影響可編程序控制器系統穩定的因素及防范措施

辛易展

（中國船級社大連分社，大連 116013）

可編程序控制器是以微處理器為核心的工業現代化自主控制通用設備，既要滿足自動控制要求，還要滿足自動化生產的需要。現代化控制系統中所采用的不同類型可編程序控制器，都處在各種強電機器設備線路所形成的電磁干擾中，雖然可編程序控制器在設計和制造多個環節中采取了防范辦法，提高了適應較差設備環境的能力和使用的可靠性，但是由于可編程序控制器直接和現場的機器設備聯機接，各種影響還是很容易通過電攬線傳輸線進行，進而造成設備控制系統的錯誤操作。

1 可編程序控制器系統中的主要影響因素

1.1 通過空間輻射的影響

空間的電磁場輻射主要是由電力線路網絡、電氣設備、雷電、無線電電視、雷達信號、高頻設備等產生的，通常稱為空間輻射影響，其影響極為廣泛復雜。可編程序控制器系統置于其影響范圍內，就會受到輻射影響，其干擾重點通過兩個渠道：一是直接對可編程序控制器內部的干擾，由電路感應產生輻射：二是對可編程序控制器通信內網絡的干擾，由通信線路的感應產生輻射造成。

1.2 電源的影響

可編程序控制器系統的正常供電電源是由城市電力網絡提供。電力網絡覆蓋范圍大，它將受到全部空間電磁輻射影響。產生的感應電壓及電流對控制器產生較大影響。

1.3 各種信號線路的干擾

各種電線之間有著分布電容和互感，來自信號線路的影響會引起信號工作變化和測量準確度降低，甚至會引起元器件損壞。特別是防護性能差的系統，還會導致信號間互相影響，形成錯誤信號，造成同一接地系統總線回流，形成傳導耦合影響，致使邏輯數據信息變化、錯誤動作和停機。

1.4 設備接地錯亂造成的影響

好的接地系統才能保證可編程序控制器正常運行的重要前提，也是提高各種電子設備電磁感應兼容性的有效措施。良好的接地可以有效防止突然發生的電壓波動影響，良好的接地能防止電磁的影響，良好的接地也可以防止設備向外發出電磁輻射影響。

1.5 可編程序控制器系統內部的影響

是由于裝置內部電子元器件及電子線路之間的相互電磁輻射影響發生的。要在設計開始及材料選擇上就考慮到。

2 防范方法

清除影響的防范措施是減少干擾源，切斷干擾路徑，減少系統對各種因素影響的敏感度，提高系統本身的防范能力。

2.1 使用防范性能好的設備

使用可編程序控制器系統時，一是要選擇有較高防范能力的設備，包括各種設備電磁兼容性，特別是對抗外部影響能力。二是要了解設備供應商提供的各項抗干擾參數，控制系統可以承載的電場強度和頻率的范圍等。三是要想到硬件濾波能力及軟件抗干擾方案，輸出電路的抗干擾設計等。

2.2 設備電源部分防范方法

電源的好壞直接影響可編程序控制器控制系統的穩定性。在影響較大或者對穩定性要求較高的情況下，要在可編程序控制器的電源輸入端加裝帶有屏蔽層的隔離變壓器。隔離變壓器能夠防止從電源線侵人的外來影響，提高抗高頻共模影響水平，屏蔽層要有良好的接地。

2.3 可編程序控制器系統裝置的接地設計

良好的接地是為了保護人身安全、設備安全和以及防范各類因素的影響。良好的接地系統是可編程序控制器控制系統抗電磁感應影響的主要方法。可編程序控制器控制系統屬高速低電平控制系統，需要采用特殊的接地方法直接進行接地。或者采用與其他裝置共同接地系統。但是必須用自己的接地線直接與公共接地極直接相連。一定不要與功率較大的設備共用接地系統。可編程序控制器系統如由多部分組成的，各部分之間要使用點接地和串聯一點接地方式，用來保證各部分間等電位。接地線截面積應不小于2.5平方毫米，接地線最長不應該多于25米，可編程序控制器接地系統的接地電阻要求不大于4歐姆。

2.4 防止外部環境的各種配電線纜影響

為了防止或減少外部配電線纜的影響，交流、直流輸入、輸出信號應分開使用獨自的電纜。集成電路或晶體管的輸入、輸出信號線纜，必須使用具有屏蔽功能的電纜。具有屏蔽功能的電纜在輸入、輸出側要懸空安裝，并且要在控制一側接地。

3 結束語

隨著工業自動化程度的全面進步，自動控制系統在生產設備中的作用越來越突出。但是如果因為影響因素的原因而導致自動控制的使用效果不好或根本不能達到預期目的，就不能給設備的使用者帶來便利，反而會帶來麻煩和損失，降低了生產效率。所以一個良好的控制系統必須要考慮到影響因素可能帶來的干擾以及其針對性的防范措施。要在控制系統的設計、安裝、使用、維護等各個方面做好工作。從源頭控制好。只有這樣才能充分發揮自動控制系統的先進性，從而提高企業的自動化水平，提高生產效率。