淺談PLC信號干擾的處理和預(yù)防

李滕

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能越來越完善，成為工業(yè)自動化的有力工具，得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。本文以PLC可編程控制的基本操作，舉例說明PLC在信號干擾和預(yù)防中的作用。

PLC是一個數(shù)字操作電子系統(tǒng)。使用可編程存儲器類型來執(zhí)行邏輯操作、順序控制、同步控制、計數(shù)操作及算術(shù)操作，用于控制不同類型的控制系統(tǒng)。

PLC控制下的智能信號燈

與傳統(tǒng)的電子電路和中繼相比，使用PLC控制更可靠，例如在交通信號燈控制中的使用。大多數(shù)PLC都配備了時鐘裝置，由于PLC的高度適應(yīng)性和內(nèi)部定時器的豐富性，可實(shí)時調(diào)度控制確保信號燈的及時管理。為了確保交通控制的可靠性和穩(wěn)定性，需要采取方式規(guī)避對PLC的干擾，保證其正常運(yùn)行。

PLC系統(tǒng)的信號干擾因素

1.電源干擾

PLC系統(tǒng)的正常電源是電力網(wǎng)絡(luò)，電網(wǎng)的內(nèi)部變化，包括交流和直流電源的切換、啟動和關(guān)閉，通過傳輸線傳輸?shù)絇LC的電源上將會導(dǎo)致PLC的中斷。

2.電容電感耦合干擾

許多信號電纜放置在同一地下管道中，這些信號線之間存在分配容量，這會增加對其他信號線的干擾。此外，在可變信號電纜周圍可能會產(chǎn)生磁性交流電，在平行導(dǎo)線之間產(chǎn)生電動勢，對線路造成干擾。

3.電氣設(shè)備引起的干擾

當(dāng)一個大發(fā)電機(jī)械設(shè)備起動和開關(guān)時火花會產(chǎn)生一個大的磁場。磁場不僅干擾信號電纜，而且干擾高頻電纜，從而可能會造成過度振動和網(wǎng)絡(luò)中斷。

4.接地不合理引起的干擾

正確的接地既能抑制電磁干擾的影響，又能防止設(shè)備產(chǎn)生的干擾。而錯誤的接地，如將PLS系統(tǒng)與開關(guān)柜的聯(lián)合接地，會導(dǎo)致嚴(yán)重干擾，使系統(tǒng)不能正常工作。電纜保護(hù)層必須一點(diǎn)接地，如果電纜保護(hù)層的兩端都接地，則接地兩端之間存在接地電位差，導(dǎo)致信號波動。

在影響PLC邏輯電路和電路正常運(yùn)行的地面上具有不均勻的電位分布，模擬的低強(qiáng)度PLC干擾和電位的邏輯分布很容易影響峰值的邏輯操作，導(dǎo)致數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)丟失或崩潰。

防止干擾的策略

1.系統(tǒng)電源

對于電源引起的故障問題，可單獨(dú)安裝一臺屏蔽層變比為 1：1的變壓器，以減少設(shè)備對地的干擾；LC濾波電路也可串聯(lián)到電源輸入端；在可能的情況下，可以使用UPS電源來提高電源的可靠性。

2.電纜鋪設(shè)

高電纜和低電纜必須分別移動，PLC電纜、控制線、電源線和MO電纜必須與>220 V的電源分離，而<10 A的電源線必須距離>150 mm。電源電壓>220 V、電流>10 A的電源電纜和信號電纜之間的距離應(yīng)>600 mm，如果安裝了絕緣板，則只能安裝在同一電源電纜上。PLC的輸入和輸出應(yīng)分別連接和確定開關(guān)。裝甲通信線路和直流電流線路不應(yīng)使用同一電纜輸出線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓線和市政電力線，以避免連接。

3.降低電氣設(shè)備的干擾

PLC的安裝應(yīng)采用高性能硅整流、大功率電源及變頻器等，不能與高壓電氣設(shè)備安裝在同一外殼內(nèi)。

變頻器干擾處理通常有以下幾種方法：增加針對定向供電中斷的絕緣變壓器，將大部分導(dǎo)電性與絕緣變壓器隔離；濾波器抗干擾能力強(qiáng)，是逆變器與發(fā)動機(jī)之間的交流電的主要抗器；能量傳遞過程中的電路電磁輻射，會影響其他設(shè)備正常運(yùn)行，在強(qiáng)輻射的發(fā)電機(jī)附近應(yīng)設(shè)置銅片或鋁箔密封盒，起到屏蔽作用。

4.完善接地系統(tǒng)

當(dāng)然，大多數(shù)設(shè)備都是接地的，如果這些自然體的屏蔽電纜與可能引起導(dǎo)電干擾的情況相對應(yīng)，則引起干擾。因此，有必要確保整個PLC系統(tǒng)的所有接地點(diǎn)（包括現(xiàn)場的變送器—執(zhí)行器）在同一位置，共用這個接地網(wǎng)防止“接地回路”的形成。PLC外殼（箱、架）和底座的保護(hù)基礎(chǔ)、電氣儀表百葉窗，配電箱、接線箱、電纜溝、鎧裝電纜帽等。必須有一個保護(hù)性的基礎(chǔ)，起到保護(hù)作用。

為了提高PLC信號的抗干擾性，在PLC產(chǎn)品中采用了許多技術(shù)，然而，PLC控制系統(tǒng)中的干擾因素非常復(fù)雜，因此，為了合理有效地抑制干擾源，必須充分考慮各種因素。