PLC控制系統的干擾源與抗干擾對策

王海旭

沈陽蘭星自動化工程有限公司

PLC控制系統的干擾源與抗干擾對策

王海旭

沈陽蘭星自動化工程有限公司

隨著社會的快速發展，PLC控制系統在工業控制領域的應用也越來越廣泛，對工業企業的發展有很大影響。在具體工業生產中應用PLC系統時，必須排除相關干擾源的干擾，提高PLC控制系統的可靠性，以此來提高工業生產的安全性，促進工業企業的經濟運行。本文首先簡單介紹了PLC系統中的主要干擾源，在此基礎上詳細地探討了抗干擾的具體措施，希望對PLC控制系統的可靠性的提高有所幫助。

可編程邏輯控制器；干擾源；抗干擾；措施

隨著科學技術的高速發展，PLC系統被廣泛應用在工業生產當中，利用PLC控制系統對生產過程進行控制，實現自動化的工業生產，不僅提高了工業企業的生產效率，還可以在一定程度上對生產質量進行控制，有效促進了工業企業的發展。與此同時，PLC系統在應用的過程中，容易受到系統自身因素，以及信號線和空間輻射的干擾，致使其可靠性較差，影響了其對工業生產的控制質量。因此，必須從干擾源入手，制定科學的抗干擾措施，有針對性地排除干擾源對PLC系統的干擾，提高PLC系統的抗干擾能力，提升其可靠性，實現對工業生產的高質量控制。

一、PLC控制系統中的主要干擾源

在工業生產的過程中，PLC控制系統一般被用來對生產過程進行自動化控制，這時PLC控制系統處在電流或電壓劇烈變化的環境中，容易被其他因素干擾，導致其可靠性降低。一般來說，PLC系統中的干擾源可分為空間輻射干擾源、信號線干擾源和系統內部干擾源三大類。

（一）來自空間輻射的干擾。在工業生產應用的過程中，由于受到電力網絡、無線電廣播、電視、雷達、高頻加熱設備等的影響，系統中產生會電磁感應或靜電感應現象，這會對PLC系統產生突發性、瞬時性的干擾，致使其可靠性降低，這一類干擾就是空間輻射干擾。空間輻射干擾會對PLC系統的內部和通信內網絡產生輻射，產生系統錯誤動作、系統失調或系統不穩定等現象，嚴重的還會出現系統失靈或系統損壞現象，是PLC系統中的重要干擾源之一。

（二）來自系統外引線的干擾。系統外引線干擾是目前影響PLC系統可靠性的最主要的干擾源，對工業生產有很大影響。在PLC系統中，來自系統外引線的干擾一般可以分為電源干擾、信號線引入干擾和接地系統混亂干擾。其中，電源干擾是由于電源作為供電設備，周圍覆蓋有大型電網，會使PLC系統受到周圍電磁的影響，產生感應電流或電壓，此外，電網內部變化引起的電磁變化，也會通過電源傳輸到PLC系統當中，對PLC控制系統的可靠性產生影響。

（三）來自PLC系統內部的干擾。在工業應用的過程中，影響PLC系統可靠性的因素，除了空間輻射和系統外引線等外部干擾源，PLC系統內部原件和系統內部電磁感應等系統內部因素，也會干擾其正常運行。PLC系統內部電子元件的功率和規格必須與相關標準相符，與PLC控制系統想匹配，否則就會對PLC控制系統的運行產生干擾。

二、抑制干擾的主要措施

為提高PLC控制系統的穩定性，實現對工業生產的有效控制，必須從PLC系統的干擾源入手，采取行之有效的措施，對空間輻射、電源、信號線、接地系統以及系統自身內部器件的干擾進行抑制，提高PLC系統的抗干擾性。

（一）電源干擾抑制。空間輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小和頻率有關，來自空間輻射的干擾在PLC系統中反映最嚴重的是大氣過電壓產生的強電場和強磁場．其中包直接雷電產生的過電壓和電力網絡、電氣設備的暫態過程以及線路其他物體靜電感應或電磁感應所引起的過電壓。在具體的過程中，可采用電源部分的攔截。交流部分采用雙重隔離，加接一只1：1的防雷變壓器，它的初級接企業的～220V電源；次級的～220 V供給測控系統。1：1的隔離變壓器僅實現了電的隔離，抗干擾的效果并不顯著，為此必須在次級皆并聯一只氧化鋅壓敏電阻RM，能有效地抑制從電源途徑竄入的雷電波。壓敏電阻的工作原理是：在正常工作電壓，它呈高阻態，相當于開路狀態，當有過電壓，即當電壓達到其臨界值以上時，它即迅速變成低電阻，電阻急劇下降，電流急劇上升，過電壓以放電電流的形式被其吸收掉。當浪涌過電壓過后，電路電壓恢復到正常工作電壓，壓敏電阻又恢復到高阻態。

（二）信號線干擾抑制。要想實現對信號線干擾的抑制，在具體的應用過程中，可以使信號源接地，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。一定要避免多點接地，多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好．并經絕緣處理，選擇適當的接地處單點接地，以此來排除信號線引入對PLC系統可靠性的干擾是指。

（三）接地線干擾抑制。對PLC控制系統而言，它屬高速低電平控制裝，應采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1 MHz，所以PLC控制系統接地線采用一點接地和串聯一點接地方式。集中布置的PLC系統適于并聯一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。控制柜要用絕緣板與地面隔離，工作接地要與保護接地嚴格分開。連接模擬信號的電纜屏蔽層不應該在電纜兩端都接地，這是因為當信號電纜兩端存在電位差時，搭接的等位電流將通過屏蔽層進入模擬回路從而形成共模干擾，所以電纜屏蔽層只能一端接地，具體接地方法是輸入檢測信號線的屏蔽層要在信號接收端接地。輸出控制信號線的屏蔽層要在被控設備處進行接地，這樣可以把信號傳輸過程中產生和收到的干擾排除掉。如果還有干擾，就需要考慮加電容濾波，或者通過信號光電隔離器，對信號進行更好的抗干擾處理。

三、小結

隨著社會的快速發展，現代科學技術在工業生產中的應用越來越廣泛，使得工業生產的自動化水平不斷提高，PLC系統作為目前工業企業控制生產過程的重要工具，其可靠性對工業企業的生產和運行有很大影響。因此，要想進一步促進工業生產的現代化發展，必須排除相關干擾源對PLC系統的干擾，提高其系統穩定性和可靠性，最大化地發揮PLC系統的控制作用，實現對工業生產的高效控制。

[1]路澤永．PLC控制系統的干擾源的分析與對策[J]．電子制作,2016,(16):5． 2016．16．005．