PLC在現場使用中干擾源分析及研究

沈 光

（皖北煤電集團恒源股份錢營孜煤礦，安徽 宿州 234000）

PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強等等特點，但煤礦井下使用環境過于惡劣，在各種電磁干擾特別強烈的情況下，或安裝使用的不當等問題，就可能造成PLC 程序出現錯誤或運算故障，從而產生錯誤的輸入并引起錯誤的輸出，將會造成控制設備的失控和誤動作。而需要提高PLC 控制系統可靠性，就要求PLC 生產商提高其設備的抗干擾能力；設計、安裝和使用維護中要引起重視，需多方配合，有效增強系統抗干擾性。使用中應注意問題如下：

1 PLC 的工作環境

1）溫度：PLC 運行環境溫度在0～55℃，安裝時杜絕放在發熱量大的元件附近，且四面通風散熱空間應足夠的大。

2）濕度：為保證PLC 絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%。

3）震動：應使PLC 遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10～55Hz的頻繁或連續的振動。當使用環境不可避免震動時，必要時采取減震措施，如采用減震膠等等。

4）空氣：避免使用環境存在腐蝕和易燃氣體。如硫化氫、氯化氫等。對于空氣中有較多腐蝕性氣體或粉塵的環境，需將PLC 安裝在封閉性較好的控制盒或控制室內。

5）電源：PLC 對電源線的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環境中，可以安裝帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設備與地之間的于擾。一般情況下PLC 都有直流24v 輸出提供給輸入端，當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩壓電源。因普通整流濾波電源紋波的影響，容易使PLC 接收到錯誤的信息。

2 PLC 系統中的干擾及其來源

1）電源干擾：PLC 系統供電電源均由電網供電。由于井下供電線路覆蓋較為集中，其受到電磁干擾的情況下在線路上將產生感應電壓。

2）安裝位置干擾：控制箱內的高壓電氣元件，大感性負載，較為混亂的布線，都對PLC 造成一定的干擾。

3）信號線干擾：此種干擾主要來自兩個方面：一是，通過變送器的供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾；二是，信號線上的外部感應干擾。由于信號引入干擾會引起I／0 信號的工作異常和反饋精度大幅降低，嚴重時將引起其元器件受到損傷。

4）接地系統出現混亂的于擾：接地正確，既能抗拒電磁干擾，又能抑制設備自身向外發出干擾；而錯誤的接地，反會引入較強的干擾信號。

5）PLC 系統內部的干擾：主要由于電路間及系統內部元器件相互電磁輻射而產生。

6）變頻器干擾：啟動變頻器及其運行過程中產生的諧波對電網產生傳導干擾，引起電壓的突變，使電網供電質量受到影響；變頻器輸出會產生較強的電磁輻射干擾，會影響周邊設備的正常工作。

3 抗干擾方法

1）合理的處理電源，抑制電網的引入干擾，對于電源引入的電網可安裝帶屏蔽層的隔離變壓器，減弱設備對地干擾，也可在電源輸入端串接濾波電路。

2）選擇正確的接地點，完善接地系統是保證PLC 可靠工作的重要先決條件，能避免電壓沖擊危害。接地的目的。其一，安全。其二，抑制干擾。地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統混亂時各個接地點的電位分布不均，各接地點間存在電位差，引起地環路電流，影響系統的正常工作。此外，接地線、屏蔽層和大地可能構成回路，在磁場的作用下，屏蔽層內又會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線間的耦合，干擾信號回路。若系統地與其他接地處理混亂，其產生的地環流就可能在地線上產生不等電位分布，影響PLC 內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC 工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC 的邏輯運算和數據存貯，造成程序死機或跑飛、數據混亂。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。

（1）保護地：電源漏電或柜體帶電，會導入大地，不會出現電擊事故。

（2）系統地：PLC 控制器為與所控的各個設備同電位而接地，叫系統地。接地電阻值不得大于4 歐，需將控制柜內開關電源負端和PLC設備系統地接在一起。

（3）信號與屏蔽地：要求信號線必須要有唯一的參考地，屏蔽電纜在有可能產生傳導干擾的場合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地環路”。信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地：不接地時，應在PLC 側接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，并經絕緣處理。

3）對變頻器干擾的抑制

（1）加設隔離變壓器，針對來自電源的傳導干擾，能最大限度的將傳導干擾阻隔在變壓器之前。

（2）使用濾波器，濾波器具有很強的抗干擾能力，并具有防止將設備本身產生的干擾傳導給電源。

（3）使用輸出電抗器，在變頻器與電動機間加設交流電抗器，用于減少變頻器輸出在能量傳輸過程中線路產生的電磁輻射，影響其他設備的正常工作。

4 結語

PLC 控制系統中的干擾非常繁瑣復雜，只有合理有效地抑制干擾，才能使PLC 控制系統正常工作。

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