1、概述

 

隨著科學技術的發展，PLC在工業控製中的應用越來越廣泛。PLCkongzhixitongdekekaoxingzhijieyingxiangdaogongyeqiyedeanquanshengchanhejingjiyunxing，xitongdekangganraonenglishiguanxidaozhenggexitongkekaoyunxingdeguanjian。zidonghuaxitongzhongsuoshiyongdegezhongleixingPLC，有(you)的(de)是(shi)集(ji)中(zhong)安(an)裝(zhuang)在(zai)控(kong)製(zhi)室(shi)，有(you)的(de)是(shi)安(an)裝(zhuang)在(zai)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)和(he)各(ge)種(zhong)電(dian)機(ji)設(she)備(bei)上(shang)


，它(ta)們(men)大(da)多(duo)處(chu)在(zai)強(qiang)電(dian)電(dian)路(lu)和(he)強(qiang)電(dian)設(she)備(bei)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)惡(e)劣(lie)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)中(zhong)。要(yao)提(ti)高(gao)PLC控製係統可靠性

，設計人員隻有預先了解各種幹擾才能有效保證係統可靠運行。

 

2、電磁幹擾源及對係統的幹擾

 

影響PLCkongzhixitongdeganraoyuanyuyibanyingxianggongyekongzhishebeideganraoyuanyiyang，dadouchanshengzaidianliuhuodianyajuliebianhuadebuwei，zhexiedianhejulieyidongdebuweijiushizaoshengyuan，jiganraoyuan。

 

幹擾類型通常按幹擾產生的原因、噪聲的幹擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪湧噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，分為持續噪聲
、偶發噪聲等；anshengyinganraomoshibutong
，fenweigongmoganraohechamoganrao。gongmoganraohechamoganraoshiyizhongbijiaochangyongdefenleifangfa。gongmoganraoshixinhaoduidimiandedianweicha，zhuyaoyoudianwangchuanru、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態（同方向）電壓送加所形成。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差模電壓
，直接影響測控信號
，造成元器件損壞（這就是一些係統I/O 模件損壞率較高的原因），這種共模幹擾可為直流
、亦yi可ke為wei交jiao流liu。差cha模mo幹gan擾rao是shi指zhi用yong於yu信xin號hao兩liang極ji間jian得de幹gan擾rao電dian壓ya，主zhu要yao由you空kong間jian電dian磁ci場chang在zai信xin號hao間jian耦ou合he感gan應ying及ji由you不bu平ping衡heng電dian路lu轉zhuan換huan共gong模mo幹gan擾rao所suo形xing成cheng的de電dian壓ya，這zhe種zhong讓rang直zhi接jie疊die加jia在zai信xin號hao上shang，直zhi接jie影ying響xiang測ce量liang與yu控kong製zhi精jing度du。

 

 

 

3、PLC 控製係統中電磁幹擾的主要來源有哪些呢？

 

(1) 來自空間的輻射幹擾：

 

空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網絡
、電氣設備的暫態過程、雷電
、無線電廣播
、電視
、雷達
、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射幹擾，其分布極為複雜。若PLC 係統置於所射頻場內，就回收到輻射幹擾，其影響主要通過兩條路徑
；一是直接對PLC 內部的輻射，由電路感應產生幹擾
；而是對PLC 通(tong)信(xin)內(nei)網(wang)絡(luo)的(de)輻(fu)射(she)，由(you)通(tong)信(xin)線(xian)路(lu)的(de)感(gan)應(ying)引(yin)入(ru)幹(gan)擾(rao)。輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)與(yu)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)布(bu)置(zhi)及(ji)設(she)備(bei)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)大(da)小(xiao)
，特(te)別(bie)是(shi)頻(pin)率(lv)有(you)關(guan)
，一(yi)般(ban)通(tong)過(guo)設(she)置(zhi)屏(ping)蔽(bi)電纜和PLC 局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。

 

(2) 來自係統外引線的幹擾：

 

主要通過電源和信號線引入
，通常稱為傳導幹擾。這種幹擾在我國工業現場較嚴重。

 

(3)來自電源的幹擾：

 

實踐證明，因電源引入的幹擾造成PLC 控製係統故障的情況很多
，筆者在某工程調試中遇到過，後更換隔離性能更高的PLC 電源，問題才得到解決。

 

PLC 係統的正常供電電源均由電網供電。由於電網覆蓋範圍廣，

 

將受到所有空間電磁幹擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化，開關操作浪湧
、大型電力設備起停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC 電(dian)源(yuan)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan)，但(dan)其(qi)機(ji)構(gou)及(ji)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)因(yin)素(su)使(shi)其(qi)隔(ge)離(li)性(xing)並(bing)不(bu)理(li)想(xiang)。實(shi)際(ji)上(shang)，由(you)於(yu)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)特(te)別(bie)是(shi)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)的(de)存(cun)在(zai)，絕(jue)對(dui)隔(ge)離(li)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)。

 

(4) 來自信號線引入的幹擾：

 

與PLC 控製係統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部幹擾信號侵入。此幹擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網幹擾
，這往往被忽略；二是信號線受空間電磁輻射感應的幹擾
，即信號線上的外部感應幹擾
，這是很嚴重的。由信號引入幹擾會引起I/Oxinhaogongzuoyichangheceliangjingdudadajiangdi
，yanzhongshijiangyinqiyuanqijiansunshang。duiyugelixingnengchadexitong
，haijiangdaozhixinhaojianhuxiangganrao，yinqigongdixitongzongxianhuiliu，zaochengluojishujubianhua
、誤動和死機。PLC 控製係統因信號引入幹擾造成I/O模件損壞數相當嚴重
，由此引起係統故障的情況也很多。

 

(5)來自接地係統混亂時的幹擾：

 

接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地，既能抑製電磁幹擾的影響
，又能抑製設備向外發出幹擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的幹擾信號，使PLC 係統將無法正常工作。PLC 控製係統的地線包括係統地、屏蔽地
、交流地和保護地等。接地係統混亂對 PLC xitongdeganraozhuyaoshigegejiedidiandianweifenbubujun，butongjiedidianjiancunzaididianweicha，yinqidihuanludianliu，yingxiangxitongzhengchanggongzuo。lirudianlanpingbicengbixuyidianjiedi
，ruguodianlanpingbicengliangduanA
、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發生異常狀態加雷擊時
，地線電流將更大。

 

此外
，屏蔽層

、接jie地di線xian和he大da地di有you可ke能neng構gou成cheng閉bi合he環huan路lu
，在zai變bian化hua磁ci場chang的de作zuo用yong下xia，屏ping蔽bi層ceng內nei有you會hui出chu現xian感gan應ying電dian流liu，通tong過guo屏ping蔽bi層ceng與yu芯xin線xian之zhi間jian的de耦ou合he，幹gan擾rao信xin號hao回hui路lu。若ruo係xi統tong地di與yu其qi它ta接jie地di處chu理li混hun亂luan，所suo產chan生sheng的de地di環huan流liu可ke能neng在zai地di線xian上shang產chan生sheng不bu等deng電dian位wei分fen布bu，影ying響xiangPLC 內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC 工作的邏輯電壓幹擾容限較低，邏輯地電位的分布幹擾容易影響PLC 的邏輯運算和數據存儲，造成數據混亂、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。

 

(6)來自PLC係統內部的幹擾：

 

主(zhu)要(yao)由(you)係(xi)統(tong)內(nei)部(bu)元(yuan)器(qi)件(jian)及(ji)電(dian)路(lu)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)產(chan)生(sheng)，如(ru)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu)互(hu)輻(fu)射(she)及(ji)其(qi)對(dui)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)的(de)影(ying)響(xiang)，模(mo)擬(ni)地(di)與(yu)邏(luo)輯(ji)地(di)的(de)相(xiang)互(hu)影(ying)響(xiang)及(ji)元(yuan)器(qi)件(jian)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)不(bu)匹(pi)配(pei)使(shi)用(yong)等(deng)。這(zhe)都(dou)屬(shu)於(yu)PLC 製zhi造zao廠chang對dui係xi統tong內nei部bu進jin行xing電dian磁ci兼jian容rong設she計ji的de內nei容rong
，比bi較jiao複fu雜za，作zuo為wei應ying用yong部bu門men是shi無wu法fa改gai變bian，可ke不bu必bi過guo多duo考kao慮lv
，但dan要yao選xuan擇ze具ju有you較jiao多duo應ying用yong實shi績ji或huo經jing過guo考kao驗yan的de係xi統tong。

 

4、係統受幹擾時，常會遇到以下幾種主要幹擾現象：

 

(1)係統發指令時，電機無規則地轉動；

 

(2)信號等於零時，數字顯示表數值亂跳；

 

(3)傳感器工作時，PLC采集過來的信號與實際參數所對應的信號值不吻合
，且誤差值是隨機的、無規律的；

 

(4)與交流伺服係統共用同一電源(如顯示器等)工作不正常。

 

5、怎樣才能更好、更簡單解決PLC係統幹擾

？

 

(1)理想狀態下是選用隔離性能較好的設備、選用優良的電源、動力線和信號線走線、電源接地要更加合理等等，但是需要不同設備廠商共同協作才能完成
，很難做到，而且成本較高。

 

(2)利用模擬信號隔離器，有稱作信號變送器、屬(shu)於(yu)信(xin)號(hao)調(tiao)理(li)的(de)範(fan)疇(chou)。其(qi)主(zhu)要(yao)起(qi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)作(zuo)用(yong)。正(zheng)因(yin)為(wei)它(ta)有(you)特(te)強(qiang)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)所(suo)以(yi)在(zai)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)。尤(you)其(qi)對(dui)於(yu)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)業(ye)現(xian)場(chang)，控(kong)製(zhi)程(cheng)序(xu)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za)，信(xin)號(hao)隔(ge)離(li)器(qi)對(dui)各(ge)種(zhong)模(mo)擬(ni)量(liang)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)輸(shu)入(ru)、輸出、電源三端隔離
，的確是當今自動化控製係統中抗幹擾的有效措施之一。

 

6、為什麼解決PLC係統幹擾首選信號隔離器呢
？

 

(1)使用簡單方便
、可靠，成本低廉，可同時解決多種幹擾。

 

(2)可大量減輕設計人員
、係統調試人員工作量
，即使複雜的係統在普通的設計人員手裏

，也會變的非常穩定可靠。

 

7
、信號隔離器工作原理是什麼
？

 

首先將PLC接jie收shou的de信xin號hao，通tong過guo半ban導dao體ti器qi件jian調tiao製zhi變bian換huan
，然ran後hou通tong過guo光guang感gan或huo磁ci感gan器qi件jian進jin行xing隔ge離li轉zhuan換huan，然ran後hou再zai進jin行xing解jie調tiao變bian換huan回hui隔ge離li前qian原yuan信xin號hao或huo不bu同tong信xin號hao，同tong時shi對dui隔ge離li後hou信xin號hao的de供gong電dian電dian源yuan進jin行xing隔ge離li處chu理li。保bao證zheng變bian換huan後hou的de信xin號hao
、電源、地之間絕對獨立。

 

8、現在市場有那麼多品牌的隔離器
，價格參差不齊
，該怎麼選擇呢？

 

隔離器位於二個係統通道之間
，所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能，同時要使隔離器輸入輸出模式（電壓型
、電流型、環路供電型等）適應前後端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強度﹑總線通訊功能等許多重要參數涉及產品性能，例如：噪音與精度有關、功耗熱量與可靠性有關，這些需要使用者慎選。總之，適用、可靠
、產品性價比是選擇隔離器的主要原則。

 

如果你對以上的分享還不太清楚
，那接下來給大家敲黑板劃重點（11種模擬量幹擾解決辦法）：

 

1、加1：1信號隔離器；

 

2、加磁環；

 

3
、PLC供電加隔離變壓器；

 

4、開關量信號和模擬量信號分開走
；

 

5
、模擬信號最好采用單獨屏蔽線。信號類型最好采用4-20mA；

 

6、模擬信號負載是電磁閥類的
，最好能選1.5的線；

 

7
、模擬信號和數字信號不能合用同一根多芯電纜,更不能和電源線共用電纜
；

 

8、PLC輸入輸出信號線，必須使用屏蔽電纜
，在輸入輸出側懸空，而在PLC側接地；

 

9、信號線纜要遠離強幹擾源
，如變頻器、大功率矽整流裝置和大型動力設備；

 

10
、模擬信號和數字信號不能合用同一根多芯電纜,更不能和電源線共用電纜
；

 

11、為(wei)了(le)減(jian)少(shao)電(dian)子(zi)幹(gan)擾(rao)對(dui)於(yu)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)應(ying)使(shi)用(yong)雙(shuang)絞(jiao)屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜(lan)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)電(dian)纜(lan)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)應(ying)該(gai)兩(liang)端(duan)接(jie)地(di)，但(dan)是(shi)如(ru)果(guo)電(dian)纜(lan)兩(liang)端(duan)存(cun)在(zai)電(dian)位(wei)差(cha)將(jiang)會(hui)在(zai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)中(zhong)產(chan)生(sheng)等(deng)電(dian)線(xian)連(lian)接(jie)電(dian)流(liu)造(zao)成(cheng)對(dui)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)的(de)幹(gan)擾(rao)在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)你(ni)應(ying)該(gai)讓(rang)電(dian)纜(lan)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)一(yi)端(duan)接(jie)地(di)。

 

 

推薦閱讀：