PLC控制系統的動力線及信號線各自配線。當這些線必須在一個槽內的時候，就應該對不同種類線進行分批捆扎，在條件允許的狀況下，最好分槽走線，畢竟分槽走線能將干擾抑制到最小。用信號隔離器來解決信號采集干擾也能達到應有的目的。信號隔離器不僅能通過PLC接收到相應信號，同時也能通過半導體器件對其進行調制、變換，經過光感應器或磁感應器實現隔離轉換，最終可以對原來的信號進行調節，使其與接地電源之間保持獨立，進而有效的解決信號采集干擾問題，保障PLC系統的正常運行。

2.4 解決空間輻射干擾措施

當PLC系統受空間輻射干擾強烈的時候，可以通過設置接地電纜或是對PLC裝置進行屏蔽，來保護PLC系統的相關元件。對PLC裝置接地電纜或是對PLC裝置進行屏蔽作為解決空間輻射電磁干擾重要措施，對PLC系統有序運行有重要作用。在設置電纜或是對其進行屏蔽時，可以將到部分PLC中的CPU增加到一塊金屬板上，并將其焊在電路板的地線上，也可以將CPU作為一個金屬殼封裝的插件，以便更好的對空間輻射電磁干擾進行屏蔽。

3 結束語：

隨著經濟的不斷發展，自動化控制技術也在不斷的發展中，特別是PLC控制系統的發展，為現代化工業發展創造了條件。 然而，在使用PLC控制系統的時候，總會受到一些限制性因素的干擾，而影響系統的正常運行。就目前來看，PLC控制系統的抗干擾性已經成為系統運行主要因素。要想使PLC控制系統更好的運行，就應該對PLC系統干擾源進行分析，在其設計和施工中采取相應的措施，解決相應干擾問題，以提高控制系統的性能。

參考文獻：

[1]李晉兵.PLC控制系統抗干擾技術的應用[J].科技情報開發與經濟.2006 (16).

[2]楊海晶.PLC控制系統設計及抗干擾研究[J].考試周刊.2011.(01)．

[3]劉敏.PLC控制系統的電磁干擾及抗干擾措施[J].包鋼科技.2011.(01)．

[4]劉善增.PLC 控制系統的可靠性設計.工業控制計算機.2004.(17).

[5]白麗莉.PLC控制系統抗干擾問題淺析[J].重工與起重技術.2006.(03)．