探討PLC在舞臺機械控制系統應用中的抗干擾問題

劉勝群

摘要：本文簡單介紹了PLC控制技術的特點，并對干擾產生的原因和抗干擾所采取的措施進行探討，為相關研究者提供理論參考。

關鍵詞：舞臺機械；PLC控制系統；抗干擾

設備自動化控制技術正飛速發展，可編程控制器（PLC）在設備自動化控制系統中被廣泛應用。PLC控制的好壞與企業的安全生產和經濟運行密切相關，而系統的抗干擾能力也和整個系統運行至關重要。如今的舞臺藝術表演形式越來越豐富且多樣化，運用了許多新的技術，設備以及材料等，很大程度的增強了藝術的表現力，讓演出的場面更加華麗多彩，人們也重視起對舞臺機械的控制。PLC控制技術能夠滿足人們對控制的高要求而被普遍應用，但是當控制系統受外界的干擾而容易使內部產生故障，不僅會導致系統不穩定，還可能會導致更嚴重的后果。我們需要可靠性且高質量的控制，從而解決好抗干擾問題。

一、PLC控制技術的特點

（一）操作簡便

PLC編程設計中的模塊設計是最為重要的，利用模塊設計，企業能夠按照自身的情況來設置操作流程和操作內容等，讓PLC控制系統具有更好的適應性，能夠利用這個特點來順應不同企業的生產要求。

（二）穩定性強

PLC控制系統的穩定性和企業的效益緊密相關，在實際的應用當中，因PLC控制系統有著較好的各項性能，從而使PLC整個控制系統的穩定性得到提升，保障了基礎運轉[1]。

PLC系統的穩定性分為兩點：第一點，PLC控制系統添加了光電隔離而抗干擾的方法，從而避免因外界因素而產生的干擾，此方法能夠使PLC控制系統在正常運作時，還延長了運行的時間。第二點，PLC控制系統的內部裝置有著特殊的防護和處理，不僅減少干擾的效果，還可以另外安裝定時裝置，當PLC控制系統出現故障的時候，能夠迅速進行預警以及防護，降低了因故障問題對PLC控制系統帶來更嚴重的傷害。

（三）適應能力極高

在工業領域和應用當中，PLC控制系統要應對復雜的工作環境，并且電磁干擾也是PLC控制系統要應對的重要問題和挑戰。所以說，這就要求PLC控制系統的各種性能都要提高，如抗噪音，抗粉塵等干擾的能力。PLC控制系統在制造技術上利用了世界上最先進的微電子技術，不但優化了制造工藝，還提高了系統的各項性能。

二、干擾產生的原因

干擾是指有用信號之外的噪聲以及造成不利影響的總稱。如在控制系統當中，指令信號之外的電變化，導致指令工作紊亂，PLC受到一些干擾不能進行正常的數據檢測和處理，嚴重時造成舞臺吊桿以及舞臺機械設備等不能達到準確的位置。

（一）內部引起的干擾

PLC控制系統的內部主要干擾因素是內部的零件與換件不配套或技術性存在問題是導致內部產生干擾，不能正常運轉和使用。交流聲，不同信號的感應，顫噪聲，散粒噪聲等引起的干擾都是內部干擾。內部干擾在控制的過程當中，內部的電磁輻射高于本身預設的范圍，阻礙了PLC控制系統正常的工作，嚴重時導致危險事故發生。

（二）電源與外接線引起的干擾

電源問題與外接線問題都稱為外部干擾因素，除內部零件和換件不配套的問題，外部干擾也導致PLC控制系統不能正常運行。電源與外接線干擾是影響PLC控制系統在運行過程當中的外部因素。如果供電的范圍廣，效率低，會導致電網不穩定易受電磁輻射干擾。嚴重影響PLC控制系統，隨著信息化技術的飛速發展，容易導致PLC控制系統出現故障。

（三）空間輻射的干擾

空間輻射干擾是電磁輻射干擾的范疇，但是和電源與外接線干擾問題相比較可以更好的避免。PLC控制系統在發展時對周圍環境因素的要求較高，且易受外界因素的影響。因此，在系統建設過程當中，要有一個合適的環境有助于PLC系統更好的運轉。造成空間輻射的因素大部分是高頻加熱設備以及通信問題。

此外，還有太陽和其它天體輻射出的電磁波，廣播或通訊電臺發出的電磁波，周圍的電器裝置等發射出的電及磁干擾，溫度，濕度等氣象條件的影響。針對不同的干擾源需要采取不同的控制辦法才是排除干擾的根本途徑。

三、抗干擾所采取的措施

（一）采用性能最優的電源線路

在PLC控制系統當中，電源有著很重要的地位。電源干擾主要是經過PLC系統的供電電源，變送器供電電源和儀表供電電源等阻抗耦合產生的。現在用于PLC系統供電的電源，大多數采用隔離性好的電源，而在變送器供電電源和PLC系統有直接電氣連接的儀表供電電源方面，并沒有受到重視[2]，雖然做了一些隔離措施，但程度還不夠深，一些所使用的隔離變壓器分布參數大，抑制干擾的能力不足，經電源耦合而造成干擾。在選擇變送器和共用信號儀表供電時應當選擇分布電容小，抑制帶大的配電器，來降低對PLC系統的干擾。為了保證對電網充足饋電，要采用在線式不間斷供電電源，來提高供電的安全性以及可靠性。同時，還要求在采購或者使用時應著重考慮選擇質量較好的電源線路，PLC系統電源做出保護或隔離措施，確保電源順利到達儀表等這些因素，PLC控制系統供電電源產生的干擾，可以采取在PLC的電源輸入端加接一個帶屏蔽層的隔離變壓器以及低通濾波器，從而抑制外來的干擾，增強PLC系統抗干擾能力。

（二）選擇質量優的硬件設備

選擇質量好的硬件設備是抗干擾措施中非常重要的。在挑選硬件設備時，應當選擇電磁兼容性好且抗干擾能力強的設備和產品。因PLC控制系統中通道數據和信號傳輸時，會因電流而產生磁場輻射而造成干擾。所以說，應當選擇質量優的設備來盡可能的控制干擾源的進入，以免進入傳輸通道，最終提高抗干擾的能力。因不同類型的信號是由不同的電纜進行傳輸的，信號電纜需要按照傳輸信號的種類進行分層設置，不能用同一電纜的不同導線來傳送動力電源和信號，防止電磁干擾。

（三）選擇正確的接地點

接地點通常為了安全和抑制干擾。完善的接地系統在抗電磁干擾中是很重要的，因信號電纜分布電容與輸入裝置濾波等方面的影響，裝置的信號交換頻率一般都比較低。信號源接地時，屏蔽層應當在信號側接地，信號源不接地時，屏蔽層應當在PLC側接地，當信號線中間有接頭時，屏蔽層連接應當牢固并要絕緣處理，防止多點接地現象出現。在進行抗干擾設計時要綜合考慮多方面因素，對干擾進行合理且有效地抑制，根據干擾的情況還應當進行具體的分析，保證PLC控制系統進行正常運轉。

四、結語

隨著科學技術的飛速發展，演出形式以及表現手段也越來越豐富多樣化，未來發展中將會研發出更多新技術以及新設備來用于舞臺和各演出中，也有許多新的問題出現，因此，因此需要了解出現干擾問題的原因，并進行解決，才能將PLC控制系統發揮出最大的優點，讓PLC控制系統更好的服務于舞臺。

參考文獻

[1]謝旺.探討PLC在舞臺機械控制系統應用中的抗干擾問題[J].電子世界，2018（08）：204-205.

[2]張樣嬌.PLC 控制系統存在的電磁干擾和抗干擾對策分析[J].科 技情報開發與經濟，2014，20：180～182.

（作者單位：牟平區文化中心管理處）