淺析PLC應(yīng)用及干擾

一、工作環(huán)境

1.溫度和濕度

PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC，不能安裝在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%。

2.遠(yuǎn)離振動(dòng)源

應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。

3.避免有腐蝕和易燃的氣體

避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。

4.PLC對(duì)于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力

在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。普通的整流濾波電源，由于紋波的影響容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。

二、安裝與布線

動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙絞線連接。PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)。PLC基本單元與擴(kuò)展單元、功能模塊的連接線應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，防止外界信號(hào)的干擾。交、直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。

三、干擾源分析

1.電源的干擾

因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，更換隔離性能好的PLC電源可以解決問題。PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電，由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，會(huì)受到所有空間的電磁干擾。PLC電源通常采用隔離電源，但因其結(jié)構(gòu)及制造工藝使其隔離性并不理想。

2.信號(hào)線引入的干擾

與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效信息外，會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾；二是受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I／O信號(hào)工作異常，降低測(cè)量精度。

四、抗干擾設(shè)計(jì)和措施

1.選擇抗干擾性能好的設(shè)備

第一，選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，包括電磁兼容性（EMC），尤其是選擇抗外部干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品；第二，了解生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標(biāo)，如共模擬制比、差模擬制比、允許在多大電場(chǎng)強(qiáng)度和多高頻率的磁場(chǎng)強(qiáng)度環(huán)境中工作；第三，調(diào)查其在類似工作中的應(yīng)用情況。

2.綜合抗干擾設(shè)計(jì)

主要考慮來自系統(tǒng)外部的幾種干擾源并采取相應(yīng)抑制措施，主要包括：對(duì)PLC系統(tǒng)及外引線進(jìn)行屏蔽、隔離、濾波，特別是動(dòng)力電纜要分層布置，以防通過外引線引入傳導(dǎo)電磁干擾；正確設(shè)計(jì)接地點(diǎn)和接地裝置，完善接地系統(tǒng)。

3.電源的選擇emcchina.com

在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。

4.濾波及軟件抗干擾措施

信號(hào)在接入PLC前，在信號(hào)線與地間并接電容，以減少共模干擾，在信號(hào)兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。此外，在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

5.完善接地系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號(hào)交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適用于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn)，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2 的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω，接地極最好埋在距建筑物10～15m遠(yuǎn)處，且PLC系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接，并進(jìn)行絕緣處理。一定要避免多點(diǎn)接地，選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接地。

（作者單位：廣東省河源市技工學(xué)校）