主頁（yè） > 技術（shù）文（wén）章 > PLC控製係統抗幹擾（rǎo）的方法 2025-07-04

PLC控製（zhì）係（xì）統抗幹擾的方法

一、PLC控製係統抗幹擾（rǎo）的方法概述（shù）
隨（suí）著科學技術的（de）發展，PLC在工業控（kòng）製中的應用越來越（yuè）廣泛。PLC控製係統的可靠性直接影響到工業企（qǐ）業的安全生產和經濟運行，係統的抗*力是關係到整個係（xì）統可靠運行的關鍵。自動化係統中所（suǒ）使用的各（gè）種類型PLC，有的是（shì）集中（zhōng）安裝在控製室，有的是安裝在生產現場和各種電（diàn）機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備（bèi）所形成的惡劣（liè）電磁（cí）環境中。要提高（gāo）PLC控製係（xì）統可靠性，設計人員隻有預先了解各種幹擾才能有效保證係統可（kě）靠運行。
二、電磁幹擾源及對（duì）係統的（de）幹擾
影（yǐng）響PLC控製係統的幹擾源於一（yī）般影響工業控製設備的幹（gàn）擾源一樣，大都產生在電流或電壓（yā）劇烈變化的（de）部位，這些電荷劇烈移（yí）動的部位就是噪聲源，即幹擾源。
幹擾類型通常按幹擾產生的原因（yīn）、噪聲的幹擾模式和噪（zào）聲的波形性質的不同劃分。其中：按（àn）噪聲產生的原（yuán）因不同，分（fèn）為放電噪聲、浪湧噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質不同，分為持續噪聲、偶發噪聲等;按聲（shēng）音（yīn）幹擾模式不同，分為共模幹擾和（hé）差模幹擾。共模幹擾和差模幹擾是一（yī）種比較常用的分類方法。共模幹擾是信號對地麵的電位差，主要由電網串入、地電位差及（jí）空間電磁（cí）輻射在（zài）信號（hào）線上感應的共態（tài）(同方向)電壓送加所（suǒ）形成。共模電壓有時（shí）較大，特別是采用隔離性能差的電器供（gòng）電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高（gāo），有（yǒu）的可高達130V 以上（shàng）。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測（cè）控信號，造成元器件損壞(這就是一些係統I/O 模件損壞率較高的原因)，這種共模幹擾可為直流、亦可為交流。差模幹擾是指用於信號兩極間得（dé）幹擾電壓，主要由空（kōng）間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模幹（gàn）擾所形成（chéng）的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量（liàng）與控製精度。
三、PLC 控製係統中電磁幹擾的（de）主要（yào）來源
1、來自空間的輻射幹擾
空間的輻射電磁場(EMI)主要是由電力網絡、電氣（qì）設備的暫態過程（chéng）、雷電、無線（xiàn）電（diàn）廣播、電視、雷達、高（gāo）頻（pín）感應加熱設備等產生的（de），通常稱為（wéi）輻射幹擾，其分布極為複雜。若PLC 係統置於所射（shè）頻場內，就回（huí）收到輻射幹擾，其影響主要通過（guò）兩條路徑;一是（shì）直接對PLC 內部的輻射，由電路感應產生幹擾;而（ér）是（shì）對PLC 通信內網絡的輻（fú）射，由（yóu）通信線路的感應引入幹擾。輻射幹擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽（bì）電（diàn）纜和PLC 局部（bù）屏蔽及（jí）高（gāo）壓泄（xiè）放元件進行保（bǎo）護。
2、來自係統外引線的幹擾
主要通過電源（yuán）和信號線引入，通常稱為傳（chuán）導幹擾。這（zhè）種幹擾在我國工（gōng）業現場較嚴重。
3、來自電源（yuán）的幹擾
實踐證明（míng），因電源引入的幹擾（rǎo）造成PLC 控製係（xì）統故障的情況很多，筆者在某工程（chéng）調試中遇到過，後更換隔離性能更（gèng）高的PLC 電源，問題才得（dé）到解決。
PLC 係統的正常供電電源均由電網供電。由於電網覆蓋範圍廣，
將受到所有空間（jiān）電磁幹擾（rǎo）而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化（huà），開關操（cāo）作浪湧、大型電力設備起停、交直流轉動（dòng）裝置引起（qǐ）的諧波、電網短路暫態衝擊等，都通過輸電線路（lù）到電源（yuán）邊。PLC 電源通常采用隔離電源，但其機構及製（zhì）造（zào）工藝因素使其隔離性並不理想。實際上，由於分布參數特別是分布電容的存（cún）在（zài），隔離（lí）是不可能的（de）。
4、來自信號線引入的（de）幹擾
與PLC 控製係統連接（jiē）的各類信（xìn）號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之（zhī）外，總會有外部（bù）幹擾信號侵入。此幹擾主要有兩種（zhǒng）途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網幹擾，這往往被忽略;二是信號線受空間電磁（cí）輻射感應的（de）幹擾，即信號線上的外部感應幹擾，這是很嚴重的（de）。由信號引入幹擾會引起I/O信（xìn）號工作（zuò）異常和測量精度大大（dà）降低，嚴重時（shí）將引（yǐn）起元器件損傷。對於隔離性能差的係（xì）統，還將導致信號間互相幹擾，引起共地係統（tǒng）總線回流，造成（chéng）邏輯數據變化、誤動和死機。PLC 控製係統因信號引入幹擾（rǎo）造成（chéng）I/O模件（jiàn）損壞數相當嚴重，由此引起係統故障的情況（kuàng）也很多。
5、來自接地係統混亂（luàn）時的幹擾
接地是（shì）提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段（duàn）之一。正確的接地（dì），既能抑製電磁幹擾的影響，又能抑製設備向外發出幹擾;而錯（cuò）誤的接地，反（fǎn）而會（huì）引入嚴重的幹擾（rǎo）信號，使（shǐ）PLC 係（xì）統將無法正常工作。PLC 控製係統（tǒng）的地線包括係統（tǒng）地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地係統混亂對 PLC 係統的幹擾主要是各個接地點電（diàn）位分布（bù）不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環（huán）路電流，影響（xiǎng）係統正常工作。例如電纜屏蔽層必須（xū）一點接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有（yǒu）電流（liú）流過屏蔽層，當發生異常狀態加雷擊（jī）時，地線電流（liú）將更大。
此（cǐ）外（wài），屏蔽層（céng）、接（jiē）地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內有會出現感應（yīng）電流，通過屏（píng）蔽層與芯線之間的耦合，幹擾（rǎo）信號回路。若係統地與其它（tā）接地處理混亂，所產生的地環流可能在地線上產生不等電位分布，影響PLC 內（nèi）邏輯電（diàn）路和模擬電路的正常工作（zuò）。PLC 工作（zuò）的邏輯（jí）電壓幹擾（rǎo）容限較低，邏輯地電位的分布幹擾容易影響PLC 的邏輯運算和數據存儲，造（zào）成數據混亂、程序跑（pǎo）飛或死（sǐ）機。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。
6、來自PLC 係統（tǒng）內部的幹擾（rǎo）
主要（yào）由（yóu）係統（tǒng）內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯（jí）電路
互（hù）輻射（shè）及其對模擬（nǐ）電路（lù）的影響，模擬（nǐ）地與邏輯地的相互影響（xiǎng）及元（yuán）器件間的相互不匹配（pèi）使用（yòng）等。這都屬於PLC 製造廠對係統內部進行電磁兼容設計的內容，比較複雜，作為應用部門是無法改變，可不過多考慮，但要（yào）選擇具有較多應用（yòng）實（shí）績或經過考驗的係統（tǒng）。
四、怎樣才能更好、更簡單解決PLC係統幹（gàn）擾?
1、選用隔離性能較好的設備、選用優良的電源、動力線和信號（hào）線走線要更（gèng）加合理等等（děng），能解決幹擾（rǎo），但是比較煩瑣、不易操作而且成（chéng）本較高。
2、利用信號隔離器這種產品解決幹擾問題（tí）。隻要在有幹擾的地方，輸入（rù）端（duān）和輸出端中間加上這種產品，就可（kě）有效解決（jué）幹擾問題。
五、為什麽解決PLC係統幹（gàn）擾（rǎo）信號隔離器呢?
1、使用簡單方便、可靠，成本低廉。
2、可大量減輕設計人員、係統調試人員工作量，即使複雜的係統在普通的（de）設計人員手裏，也會變（biàn）的非常簡單可靠。
六、信號隔離器工作原理
首先將PLC接收的信號，通（tōng）過半導體器件（jiàn）調製變換，然後通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然後再進行解調變換回隔（gé）離前原信（xìn）號或不同信號，同（tóng）時對隔離（lí）後信號的供電電源進行隔離處理。保（bǎo）證變換後的信號、電源、地之（zhī）間獨立。
七、隔離器的（de）選擇
隔離器位於二（èr）個係統通道之間（jiān），所以選擇隔離器首（shǒu）先要確定輸入輸出功能，同時要使（shǐ）隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環路供電型等)適應前後端（duān）通道接口（kǒu）模式。此外（wài）尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強度﹑總線通訊功能等許多重要參數涉及（jí）產品性能，例如：噪音與精度有關、功耗熱量與可（kě）靠性有關，這些需要（yào）使用者慎選。總之，適用、可靠、產品性價比是（shì）選擇隔離器的主要原則。

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