PLC控制系統(tǒng)抗干擾分析及措施

摘 要:分析了影響PLC控制系統(tǒng)性能的干擾因素，在硬件上提出了提高PLC控制系統(tǒng)抗干擾性能的措施。

關(guān)鍵詞:PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施

中圖分類號:TP273文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0114-01

目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛地應(yīng)于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸?shù)雀餍懈鳂I(yè)。在所用的工業(yè)部門，因其本身具有高可靠性、較強的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性以及編程簡單、操作方便等特性，再配上各種測量控制儀表而在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生輸入輸出的錯誤，從而不能保證PLC的正常運行。

1 接地系統(tǒng)的設(shè)計

設(shè)備、控制系統(tǒng)良好的接地，不僅是保證人身安全所需的“電擊防護”措施，而且也是抑制干擾、提高系統(tǒng)可靠性的重要手段，在設(shè)計、施工階段必須給予重視。

PLC控制系統(tǒng)對接地的一般要求如下:(1)系統(tǒng)接地必須良好，對于PLC控制系統(tǒng)，接地電阻應(yīng)小于4Ω.(2)接地線必須有足夠大的線徑，獨立安裝的PLC基本單元，應(yīng)該用截面積在2.5mm2以上的黃/綠線與系統(tǒng)保護接地線(PE)連接。(3)模塊化結(jié)構(gòu)的PLC，各模塊與機架間保持良好的接地，但機架與系統(tǒng)保護地之間應(yīng)保證接地良好，應(yīng)使用截面積在2.5mm2以上的黃/綠線與系統(tǒng)保護接地線(PE)連接。(4)系統(tǒng)中的其他控制裝置(如驅(qū)動器、變頻器等)的接地必須同樣符合規(guī)范，并獨立接地。

按照DINEN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各控制裝置的接地線徑如下表1，表中通過固定的連接是指控裝置通過導(dǎo)電基座與良好接地的電氣柜進行接地連接時的要求。

系統(tǒng)中的各類屏蔽電纜的屏蔽層，金屬軟管、走線槽(管)、分線盒等均必須保證接地良好。

2 干擾及其預(yù)防處理

為了防止線路中的干擾對PLC系統(tǒng)可靠性的影響，可以根據(jù)如下不同情況，采取相應(yīng)的措施。

2.1 對電源干擾的處理

電源干擾主要來自外部線路中的雷擊、設(shè)備內(nèi)部的大功率負載的啟動/停止、接觸器的通/斷等。防止電源干擾的對策是在PLC電源的進線安裝隔離變壓器、浪涌吸收器，以吸收線路的干擾電壓;同時將PLC與設(shè)備的連線利用接地良好的金屬軟管等予以保護。

2.2 對高頻干擾的處理

高頻干擾主要來自控制系統(tǒng)或其他設(shè)備中的高頻裝置。防止高頻干擾的措施是在電源進線安裝高頻濾波器，并對電源線進行鉸接處理。

2.3 對接地干擾的處理

接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。正確的接地，可以抑制電磁干擾的影響，還可抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;模擬電路的影響，邏輯地與模擬地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。接地干擾主要是由不正確的地線或接地不良引起的。使用PLC控制的設(shè)備進線應(yīng)有接地良好的地線，并且對于設(shè)備的各控制部分應(yīng)采用獨立的接地方式，不能使用公共地線。

2.4 對感性負載的干擾處理

感性負載有儲能作用，觸點斷開時，電路中的感性負載會產(chǎn)生高于電源電壓數(shù)倍甚至數(shù)十倍的反電動勢，觸點閉合時，會因觸點的抖動而產(chǎn)生電弧，它們都會對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。對此應(yīng)采取以下措施:

輸出端接有直流感性負載時，應(yīng)在它兩端并聯(lián)續(xù)流二極管和穩(wěn)壓二極管組成的串聯(lián)電路，二極管可以選IN4001，直流輸出可以選8.2V/5W的穩(wěn)壓管，繼電器輸出可以選36V的穩(wěn)壓管。

解決感性負載通斷引起的干擾的方法是在感性負載的兩端安裝過電壓吸收器。對于交流感性負載，可以采用RC抑制器與壓敏電阻;對于直流感性負載，可以安裝二極管、壓敏電阻、RC抑制器等。當(dāng)輸出驅(qū)動的負載為電磁閥或交流接觸器之類的元件時， 在輸出端與驅(qū)動元件之間增加固態(tài)繼電器(AC-SSR)進行隔離。

2.5 對電磁干擾的處理

對于大功率負載的啟/停、開關(guān)引起的電弧所產(chǎn)生的電磁干擾，應(yīng)通過對開關(guān)安裝金屬屏蔽罩等措施進行磁屏蔽。

3 結(jié)語

PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個十分復(fù)雜的問題，因此在抗干擾設(shè)計中應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制干擾，才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，如何高效可靠地使用PLC也成為其發(fā)展的重要因素。21世紀PLC會有更大的發(fā)展，產(chǎn)品的品種會更豐富，規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求，PLC作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。

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