解決現(xiàn)場信號干擾的方法

　　1. 概述

　　隨著科學技術的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統(tǒng)的干擾能力是關系到整個系統(tǒng)可靠運行的關鍵。自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各種電機設備上，它們大多處在強電電路和強電設備形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，設計人員只有預先了解到各種干擾才能有效保證系統(tǒng)可靠運行。

　　2. 電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾

　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。

　　干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、偶發(fā)噪聲等：按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要是由電網(wǎng)串入，、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)電壓所加形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成共模電壓，直接影響測控信號，造成元器件壞，這種共模干擾可為直流、亦可謂交流。共模干擾是指用于信號兩級間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

　　3 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有哪些呢?

　　1) 來自空間的輻射干擾

　　空間的輻射電磁場主要是由電力網(wǎng)絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾。其分布極為復雜，若plc系統(tǒng)置于所設頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路勁，一是直接對PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應產(chǎn)生干擾，而是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡的輻射，出通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設備所產(chǎn)生的電磁干場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓瀉放元件進行保護。

　　2) 來自系統(tǒng)外引線的干擾

　　主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場教嚴重。

　　3) 來自電源的干擾

　　實踐證明，因電源引入的干擾造成控制系統(tǒng)故障的情況很多，在，工程調(diào)式中遇到過，后更換隔離性能較高的PLC電源。問題才能得到解決。

　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電，由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路，尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開關操作浪涌、大型電力設備啟停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過社電線路到電源邊PLC電源通常采用隔離電源，但其結構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對隔離室不可能的。

　　4) 來自接地系統(tǒng)混亂時引入的干擾

　　與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)出干擾，而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使PLC控制系統(tǒng)將無法正常工作。Plc控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等、接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點點位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作，例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端都接地，就存在地電位差，有電流流過地電位差，當發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時，地線電流將更大。

　　此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合回路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其他接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等點位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容縣較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存儲，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機，模擬地電位的分布將導致測量精度下降引起對信號測控的嚴重失真和誤動作