PLC控制系統的抗干擾技術分析

張騰+郭凱

摘 要：PLC控制系統被廣泛應用于社會各領域。在PLC控制系統運轉的過程中，如何解決外界干擾問題成為重點研究內容。PLC控制系統的運行安全直接關系到生產、工作的安全功能。當安全性能過低時，容易給企業造成損失。通過對PLC控制系統的干擾來源進行分析，提出了相應的抗干擾技術措施。

關鍵詞：PLC控制系統；干擾來源；抗干擾技術；應對措施

中圖分類號：TM571.61 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.152

PLC控制系統的應用范圍越來越廣泛，致使其安全性受到更多的重視。當PLC控制系統的安全性較低時，會直接影響到使用企業生產與經濟的安全，對企業運營產生一定程度的干擾。為此，對PLC控制系統的抗干擾能力提出了相應的要求。只有充分了解PLC控制系統的主要干擾來源，才能提出相應的應對措施。

1 PLC控制系統干擾的分類及來源

1.1 PLC控制系統干擾的具體分類

在使用PLC控制系統時，通常需要較為復雜的使用條件，并通過長距離的傳輸控制。在傳輸過程中，除了所需的有用信號外，很容易被其他一些無關信號或者電壓所干擾，對PLC控制系統的使用安全造成影響。PLC控制系統的干擾可以按照干擾產生的原因、噪聲干擾模式區別、噪聲波形性質區別分類。其中，按照噪聲波形性質區別分類時，主要分為偶發噪聲類和持續噪聲類。而按照噪聲干擾模式區別分類時，分為共模干擾和串模干擾2種。共模干擾通常是指通過電網、地電位差或者空間電磁輻射等方式對傳輸信號產生無用干擾；而串模干擾通常是指在被測信號上附著，進而影響信號的正常傳輸的干擾模式。按照噪聲產生原因分類，可分為浪涌噪聲類、放電噪聲類和高頻振蕩噪聲類等。

1.2 PLC控制系統干擾的主要來源

PLC控制系統的干擾主要來源于以下3方面：①PLC控制系統內部的干擾。在PLC控制系統內部的電路與元器件之間會產生一定的電磁輻射。電磁輻射產生后，會對傳輸電路信號產生影響，最常見的影響為對模擬電路的影響。當邏輯電路出現電磁輻射情況時，便會對模擬電路信號產生干擾；當模擬地和邏輯地之間產生電磁互相影響時，會出現電路與元器件不匹配現象，進而對系統的正常使用產生干擾。②空間輻射電磁場的干擾。空間輻射電磁場干擾通常是指電力網絡、設備、高頻感應設備、大型的整流設備等產生的空間電磁干擾，統稱為“輻射干擾”。空間輻射電磁場的干擾途徑通常有2種，即通過干擾PLC控制系統的通訊網絡，使通訊線路出現漏洞；對PLC控制系統內部產生直接性輻射干擾，使得PLC控制系統的電路受到干擾。干擾的程度與空間內干擾源，即設備大小、設備所產生的電磁場大小有密切關聯。③系統外的引線干擾。PLC控制系統在運作的過程中，可能會受到信號線、電源引入干擾，即傳導干擾，在工業生產現場出現得較為頻繁。其中，在來源于信號線引入干擾源中，通過與PLC控制系統設備連接，除了能傳輸有效的信號外，還會受到外部信號的干擾。干擾途徑主要分為公用供電電源途徑和變送器供電電源途徑。另外，還有來自接地系統的干擾。接地技術的應用能夠提高電子設備的兼容性。當接地系統正常時，能夠在抑制電磁干擾的同時控制設備對外干擾；但當接地系統混亂、不正常時，不僅不會起到抑制作用，反而還可能會出現引入干擾信號的現象，導致PLC控制系統受到嚴重干擾，無法正常工作。

2 PLC控制系統抗干擾技術措施分析

2.1 選擇性能優良、質量合格的電源

為了降低PLC控制系統受干擾的概率，在選擇設備電源時，應當盡量選擇性能優良、質量合格的電源產品。在選擇時，應根據系統的實際需求進行。如果PLC控制系統對信號運輸環境的要求較低，對電壓要求不高，則可以優先選擇單相工頻交流電源；如果PLC控制系統要求較高，則應當提高對電源選擇的重視度。另外，在選擇普通電源設備后，應當對其進行適當處理，例如可以利用隔離變壓器來減少電源對信號的干擾，進而保證PLC控制系統不受干擾，提高系統的抗干擾性。

2.2 選用適當型號的電纜，且正確敷設

由于PLC控制系統會傳輸各式各樣的信號，其中包括動力信號、電源信號和控制信號等，而不同類型的信號不能均選擇統一的電纜，必須加以區分，才能保障PLC控制系統信號傳輸的安全性，減少外界干擾，提高運輸效率。選擇好適當的電纜信號后，還需要按照敷設規則正確敷設。在敷設電纜時需要注意，應當按照傳輸信號的具體類別采用分層敷設法，以此來降低傳輸過程中的電磁干擾，提高PLC控制系統的抗干擾性。

2.3 慎重選擇接地位置

在選擇PLC控制系統的接地位置和接地方式時必須慎重，應當根據PLC控制系統的實際鋪設特點選擇。當PLC控制系統的接地地點較為集中時，應當選擇并聯一點的接地方式；當PLC控制系統的接地地點較為分散時，應當采用串聯一點的接地方式。除此之外，還需注意的是，如果PLC控制系統的信號源處于接地狀態，屏蔽層必須在信號側接地；反之，應當在PLC側接地，以此來避免PLC控制系統受到接地源頭的干擾，提高抗干擾能力。

2.4 設計抗干擾控制系統

PLC控制系統通常被較多地運用在工業生產環境中，而工業生產環境比較復雜，產生干擾信號的可能性更高。此時，除了采用上述方法外，還應當設計相應的抗干擾控制系統。例如，設計一個消除抖動按鈕，避免信號設備在生產時振動造成信號傳輸錯誤等，以此來提升PLC控制系統的安全性，確保工業生產能夠順利開展，降低受到干擾威脅的可能性。

3 結束語

當前，PLC控制系統已成為很多企業生產中不可缺少的一部分，尤其是在工業生產企業中，其應用具有十分重大的意義。而PLC控制系統的抗干擾性能不高是目前PLC控制系統的弱點之一，容易造成工業生產安全性降低，不利于企業的長期發展。因此，應當清楚認識到PLC控制系統干擾的分類與來源，仔細分析，提出相應的解決策略，進而提升PLC控制系統的抗干擾能力，提高我國工業企業生產的安全性。

參考文獻

[1]王明炎.電力系統中PLC控制系統的抗干擾分析[J].電子世界，2011，08（15）：10-13.

[2]史建民.PLC控制系統的干擾分析及現場抗干擾的措施[J].科技風，2011，19（22）：159.

[3]黃曉玲.PLC控制系統的抗干擾分析及措施[J].機電技術，2010，3（16）：47-48.

〔編輯：劉曉芳〕