浅析PLC应用及干扰|PLC信号干扰

　　一、工作环境 　　1.温度和湿度 　　PLC要求环境温度在0~55oC，不能安装在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%。
　　2.远离振动源
　　应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。
　　3.避免有腐蚀和易燃的气体
　　避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
　　4.PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力
　　在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。普通的整流滤波电源，由于纹波的影响容易使PLC接收到错误信息。
　　二、安装与布线
　　动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双绞线连接。PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。PLC应远离强干扰源，如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。PLC基本单元与扩展单元、功能模块的连接线应单独敷设，防止外界信号的干扰。交、直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
　　三、干扰源分析
　　1.电源的干扰
　　因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，更换隔离性能好的PLC电源可以解决问题。PLC系统的正常供电电源均由电网供电，由于电网覆盖范围广，会受到所有空间的电磁干扰。PLC电源通常采用隔离电源，但因其结构及制造工艺使其隔离性并不理想。
　　2.信号线引入的干扰
　　与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效信息外，会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰。由信号引入干扰会引起I／O信号工作异常，降低测量精度。
　　四、抗干扰设计和措施
　　1.选择抗干扰性能好的设备
　　第一，选择有较高抗干扰能力的产品，包括电磁兼容性（EMC），尤其是选择抗外部干扰能力强的产品；第二，了解生产厂家给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；第三，调查其在类似工作中的应用情况。
　　2.综合抗干扰设计
　　主要考虑来自系统外部的几种干扰源并采取相应抑制措施，主要包括：对PLC系统及外引线进行屏蔽、隔离、滤波，特别是动力电缆要分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。
　　3.省略
　　在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位。对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大的配电器，以减少PLC系统的干扰。
　　4.滤波及软件抗干扰措施
　　信号在接入PLC前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰，在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。此外，在PLC控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。
　　5.完善接地系统
　　PLC控制系统属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适用于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2 的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，接地极最好埋在距建筑物10～15m远处，且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接，并进行绝缘处理。一定要避免多点接地，选择适当的接地处单点接地。
　　（作者单位：广东省河源市技工学校）