殘極加料機(jī)PLC控制系統(tǒng)干擾的抑制方法

胡苗福，孫益敏（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

殘極加料機(jī)PLC控制系統(tǒng)干擾的抑制方法

胡苗福，孫益敏
（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)應(yīng)用也越來越廣泛，PLC技術(shù)給工業(yè)控制帶來了很大的便捷，提供了全新的工業(yè)控制方式，提高了工業(yè)控制的精度，但同時由于PLC系統(tǒng)是精密的電子元器件組合而成的控制系統(tǒng)，包括數(shù)字量的輸入輸出，也有模擬量的邏輯運(yùn)算，現(xiàn)在的工業(yè)環(huán)境復(fù)雜，這些對系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及抗干擾性提出了很高的要求，因此要從硬件上以及軟件上做好各項抗干擾措施，以提高PLC的穩(wěn)定性。

PLC；可靠性；直流電源；抗干擾；隔離變壓器；穩(wěn)定性

1 引言

PLC控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化工業(yè)的重要組成部分，它應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大，極大提升和改善了工業(yè)生產(chǎn)過程 控制的精度以及生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為了工業(yè)過程自動化的支柱，正因為PLC應(yīng)用的廣泛以及重要性，PLC運(yùn)行的可靠性直接影響到工業(yè)生產(chǎn)順行以及生產(chǎn)效率，為了提高PLC的可靠性［1］，PLC系統(tǒng)本身的抗干擾能力就非常重要，也是衡量PLC性能的重要方面，現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場中有大量的電子元器件同時在工作，環(huán)境復(fù)雜，很多大功率電氣設(shè)備啟停會產(chǎn)生干擾，從而大大降低了PLC控制系統(tǒng)的可靠性［2］。

2 干擾產(chǎn)生的原因分析

在紫金銅業(yè)殘極加料機(jī)PLC系統(tǒng)運(yùn)行中，就出現(xiàn)了PLC系統(tǒng)被干擾的現(xiàn)象。當(dāng)PLC被干擾時，整個PLC系統(tǒng)中輸入輸出點(diǎn)的指示燈都出現(xiàn)異常閃爍，導(dǎo)致已經(jīng)吸合的油泵電機(jī)接觸器出現(xiàn)短暫松開，但是又馬上吸合的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)液壓站工作不穩(wěn)定，系統(tǒng)液壓壓力不穩(wěn)定。嚴(yán)重時，油泵電機(jī)頻繁啟動，電機(jī)接觸器頻繁吸合，電機(jī)啟動電流過大，導(dǎo)致總電源空氣開關(guān)跳電，使整個系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)PLC系統(tǒng)被干擾的原因分析，總結(jié)出三大原因。

第一大原因，電源系統(tǒng)的干擾以及PLC供電電源本身的不穩(wěn)定。在工業(yè)現(xiàn)場中，開關(guān)分合產(chǎn)生的浪涌、大型電力設(shè)備（比如變頻器、變壓器、電動機(jī)）的啟停、電網(wǎng)短路產(chǎn)生非常大的速斷電流等均能在電網(wǎng)中形成脈沖干擾［3］。這些干擾源都會對PLC的電源系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

結(jié)合這個原因，通過對殘極加料機(jī)系統(tǒng)的檢查，發(fā)現(xiàn)殘極加料系統(tǒng)中的PLC系統(tǒng)與電磁離合器共用一個直流電源，檢測到系統(tǒng)供電的直流電源只有19V，沒有達(dá)到要求的24V。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)電源電壓不穩(wěn)定的原因是：殘極加料機(jī)工作時，位于加料機(jī)裝入部分的直流電磁離合器需要頻繁動作，電磁離合器經(jīng)常快速吸合分離，導(dǎo)致系統(tǒng)直流電壓不穩(wěn)定，這是PLC系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的主要原因，也是典型的電源系統(tǒng)受到干擾的現(xiàn)象。解決問題的辦法是加裝了一套直流電源系統(tǒng)，對PLC系統(tǒng)與電磁離合器進(jìn)行單獨(dú)供電。

第二大原因，在現(xiàn)場環(huán)境中，動力電纜和控制電纜很多，如果施工出現(xiàn)不規(guī)范，將電動機(jī)的動力電纜和控制電纜放在一個電纜橋架里面，就很容易出現(xiàn)PLC系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線有外部干擾信號侵入的現(xiàn)象［4］。這種外部感應(yīng)干擾會引起輸入輸出信號工作異常和PLC模擬量測量模塊的精度大大降低，嚴(yán)重時會將I/O點(diǎn)和模擬量測量模塊燒壞。若系統(tǒng)隔離性能較差，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、使PLC處理出現(xiàn)問題，產(chǎn)生誤動作甚至死機(jī)［5］。

第三大原因，PLC接地系統(tǒng)不規(guī)范不符合要求。良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件之一，以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害［5］。

3 干擾抑制方法

3.1 抑制PLC電源系統(tǒng)的干擾

PLC系統(tǒng)運(yùn)行時，電源是整個PLC系統(tǒng)的動力來源，就像是PLC的心臟，需要格外加以關(guān)注，應(yīng)做好各種抗干擾措施，可以做好以下措施來抑制干擾。

（1）將PLC控制系統(tǒng)的電源和動力部分電源分開供電，不使用一個電源系統(tǒng)。直流電源最好選擇性能可靠容量較大的直流電源，從而保持電源的供電穩(wěn)定［4］。

（2）增加低通濾波器［3］，用來濾去交流電源中的高頻分量或脈沖電流，對于直流供電，可用電容濾波，消除干擾對PLC系統(tǒng)的影響。

（3）增加隔離變壓器，在電源接入PLC系統(tǒng)前加裝隔離變壓器，其初級屏蔽層接中性線，二次側(cè)屏蔽層與PLC系統(tǒng)共地，用以阻斷干擾的傳導(dǎo)通路，并抑制干擾信號的強(qiáng)度，同時配合使用低通濾波器。

3.2 抑制來自控制電纜的干擾

要解決這種干擾，主要做好以下工作：

（1）控制電纜必須選擇帶有金屬屏蔽層的電纜，而且屏蔽層要單端接地，而且要在控制器側(cè)接地，電纜不能串用，一根電纜要么用作直流信號用，要么就用作交流，而不能交直流混用。

（2）要將控制電纜和動力電纜分開敷設(shè)，不要走同一個電纜橋架或者同一線管，而且如果有變頻電機(jī)，由于變頻電機(jī)對系統(tǒng)的干擾是很大的，因此變頻電機(jī)的動力電纜最好也選擇帶屏蔽的動力電纜。

3.3 抑制接地不良產(chǎn)生的干擾

（1）控制系統(tǒng)最好能單獨(dú)做接地，在系統(tǒng)的附近設(shè)立PLC系統(tǒng)專用接地樁［3］，為了抑制附加在電源及輸入、輸出端的干擾，應(yīng)從專用接地樁敷設(shè)規(guī)格符合系統(tǒng)要求的接地線連接至PLC控制柜，接地線與動力設(shè)備（如電動機(jī)）的接地點(diǎn)應(yīng)分開，若現(xiàn)場無法達(dá)到此要求，則可與其它設(shè)備共用接地，但嚴(yán)禁與其它設(shè)備串聯(lián)再去接地。

（2）接地電阻要小于4Ω［6］，接地線要盡量粗，而且接地點(diǎn)最好靠近PLC裝置，其間的距離要小于50m，接地線敷設(shè)應(yīng)避開強(qiáng)電回路，若無法避開時，應(yīng)垂直相交，縮短兩者平行走線的長度，從而減少干擾。

4 結(jié)束語

總而言之，從殘極加料機(jī)的PLC控制系統(tǒng)被干擾的現(xiàn)象中，可以看到干擾的危害性是很大的，因此要做好各方面的工作，防止PLC系統(tǒng)受干擾，要對PLC所處的環(huán)境作全面的分析，確定干擾性質(zhì)，并采取相應(yīng)的抗干擾措施，才能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定地工作。要做好各個細(xì)節(jié)，不要心存僥幸，避免施工時為圖省事，不按規(guī)范施工，從而導(dǎo)致以后PLC系統(tǒng)出現(xiàn)干擾的現(xiàn)象。

［1］朱加喜, 劉佳. 干除灰PLC控制系統(tǒng)故障分析及處理[J]. 儀器儀表用戶, 2013(4):94-96.

［2］常珍, 郝洪亮, 龐永鑫. 頂部驅(qū)動設(shè)備控制系統(tǒng)的干擾源分析與解決方案[J]. 儀器儀表用戶, 2013(5):96-98.

［3］費(fèi)躍哲, 劉雨, 蔣誼, 等. PLC控制系統(tǒng)受到的干擾分析[J]. 微處理機(jī),2011(4):65-66.

［4］竇美霞. PLC系統(tǒng)的抗干擾措施[J]. 甘肅科技, 2012(24):64-65,57.

［5］陳輝, 邵林 .基于PLC控制系統(tǒng)的抗干擾研究[J]. 科技信息, 2009(25):52, 57.

［6］黃葵. 淺談PLC在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 科學(xué)之友, 2011(8):144-145.

Methods of Inhibiting Residual Polar Feeding Machine PLC Control System Interference

HU Miao-fu，SUN Yi-min
（Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

With the continuous development of industrial technology, PLC technology application is becoming more and more widely, the PLC technology brings a lot of convenient to the industrial control , provides a new way of industrial control, improves the accuracy of the industrial control, but the PLC system is a combination of sophisticated electronic components control system at the same time , including digital quantity input/output, also has analog logic operation, now the industrial environment is complex, therefore the high request for system stability and anti-interference measures is proposed. So, we must make various anti-interference measures from the hardware and software.

PLC；DC power supply；reliability；anti disturbance；isolating transformers；stability

TF806；TP27

B

1009-3842（2015）03-0081-02

2014-09-23

胡苗福（1984-），男，江西吉安縣人，本科，主要從事電氣檢修工作。E-mail:1911017379@qq.com