影響plc控制系統(tǒng)的干擾源
影響plc控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即干擾源。
干擾類(lèi)型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類(lèi)方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線(xiàn)上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓有時(shí)較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱(chēng)電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度。
PLC專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其為了適應(yīng)此環(huán)境而采取了一系列抗干擾措施，已完全能可靠工作。但在非常惡劣的條件下，也會(huì)導(dǎo)致PLC誤動(dòng)作。如：電磁干擾、高溫、欠電等。
電源、輸入、輸出接線(xiàn)是外部干擾入侵PLC的重要途徑，為了提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)采取相應(yīng)的抗干擾措施。
一、抑制電源系統(tǒng)引入的干擾
PLC應(yīng)盡可能取用電壓波動(dòng)較小、波形畸變較小的電源，PLC的供電線(xiàn)路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備或強(qiáng)干擾設(shè)備分開(kāi)。在干擾較強(qiáng)或是可靠性要求很高的場(chǎng)合可采用以下幾種抗干擾方法：
1、在PLC電源的輸入端加接隔離變壓器，由隔離變壓器的輸出端直接向PLC供電，這樣可抑制來(lái)自電網(wǎng)的干擾。隔離變壓器的電壓比可取1：1，在一次和二次繞組之間采用雙屏蔽技術(shù)，一次屏蔽層用漆包線(xiàn)或銅線(xiàn)等非導(dǎo)磁材料繞一層，注意電氣不能短路，并接到中性線(xiàn)；二次則采用雙絞線(xiàn)，雙絞線(xiàn)能減少電源線(xiàn)間干擾。
2、在PLC電源的輸入端加接低通濾波器可濾去交流電源輸入的高頻干擾和高次諧波。在干擾嚴(yán)重場(chǎng)合，可同時(shí)使用隔離變壓器和低通濾波器的方法。
二、抑制輸入、輸出電路引入的干擾
為了抑制輸入、輸出電路引入的干擾，一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、開(kāi)關(guān)量信號(hào)不容易受外界干擾，可以用普通單根導(dǎo)線(xiàn)傳輸；
2、數(shù)字脈沖信號(hào)頻率較高，傳輸過(guò)程中易受外界干擾，應(yīng)選用屏蔽電纜傳輸；
3、模擬量信號(hào)是連續(xù)變化的信號(hào)，外界的各種干擾都會(huì)迭加在模擬信號(hào)上而造成干擾，因而要選用屏蔽線(xiàn)或帶防護(hù)的雙絞線(xiàn)。如果模擬量I/O信號(hào)離PLC較遠(yuǎn)，應(yīng)采用電流傳輸方式。而不用易受干擾的電壓信號(hào)傳輸；
4、PLC的輸入、輸出線(xiàn)要與動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)，距離在20cm以上，如果不能保證上述最小距離，可以將這部分動(dòng)力線(xiàn)穿管，并將管接地。絕不允許將PLC輸入、輸出線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)高壓線(xiàn)捆扎在一起；
5、應(yīng)盡量減小動(dòng)力線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)平行敷設(shè)的長(zhǎng)度，否則應(yīng)增大兩者的距離以減小嗓聲干擾。一般兩線(xiàn)間距離為20cm。當(dāng)兩線(xiàn)平行敷設(shè)的長(zhǎng)度在100--200m時(shí)，兩線(xiàn)間距離應(yīng)在40cm以上；平等敷設(shè)長(zhǎng)度在200--300cm時(shí)，兩線(xiàn)間的距離應(yīng)在60cm以上；
6、PLC的輸入、輸出線(xiàn)最好單獨(dú)敷設(shè)在封閉的電纜槽架內(nèi)，線(xiàn)槽外殼要良好接地，不同類(lèi)型的信號(hào)，如不同電壓、不同電流類(lèi)型的輸入輸出線(xiàn)，不能安排在同一根多芯屏蔽電纜內(nèi)，而且在槽架內(nèi)應(yīng)隔開(kāi)一定距離安放，屏蔽層應(yīng)接地。
三、PLC的接地
1、PLC的接地最好采用專(zhuān)用的接地極。如不可能，也可與其他盤(pán)板共用接地系統(tǒng)，但須用自己的接地線(xiàn)直接與公共接地極相連。絕對(duì)不允許與大功率裝置共用接地系統(tǒng)；
2、PLC的接地極離PLC越近越好，即接地線(xiàn)越短越好。PLC如由多單元組成，各單元之間應(yīng)采用同一點(diǎn)接地，以保證各單元間等電位。當(dāng)然，一臺(tái)PLC的I/O單元如果有的分散在較遠(yuǎn)的現(xiàn)場(chǎng)(超過(guò)100m)，是可以分開(kāi)接地的
3、PLC的輸入輸出信號(hào)采用屏蔽電纜時(shí)，其屏蔽層應(yīng)用一點(diǎn)接地，并用靠近PLC這一端的電纜接地，電纜的另一端不接地。如果信號(hào)隨嗓聲波動(dòng)，可以連接一個(gè)0.1--0.47微法/25V的電容器到接地端；
4、接地線(xiàn)截面積應(yīng)大于2平方。接地線(xiàn)一般最長(zhǎng)不超過(guò)20m，PLC接地系統(tǒng)的接地電阻一般應(yīng)小于4歐姆。
干擾類(lèi)型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類(lèi)方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線(xiàn)上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓有時(shí)較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱(chēng)電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度。
PLC專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其為了適應(yīng)此環(huán)境而采取了一系列抗干擾措施，已完全能可靠工作。但在非常惡劣的條件下，也會(huì)導(dǎo)致PLC誤動(dòng)作。如：電磁干擾、高溫、欠電等。
電源、輸入、輸出接線(xiàn)是外部干擾入侵PLC的重要途徑，為了提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)采取相應(yīng)的抗干擾措施。
一、抑制電源系統(tǒng)引入的干擾
PLC應(yīng)盡可能取用電壓波動(dòng)較小、波形畸變較小的電源，PLC的供電線(xiàn)路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備或強(qiáng)干擾設(shè)備分開(kāi)。在干擾較強(qiáng)或是可靠性要求很高的場(chǎng)合可采用以下幾種抗干擾方法：
1、在PLC電源的輸入端加接隔離變壓器，由隔離變壓器的輸出端直接向PLC供電，這樣可抑制來(lái)自電網(wǎng)的干擾。隔離變壓器的電壓比可取1：1，在一次和二次繞組之間采用雙屏蔽技術(shù)，一次屏蔽層用漆包線(xiàn)或銅線(xiàn)等非導(dǎo)磁材料繞一層，注意電氣不能短路，并接到中性線(xiàn)；二次則采用雙絞線(xiàn)，雙絞線(xiàn)能減少電源線(xiàn)間干擾。
2、在PLC電源的輸入端加接低通濾波器可濾去交流電源輸入的高頻干擾和高次諧波。在干擾嚴(yán)重場(chǎng)合，可同時(shí)使用隔離變壓器和低通濾波器的方法。
二、抑制輸入、輸出電路引入的干擾
為了抑制輸入、輸出電路引入的干擾，一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、開(kāi)關(guān)量信號(hào)不容易受外界干擾，可以用普通單根導(dǎo)線(xiàn)傳輸；
2、數(shù)字脈沖信號(hào)頻率較高，傳輸過(guò)程中易受外界干擾，應(yīng)選用屏蔽電纜傳輸；
3、模擬量信號(hào)是連續(xù)變化的信號(hào)，外界的各種干擾都會(huì)迭加在模擬信號(hào)上而造成干擾，因而要選用屏蔽線(xiàn)或帶防護(hù)的雙絞線(xiàn)。如果模擬量I/O信號(hào)離PLC較遠(yuǎn)，應(yīng)采用電流傳輸方式。而不用易受干擾的電壓信號(hào)傳輸；
4、PLC的輸入、輸出線(xiàn)要與動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)，距離在20cm以上，如果不能保證上述最小距離，可以將這部分動(dòng)力線(xiàn)穿管，并將管接地。絕不允許將PLC輸入、輸出線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)高壓線(xiàn)捆扎在一起；
5、應(yīng)盡量減小動(dòng)力線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)平行敷設(shè)的長(zhǎng)度，否則應(yīng)增大兩者的距離以減小嗓聲干擾。一般兩線(xiàn)間距離為20cm。當(dāng)兩線(xiàn)平行敷設(shè)的長(zhǎng)度在100--200m時(shí)，兩線(xiàn)間距離應(yīng)在40cm以上；平等敷設(shè)長(zhǎng)度在200--300cm時(shí)，兩線(xiàn)間的距離應(yīng)在60cm以上；
6、PLC的輸入、輸出線(xiàn)最好單獨(dú)敷設(shè)在封閉的電纜槽架內(nèi)，線(xiàn)槽外殼要良好接地，不同類(lèi)型的信號(hào)，如不同電壓、不同電流類(lèi)型的輸入輸出線(xiàn)，不能安排在同一根多芯屏蔽電纜內(nèi)，而且在槽架內(nèi)應(yīng)隔開(kāi)一定距離安放，屏蔽層應(yīng)接地。
三、PLC的接地
1、PLC的接地最好采用專(zhuān)用的接地極。如不可能，也可與其他盤(pán)板共用接地系統(tǒng)，但須用自己的接地線(xiàn)直接與公共接地極相連。絕對(duì)不允許與大功率裝置共用接地系統(tǒng)；
2、PLC的接地極離PLC越近越好，即接地線(xiàn)越短越好。PLC如由多單元組成，各單元之間應(yīng)采用同一點(diǎn)接地，以保證各單元間等電位。當(dāng)然，一臺(tái)PLC的I/O單元如果有的分散在較遠(yuǎn)的現(xiàn)場(chǎng)(超過(guò)100m)，是可以分開(kāi)接地的
3、PLC的輸入輸出信號(hào)采用屏蔽電纜時(shí)，其屏蔽層應(yīng)用一點(diǎn)接地，并用靠近PLC這一端的電纜接地，電纜的另一端不接地。如果信號(hào)隨嗓聲波動(dòng)，可以連接一個(gè)0.1--0.47微法/25V的電容器到接地端；
4、接地線(xiàn)截面積應(yīng)大于2平方。接地線(xiàn)一般最長(zhǎng)不超過(guò)20m，PLC接地系統(tǒng)的接地電阻一般應(yīng)小于4歐姆。
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