【導(dǎo)讀】PLC控制器是工業(yè)環(huán)境中的常見控制裝置，大多數(shù)工業(yè)環(huán)境都適用。但是如果操作不當(dāng)或者工業(yè)環(huán)境惡劣，電磁干擾就會(huì)特別強(qiáng)烈，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這種情況下，就要采取可靠性措施提高PLC應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，消除干擾影響。
控制系統(tǒng)的可靠性一直是機(jī)電行業(yè)和自動(dòng)化生產(chǎn)線所關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)樗苯佑绊懫髽I(yè)的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益，而系統(tǒng)的抗干擾能力則是保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要指標(biāo)之一。影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場，對設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射，磁場改變產(chǎn)生電流，電磁高速變化產(chǎn)生電磁波。
在實(shí)際的工作中，為防止干擾可采用硬件和軟件的抗干擾措施，其中，硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制和消除干擾源，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的可靠性措施，以消除或抑制減少干擾的影響，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高系統(tǒng)的可靠性。
1. 對電源的干擾處理措施
電源的干擾主要是通過供電線路的阻抗耦合產(chǎn)生的，各種大功率用電設(shè)備是主要的干擾源。在干擾較強(qiáng)或?qū)煽啃砸蠛芨叩膱龊希梢栽赑LC的交流電源輸入端加接帶屏蔽層的隔離變壓器和低通濾波器（圖1），隔離變壓器可以抑制從電源線竄入的外來干擾，提高抗高頻共模干擾能力。屏蔽層應(yīng)可靠接地。
高頻干擾信號不是通過變壓器繞組的耦合，而是通過初級、次級繞組間的分布電容傳遞的。在初級、次級繞組之間加繞屏蔽層，并將它和鐵心一起接地，可以減少繞組間的分布電容，可以提高抗高頻干擾的能力。也可以選用電源濾波器產(chǎn)品，由于具有良好的共模濾波、差模濾波性能和高頻干擾抑制性能，能有效抑制線與線之間和線與地之間的干擾。
動(dòng)力部分、控制部分、PLC、I/O電源應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和與I/O電源之間應(yīng)采用雙絞線連接。系統(tǒng)的動(dòng)力線應(yīng)足夠粗，以降低大容量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的線路壓降。有可能可對PLC采用單獨(dú)的供電回路，以避免大容量設(shè)備的啟停對PLC的干擾。
2. 對于感性負(fù)載的處理措施
感性負(fù)載具有儲(chǔ)能作用，當(dāng)控制觸點(diǎn)斷開時(shí)，電路中的感性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生高于電源電壓數(shù)倍甚至數(shù)十倍的反電勢，觸電閉合時(shí)，會(huì)因觸點(diǎn)的抖動(dòng)而產(chǎn)生電弧，它們都會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。對此可采用以下措施：PLC的輸入端或輸出端接有感性元件時(shí)，對于直流電路（圖2），應(yīng)在它們兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；對于交流電路，應(yīng)并聯(lián)阻容電路，以抑制電路斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧對PLC的影響。電阻可以取51~120Ω，電容可以取0.1~0.47μF，電容的額定電壓應(yīng)大于電源峰值電壓。續(xù)流二極管可以選1A的管子，其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的2~3倍。
3. 對于安裝和布線的措施
開關(guān)量信號一般對信號電纜沒有嚴(yán)格的要求，可選用一般電纜，信號傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，可選用屏蔽電纜。模擬信號和高速信號（如脈沖傳感器、計(jì)數(shù)碼盤等提供的信號）應(yīng)選擇屏蔽電纜。通信電纜對可靠性的要求高，有的通信電纜的信號頻率很高，一般應(yīng)選用專用電纜（如光纖電纜），在要求不高或信號頻率較低時(shí)，也可以選用帶屏蔽的多芯電纜或雙絞線電纜。
當(dāng)開關(guān)量I/O線不能與動(dòng)力線分開布線時(shí)，可用繼電器來隔離輸入/輸出線上的干擾。當(dāng)信號線距離超過300m時(shí)，應(yīng)采用中間繼電器來轉(zhuǎn)換信號，或使用PLC的遠(yuǎn)程I/O模塊。I/O線與電源線應(yīng)分開走線，并保持一定的距離。如不得已要在同一線槽中布線，應(yīng)使用屏蔽電纜。交流線與直流線應(yīng)分別使用不同的電纜；開關(guān)量、模擬量I/O線應(yīng)分開敷設(shè)，后者應(yīng)采用屏蔽線。如果模擬量輸入/輸出信號距離PLC較遠(yuǎn)，應(yīng)采用4~20mA或0~10mA的電流傳輸方式，而不是易受干擾的電壓傳輸方式。不同的信號線最好不用同一個(gè)插接件轉(zhuǎn)接，如必須用同一個(gè)插接件，要用備用端子或地線端子將他們分隔開，以減少相互干擾。
4. 強(qiáng)烈干擾環(huán)境的隔離措施
PLC內(nèi)部用光耦離合器、輸出模塊中的小型繼電器和光電晶閘管等器件來實(shí)現(xiàn)對外部開關(guān)量信號的隔離，PLC的模擬量I/O模塊一般也用光耦離合器來實(shí)現(xiàn)隔離。這些器件除了能減少或消除外部干擾對系統(tǒng)的影響外，還可以保護(hù)CPU模塊，使之免收外部竄入PLC的高電壓的危害，因此一般沒有必要在PLC外部在設(shè)置干擾隔離器件。為了提高抗干擾能力和防雷擊，PLC和計(jì)算機(jī)之間的串行通信線路可以考慮使用光纖或采用帶光耦離合器的通信接口。
5. 接地的可靠性措施
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響控制系統(tǒng)內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。
完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。信號源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，要避免多點(diǎn)接地；多個(gè)測量點(diǎn)信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。
接地時(shí)應(yīng)注意：接地線應(yīng)盡量粗，一般用大于2mm2的銅芯線接地；接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近PLC控制器，接地線應(yīng)盡量避開強(qiáng)電回路和主回路的電線，不能避開時(shí)，應(yīng)垂直相交盡量縮短平行走線的長度。
6. 輸出的可靠性措施
在負(fù)載要求的輸出功率超過PLC的允許值時(shí)，應(yīng)設(shè)置外部繼電器。PLC輸出模塊內(nèi)的小型繼電器的觸點(diǎn)小，斷弧能力差，一般不能直接用于直流220V電路中，必須用PLC驅(qū)動(dòng)外部的繼電器，用外部繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)直流220V的負(fù)載，提高可靠性。
總之，對于PLC控制系統(tǒng)的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，不僅涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，而且溫度、濕度、震動(dòng)、沖擊等對PLC都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此，在應(yīng)用中，找出問題所在，知道現(xiàn)場干擾的源頭，綜合考慮各方面的因素，才能合理、有效的抑制干擾，使PLC控制系統(tǒng)正常工作。
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