淺論影響PLC 可靠運行的因素及其影響

何永濤 劉青 王洪亮

摘 要：可編程邏輯控制器PLC因其系統構成靈活、編程簡單、能適應多種惡劣環境而在現代工業中扮演著重要角色，是實現工業生產自動化的控制核心，因此PLC的運行狀況將直接影響到整個生產系統的可靠運行。本文分析了影響PLC正常運行的一些因素及其影響，以供參考借鑒。

關鍵詞：PLC可靠運行；干擾因素；影響

1 干擾源分類

1.1 差模干擾與共模干擾

通常我們把PLC的干擾源分為差模干擾和共模干擾。“差模”和“共模”是變化的電壓電流，經導線傳輸時存在的兩種形態。差模干擾和共模干擾大多發生在系統中電壓或者電流變化劇烈的部分，電路中曲電壓突變引起電場的變化，曲電流突變引起電場的變化，通常差模電流與以磁場為主的環境相關，而共模電流與以電場為主的環境相關。差模干擾是載流導體之間不希望有的電位差，主要是由于空間電磁場與傳輸信號的耦合感應或者由于不平衡電路引起的共模干擾形成的電壓，這種電壓會與傳輸的信號疊加，進而影響PLC對其他設備的有效控制。共模干擾是載流導體對地不希望有的電位差，其產生的原因主要有三種，一種是導線在空間電磁場中感應產生電壓，另一種是導線兩端所接設備的地電位不同，最后一種是傳輸導線對大地的電位差產生的共模電流而形成強烈的電磁場從而影響PLC的工作性能。

1.2 差模干擾與共模干擾對PLC的影響

一般有些人會認為共模干擾電壓并不會影響電路的正常工作的，而差模電壓則是干擾PLC可靠運行的罪魁禍首，但事實并非如此，因為在某些情況下，這兩種干擾會相互轉化，假如傳輸信號線路不平衡，信號線會與信號地線產生不同幅度的共模電流從而產生差模干擾，此外共模電流會產生很強的電磁輻射，干擾周圍電路的正常運行。因此差模干擾與共模干擾都會對PLC的可靠運行產生影響。

2 干擾因素的來源

2.1 電磁干擾

電磁干擾的主要來源分為兩種，一種是空間輻射干擾，另一種是傳導干擾，主要包括電源干擾和信號線引入干擾。

2.1.1 輻射干擾

若PLC系統置于所射頻場內，由于PLC內部電路受電磁輻射而感應電壓進而對PLC產生的干擾為輻射干擾。輻射干擾對系統的安全可靠運行有時會很嚴重，甚至可能會引起災難性后果，因此必須采取抑制措施。

2.1.2 傳導干擾

若干擾信號通過導線直接影響PLC的正常運行，這種干擾稱為傳導干擾。傳導干擾與輻射干擾一樣對整個系統的安全可靠運行都會有影響，都必須抑制在一定范圍內，確保系統安全運行。

2.1.3輻射或者傳導干擾對PLC運行的影響

PLC運行時，各種信號線除了承載正常的信號外，還會引入外部干擾，這種干擾會瞬時改變正常信號線某處的電平狀態，或者信號電壓大小，這種干擾可能會引起PLC的正常運行，比如IO誤動，采樣漂零超標等。一般干擾信號通過導線或者空間電磁場對PLC的正常運行產生影響。比如通過變送器或者共用儀表的供電電源串入電源干擾，或者PLC信號受空間電磁場輻射而產生的感應干擾。信號線之間也會產生干擾，特別是相鄰兩信號線，當一個信號線的電平發生跳變時，若兩信號的間距較近時，會引起另外一個信號的變化，進而引起系統的不正常運行。比如在某些特殊場合，在線纜的鋪設過程中，不能使高壓線與PLC的信號線有效隔離，在高壓線大電流接通或者斷開時，會產生強烈的電磁輻射。當這種電磁輻射達到一定程度時，對PLC的正常運行產生影響。因此我們在線纜鋪設時應特別注意高壓線與信號線的隔離問題。

2.1.4 來自接地系統干擾

改變或者阻斷騷擾信號的傳播路徑是解決一切EMC問題的關鍵而接地是關鍵手段，PLC系統的地線有三種，分別是屏蔽地、交流地、系統地和保護地。若PLC接地系統處理不當，PLC信號傳輸線的屏蔽層、接地線、和大地會構成閉合回路，形成地環流產生干擾，影響PLC正常運行。

3 干擾因素對PLC可靠運行的影響

PLC采取光電耦合輸入，小型繼電器輸出等抗干擾措施，對PLC的可靠運行具有積極作用，在一定程度上降低了外部干擾。若PLC本身無法有效抑制外部干擾時，就必須采取相應的抗干擾措施。事實上PLC正常的邏輯電壓干擾容限有限，若干擾不能被自身有效抑制時，就會影響到PLC的邏輯運算，數據存儲處理，進而引起數據出錯，程序紊亂，測量數據失真，誤動作等非正常運行狀態，鑒于本文只討論影響PLC可靠運行的因素及其影響，具體抗干擾措施本文不再論述。

4 結語

PLC的可靠運行，是企業安全生產和經濟運行的關鍵，將影響到產品的質量進而影響到企業的市場利益。隨著自動化技術的高速的發展，PLC在各個領域的應用也越來越廣泛深入，PLC安裝的環境也越來越復雜，它們的安裝大多無法避免復雜的電磁環境，盡管PLC本身已經采取了較好的隔離措施，具備了相當好的抗干擾能力，但絕對隔離是不存在的，因此為確保PLC可靠運行，對于這些會影響到PLC，或者可能會影響到PLC可靠運行的因素及其影響，就不得不去考究。

參考文獻：

[1] 鄭軍奇.EMC電磁兼容設計與測試案例分析.第二版.

[2] 周力，單家明.提高PLC控制系統的抗干擾的研究.