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DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析DCS控制系统是现代化工自动化生产中的重要组成部分，其应用范围涵盖了化工、石化、电力、冶金等多个行业领域。
在实际应用中，DCS控制系统经常会受到各种外部干扰的影响，这些干扰可能来源于电磁干扰、物理环境变化、人为操作等多个方面，严重干扰可能导致系统运行不稳定、控制失效甚至系统瘫痪。
如何在DCS控制系统应用中解决和抵御各种干扰问题，成为了当前工业控制系统领域中的研究热点之一。
本文将对DCS控制系统中的抗干扰问题进行分析，并提出相应的解决方案。
一、电磁干扰对DCS控制系统的影响电磁干扰是DCS控制系统中常见且严重的干扰源之一。
其种类包括电磁辐射干扰、传导干扰等。
电磁干扰可能来自于外部设备、电力线路、无线电信号、雷电等多个方面，其频率范围也十分广泛。
电磁干扰会对DCS控制系统的传感器、执行元件、通信线路等组成部分造成影响，导致控制系统的工作异常，甚至失效。
电磁干扰不仅会使得传感器接收的信号产生误差，还可能引起控制命令的传输错误，从而对整个生产过程产生严重的影响。
为了解决电磁干扰对DCS控制系统的影响，可以采取一系列的技术手段。
在系统设计阶段应该合理规划布置设备，避免将敏感的传感器和执行元件置于强电磁干扰源附近。
可以采用屏蔽措施，如使用屏蔽电缆、屏蔽罩等设备，阻隔外部电磁干扰。
还可以采用滤波器、隔离器等设备对信号进行处理，消除电磁干扰对系统的影响。
通过以上技术手段的综合应用，可以有效提高DCS控制系统对电磁干扰的抵御能力，保障系统的正常稳定运行。
除了电磁干扰外，物理环境变化也会对DCS控制系统产生一定的影响。
物理环境变化主要包括温度、湿度、气压等因素的变化，这些因素的变化可能会导致系统中的传感器、执行元件的性能产生变化，从而对控制系统的稳定性产生影响。
在特殊工业环境中，如高温、高湿或者腐蚀性环境下，物理环境变化对DCS控制系统的影响尤为突出。
针对物理环境变化对DCS控制系统的影响，可以采取一系列的防护措施。
怎样才能更好解决PLC控制系统应用抗干扰问题1 . 概述随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。
PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。
自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。
要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。
2. 电磁干扰源及对系统的干扰是什么？影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。
其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。
共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V 以上。
共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O 模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
3. PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢？(1) 来自空间的辐射干扰空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。
变频器产生的干扰及解决方案一、引言变频器是一种广泛应用于工业领域的电力调节设备，它能够改变输入电源的频率和电压，从而控制电动机的转速和运行方式。
然而，变频器在工作过程中会产生一定的电磁干扰，对周围的电子设备和系统造成不利影响。
本文将详细介绍变频器产生的干扰原因及解决方案。
二、干扰原因1. 电磁辐射干扰：变频器内部的电子元件和电路在工作时会产生高频电磁辐射，这些辐射会通过电源线、控制线等传导途径传播到其他设备或者系统，引起干扰。
2. 电磁感应干扰：变频器中的高频电流会在电源线和控制线上产生电磁感应，从而影响周围设备或者系统的正常工作。
3. 电源电压波动干扰：变频器的工作会对电源系统产生一定的负载，导致电源电压波动，进而影响其他设备的正常运行。
三、干扰影响1. 通信干扰：变频器的电磁辐射会对无线通信设备、传感器等产生干扰，导致通信质量下降或者无法正常通信。
2. 控制系统干扰：变频器的电磁感应干扰会对控制系统的传感器、执行器等产生影响，导致控制精度下降或者无法正常控制。
3. 电子设备故障：变频器引起的电源电压波动可能会对其他电子设备的电路稳定性产生影响，导致设备故障或者损坏。
四、解决方案1. 电源滤波器：通过在变频器电源输入端安装滤波器，可以有效地减少电源电压波动对其他设备的影响。
滤波器能够滤除电源中的高频噪声，提供稳定的电源供应。
2. 屏蔽措施：对变频器进行屏蔽处理，包括对电源线、控制线等进行屏蔽，可以减少变频器产生的电磁辐射干扰。
屏蔽材料的选择和布局合理性对屏蔽效果起着重要作用。
3. 地线连接：良好的地线连接可以有效地减少变频器的电磁感应干扰。
在安装变频器时，应确保变频器和其他设备的地线连接良好，减少接地电阻。
4. 滤波器：在变频器的输入端和输出端安装滤波器，可以有效地减少电磁干扰的传导。
输入端滤波器可以减少电源线上的电磁感应干扰，输出端滤波器可以减少对机电的干扰。
5. 策略调整：通过调整变频器的工作策略，如降低输出频率、增加开关频率等，可以减少电磁辐射干扰的产生。
产品与应用年第5期6电厂微机控制系统的干扰及软故障处理实例杨献（广西横县西津水力发电厂，广西横县530300）摘要电厂微机控制系统的干扰和软故障问题一直是检修中的难点。
通过对几个实例进行分析讨论，了解和掌握一些解决类似问题的思路，对电厂机组的安全运行，对自动化检修维护工作具有现实的意义。
关键词：微机控制；干扰；软故障；处理1引言随着计算机特别是微型机和控制理论的发展，各种各样的微机控制系统和智能设备应运而生，它们在电厂的普遍应用，在很大程度上提高了电厂自动装置的自动化水平。
但是电厂的工作环境恶劣，电磁干扰非常严重。
这些干扰对微机控制系统和智能设备来说后果往往表现为由于数据或地址的传送出错而导致计算出错或程序出格，引起微机出错或死机，造成控制设备误动或拒动，严重危及机组的安全运行。
电厂微机控制系统、智能设备的干扰和软故障问题一直是检修中的难点，检修维护人员常常不解其中的原因而感到困惑，有时候却无从下手。
通过对西津水电厂微机控制系统的几例干扰和软故障处理的方法进行分析讨论，充分了解和掌握一些解决类似问题的思路，对机组的安全运行，对自动化维护工作具有现实的意义。
2微机控制系统干扰引起的故障处理实例国内外对静态继电器的干扰来源所作的大量研究表明，干扰主要是由端子排从外界引入的浪涌电压和装置内部继电器切换等原因造成的，例如模拟量输入回路串入的共模信号；开关量输入输出回路与外界相连而涌入的浪涌；装置的电源线也会携带干扰信号等等。
一般的干扰信号的频率高、幅度大、前沿陡，因而可以顺利通过各种分布电容的耦合。
对于电厂的微机控制系统和智能设备来说，完全避免电磁干扰是不可能的，但可以通过隔离、屏蔽、接地、滤波等正确的措施来加以保证。
因此，只有对电磁干扰产生的原因进行充分的分析和认识，然后采取相应的抗干扰措施，才能顺利解决一些由干扰引起的故障。
下面是两例这方面的故障处理实例。
2.1实例1：#4机组微机调速器由于干扰引起“电调故障”信号频繁出现的故障处理2005年3月，操作员工作站频繁出现#3机组“电调故障”信号。
微机控制系统中电磁阀和继电器干扰的抑制措施
微机控制系统中，电磁阀和继电器是常用的执行元件，但它们也可能对系统造成干扰。
本文将介绍一些常见的干扰抑制措施。
1. 电磁阀的抗干扰设计
电磁阀是一种由电磁铁控制的机械阀，通过线圈产生磁场，驱动阀芯动作。
由于线圈内的高频电压及电流，使电磁阀产生EMI干扰。
针对这种干扰，可以采用以下措施：
（1）防护措施：通过外部线圈和屏蔽罩来抵消磁场的影响。
（2）电源噪声抑制：在电源输入过滤器中加入降噪滤波器，
可有效地降低电源线引起的EMI。
（3）降低开关速度：通过调节电流控制电子开关的速度，降
低干扰的发生频率。
2. 继电器的抗干扰设计
继电器是一种将小电流转换为大电流的电子开关装置。
因其工作原理，继电器也可能对系统造成干扰。
以下是一些可行的干扰抑制措施：
（1）选择高品质继电器：高品质继电器可以提高系统的稳定
性和可靠性。
（2）使用反向降噪器：反向降噪器是一种可通过降噪处理来消除继电器干扰的装置。
（3）电磁屏蔽：通过绕制的导线来包裹继电器，以降低其产生的EMI干扰。
（4）避免继电器直接控制电源线：将继电器放在电源后面，避免将大电流的负载直接接到电源线上。
（5）降低开关速度：和电磁阀一样，通过调节电流控制电子开关的速度，也能有效地降低干扰的发生频率。
总体而言，通过科学的抗干扰设计和控制方法，可以有效地减少电磁阀和继电器带来的EMI干扰，在保证系统稳定性和可靠性的同时，达到合理的系统性能。
PLC控制系统干扰原因及解决措施张艳兵【摘要】现代工厂企业所使用的控制主机大多为PLC,其现场布置有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场或各设备上,由于工厂特殊的生产环境,PLC大多被强电或弱电信号所包围,其可靠性受到影响.该文主要研究PLC在实际应用中可能受到的干扰情况及解决方法.【期刊名称】《通化师范学院学报》【年(卷),期】2013(034)010【总页数】3页(P21-23)【关键词】PLC控制系统;干扰;滤波;接地;可靠性【作者】张艳兵【作者单位】胶州市职业教育中心,山东胶州266300【正文语种】中文【中图分类】TP331.21 干扰的分类PLC系统的干扰主要是电力场和电磁场辐射干扰.主要由两种途径形成干扰：一是由于电路波动，直接对PLC内部元件的干扰；二是通信线路受到辐射感应出其它非工作信号而产生的干扰.电力干扰与所用电源的性能存在着很大的关系，电磁干扰与所在场所的设备的功率、放置位置、产生的磁场大小及频率有关.下文介绍了几种干扰及解决措施.1.1 电源引起的干扰PLC系统的正常供电电源均由电力电网供电.电网电力的干扰、波动直接影响PLC系统的可靠性和稳定性，造成PLC控制系统的干扰故障情况很多.例如笔者曾整改一设备：一台塑料机械设备在运行初期所有温度显示都正常，但经过开机运行一段时间后有6个K分度热电偶信号超出量程信号.用示波器检测温度变送器直流电源，发现其间歇性存在40V、50HZ左右的干扰电压，超出温度变送器的工作电压.经排查温度变送器线路与控制电机的变频器线路是共线槽走线，变频器作为电机的电源提供者在工作中会进场产生电源波动，这就可看作是由电源引起的干扰.所以PLC供电电源、各种变送器的供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的各种仪表的供电电源是对PLC系统产生干扰主要原因.另外还有各种高容抗，屏蔽性能差的电器，其干扰信号通过等感应、耦合等方式进入PLC控制系统的信号采集线路.1.2 接地引起的干扰PLC控制系统基本单元必须接地，扩展单元接地点与基本单元接地共点.同样各种电源系统、动力系统、信号系统等也都有接地，但各种线路接地也是有要求的.PLC接地引起的干扰主要是由于PLC系统接地、交流接地、屏蔽接地和保护接地等接地混乱，使各个接地点之间存在着电位差，在线路上产生非工作电流，从而影响系统的正常工作.在此要强调的一点是：PLC系统尽量要用带屏蔽层的电缆，电缆屏蔽层必须有且仅有一点接地，如果两端都接地，一方面，两点间会存在电位差，在屏蔽层上产生出非工作电流，产生干扰信号；另一方面就是屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在交变磁场的作用下，屏蔽层感应出电流.笔者曾遇到一水泵设备，水泵运行时被监控的模拟量信号的显示值出现漂移，检查PLC采样模拟信号正常，直流供电输出正常，但交流供电负极存在25V、50HZ左右的干扰电压.经排查此电压即是因接地系统紊乱引起的，远程控制的综合水泵房采用同轴电缆连接，而同轴电缆的屏蔽层两端都同时接了地.1.3 外部信号引入的干扰通常PLC系统传输线路中的信号，除了有效工作信息外，还有其它干扰信号.此类信号使输入信号不能表现为正常工作信号，隔离性能比较差的系统，会导致信号间相互干扰，使PLC控制系统发出错误指令，导致设备的可靠性和精度大大降低，造成数据错误，设备误动作，甚至引起设备机械损伤.因信号干扰造成PLC控制系统输入输出部件损坏，而引起生产故障的情况也很多.还是上例水泵设备进行远距离控制，进行远动实验操作没有反应.经检查线路的物理连接正常，DI信号在PLC 端有信号，而水泵控制端无信号.经排查因线路过长，且电缆屏蔽性较差，电缆通路中间有100V左右的交流干扰电压，干扰信号造成PLC无法识别原输入信号.2 几种抗干扰措施2.1 采用品能优秀的电源采用隔离性能较好的电源，选择分布容抗小、抑制带大，具有多次隔离或屏蔽技术的电源，可以减少对PLC系统的干扰.主要方法有加装隔离、屏蔽、滤波、品能优秀的稳压电源等设备.设置滤波、隔离、屏蔽的作用主要是为了抑制电源线的干扰信号传导到PLC系统中；设置稳压电源的作用是为了将电网大容量设备起停引起电压波动与PLC系统隔绝开来，以防止电力暂态冲击通过输电线路和空间辐射传递过来，保持电压的稳定供给.另外还可以将供电系统分离开来.其它用电系统与PLC的控制系统分别设置独自的隔离变压器，并与主电源分开，这样当其它用电系统断电时，不会影响到PLC控制系统的电力稳定.另外，因不间断电源即UPS具有较强的干扰隔离性能，所以使用UPS给PLC供电，可有效减少电源波动对PLC系统的干扰，并且供电的安全可靠性也大大提高，所以在线式不间断电源是一种PLC控制系统的理想电源.2.2 正确敷设线缆，防止信号互侵不管是接地原因引起的干扰还是外部非工作信号侵入引起的干扰，归根到底多数原因都是线缆没有正确的敷设和接地引起的.通常为抑制在电源侧及输入、输出侧的干扰，可以采用专用地线.良好的接地方式可在很大程度保证信号采集的正确性，能有效的防止外部干扰侵入，提高PLC控制系统的抗干扰能力.在工作现场环境中为了减少供电线路尤其是动力线路产生的信号干扰，例如变频器装置馈电线路的干扰，大多采用了有铜带铠装屏蔽层的电力电缆，以减少干扰. 工作现场应按传送信号的种类来分别敷设电缆，不同类型的信号由不同的电力电缆传输，避免动力电缆与信号线缆因靠的太近或平行敷设而造成干扰，同一电缆的不同导线部分严禁用来分别传送动力和弱电信号，以减少电磁干扰.另外，各条线缆也要分类可靠接地，并且满足接地电阻的需求.2.3 硬件滤波选用品能优良的电源、隔离性能较好的电气设备，动力线和信号线合理走线，能解决干扰，但对于大型的设备比较繁琐，工作现场也往往不易操作并且成本很高.所以在实际工作中一般利用信号隔离器滤波器来解决此种情况的干扰问题.在信号输送到处理器之前，可以在信号线与地之间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极之间加装硬件滤波器来减少差模干扰.硬件滤波器其滤波工作过程中最主要的功能就是信号转换与调制解调.信号隔离器首先将PLC准备接收的信号，通过半导体元件调制转换，将电信号调制成磁或光信号，通过磁感或光感元件进行转换，并在此过程中对非工作信号进行隔离，然后再进行解调变换回隔离前工作需要的原信号.保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立.减少下级的控制回路中公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰，消弱环境噪声对测试电路的影响.在有干扰的地方，输入端和输出端中间加上信号隔离器，就可有效解决干扰问题.另外加装继电器，节点信号经继电器隔离转换后送至PLC，也可有效滤除干扰.2.4 软件抗干扰虽然在PLC控制系统中采用了硬件抗干扰措施，但由于干扰信号产生的复杂性和随机性，很难保证系统完全不受外界干扰.因此可以在实施硬件抗干扰措施的基础上，设计PLC程序和组态时使用软件滤波措施加以补充.软件滤波抗干扰方法简单、灵活方便、成本低.例如：为克服因偶然因素引起的脉冲干扰多用两次采样允许的最大偏差值的限幅滤波法或连续采样取中间值的中位值滤波法以及算术平均滤波法；如需要针对周期性干扰采用递推平均滤波法或一阶滞后滤波法等；另外，还有将每次采样值与当前有效值比较的消抖滤波法等等.下面先简单介绍一个简单的滤波程序.假设有一系统，系统启动后,每隔10秒将数据寄存器D5～D1中的数据分别移到数据寄存器D105～D101之中,求D105～D101的平均值并存入寄存器D50中. LD X00 //系统启动ANI T0OUT T0 K100 //十秒移数据LDP T0BMOV D1 D101 K5 //数据批量传送LD X00MEAN D101 D50 K5 //求平均值下面举例说明采用三菱FX2n系列PLC基于限幅和平均滤波电磁控制站中的软件抗干扰程序.对应部分程序如下：LD M8000FROM K0 K10 D80 K12 \10个取样数据读入LD M111SFWR D80 D49 K10 \限幅、平均滤波LD M8000MEAN D50 D40 K10 \求平均，将结果放入D40SUB D50 D40 D60………………………略SUB D59 D40 D69MUL D60 D60 D70 \计算差值平方………………………略MUL D69 D69 D88DMEAN D70 D90 K10 \计算差均平方DMUL D10 K10 D92DDIV D92 K5 D94SQR D94 D30 \差均平方放入D30DMUL D30 K3 D100DSUB D40 D100 D102DADD D40 D100 D104ZCP D102 D104 D116 M110 \剔除干扰注：寄存器D40存放幅值，寄存器D30存放一系列采样数值正态分布的均方差，辅助继电器M110实现范围判断，将合格的数据输送到PLC数据列.说明：本程序初始化后，先从A/D模块中读入10个初始数据，计算出幅值和正态分布的均方差，再判断新的采集数据是否符合相应的数理统计规律的区间，如是，则替换数列第一个数据，如非，剔除.如此循环.PLC 控制系统的干扰的出现具有随机性和复杂性，因此在实际工作的过程中应综合考虑各方面可能的因素，具体问题具体分析，采取适当的方法，从而合理有效地抑制干扰，才能够使 PLC 控制系统正常可靠的工作.参考文献：[1]吴舒翰,陈梅.西门子PLC控制系统抗干扰分析[C]．第六届全国信息获取与处理学术会议论文集，2008 .[2]张羽,王晨.关于PLC控制系统性能的探究[J]．信息与电脑(理论版)，2011(01).[3]陈治国,邓先明．煤矿供电综合自动系统的容错技术[J]．煤矿安全，2007(10).[4]汤朝霞,黄伟.PLC控制系统抗电磁干扰设计[J]．工业控制计算机，2009(12).。
PLC控制系统抗干扰的措施及方法摘要：介绍PLC控制系统在不同的工业环境中受到来自系统本身(包含PLC硬件及软件)以及外界(包含空间辐射电磁场、电源、信号线、接地等)的干扰；并且通过分析产生干扰的原因，提出了解决主要抗干扰措施。
关键词：PLC；控制系统；干扰类型随着科学技术的发展，PLC作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置，因为其本身的高可靠性、允许在较为恶劣的环境下工作而在自动控制领域中得到广泛应用。
由于受到现场条件所限，工业控制系统的各类PLC大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，电磁干扰极其严重，对PLC控制系统可靠运行极其不利，因此，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求使用部门在工程设计、安装调试和运行维护过程中采取抗干扰措施，双方配合才能妥善解决问题，有效增强系统的抗干扰性能。
因此，研究PLC控制系统干扰信号的来源、成因及抑制措施，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。
一、提高PLC硬件抗干扰能力在选择设备时，首先要选择有高效抗干扰能力的产品，其中包括了电磁兼容性。
尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能较好的PLC系统；监控信号在接入PLC前，在信号线与地之间并接电容，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。
；另外要考察其在类似工作环境中的应用实绩。
在选择国外进口产品要注意：我国是采用220 V高内阻电网制式，而欧美地区是110 V低内阻电网制式。
由于我国电网内阻大，零点电位漂移大，地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上，对系统抗干扰性能要求更高，在国外能正常工作的PLC产品在国内不一定能可靠运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准(GB/T13926)合理选择。
另外，在干扰多的场合，安装在控制对象侧的I/0模块要使用绝缘型的I/0模块；在干扰相对较小的场合，可使用非绝缘型的I/O模块。
控制系统干扰基本处理V1.0目录前言 (2)第一章PLC系统干扰的解决办法 (3)一、信号隔离 (3)1.2脉冲变压器隔离 (3)1.3继电器隔离 (4)1.4布线隔离 (4)二、供电系统的隔离 (5)1.5交流供电系统的隔离 (5)1.6．直流供电系统的隔离 (6)第二章伺服系统干扰问题的解决方法 (7)一、伺服干扰的主要途径 (7)（1）来自空间的辐射干扰 (7)（2）来自系统配线的传导干扰 (7)二、解决办法 (7)2.1电气控制柜的设计和安装 (7)2.2电源部分考虑动力变压器选用 (7)2.3接地部分考虑 (8)2.4强电功率线屏蔽层处理 (8)2.5信号线屏蔽层处理 (8)2.6滤波处理 (9)EMI电磁滤波器的使用注意事项 (10)三、感应电及EMI干扰 (11)3.1现象 (11)3.2伺服系统感应电测量 (11)3.3伺服系统感应电及EMI干扰问题解决 (12)前言一般工业控制系统既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分。
为了使两者之间既保持控制信号联系，又要隔绝电气方面的联系，即实行弱电和强电隔离，是保证系统工作稳定，设备与操作人员安全的重要措施。
电气隔离目的之一是从电路上把干扰源和易干扰的部分隔离开来，从而达到隔离现场干扰的目的。
第一章PLC系统干扰的解决办法一、信号隔离信号的隔离目的之一是把引进的干扰通道切断，使测控装置与现场仅保持信号联系，不直接发生电的联系。
工控装置与现场信号之间常用的隔离方式有光电隔离、脉冲变压器隔离、继电器隔离和布线隔离等。
1.1光电隔离光电隔离是由光电耦合器件来完成的。
其输入端配置发光源，输出端配置受光器，因而输入和输出在电气上是完全隔离的。
由于光电耦合器的输入阻抗（100Ω～1kΩ）与一般干扰源的阻抗（105～106Ω）相比较小，因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小，它所能提供的电流并不大，不易使半导体二极管发光。
另外光电耦合器的隔离电阻很大（约1012Ω）、隔离电容很小（约几个pF），所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰，被控设备的各种干扰很难反馈到输入系统。
光电耦合器把输入信号与内部电路隔离开来，或者是把内部输出信号与外部电路隔离开来，如图1所示。
开关量输入电路接入光电耦合器后，由于光电耦合器的隔离作用，使夹杂在输入开关量中的各种干扰脉冲都被挡在输入回路的一侧。
由于光电耦合器不是将输入侧和输出侧的电信号进行直接耦合，而是以光为媒介进行耦合，具有较高的电气隔离和抗干扰能力。
目前，大多数光电耦合器件的隔离电压都在2.5kV以上，有些器件达到了8kV，既有高压大电流大功率光电耦合器件，又有高速高频光电耦合器件（频率高达10MHz）。
常用的器件如4N25，其隔离电压为5.3kV；6N137，其隔离电压为3kV，频率在10MHz以上。
1.2脉冲变压器隔离脉冲变压器的匝数较少，而且一次绕组和二次绕组分别绕于铁氧体磁芯的两侧，这种工艺使得它的分布电容特小，仅为几个pF，所以可作为脉冲信号的隔离元件。
脉冲变压器传递输入、输出脉冲信号时，不传递直流分量，PLC使用的数字量信号输入／输出的控制设备不要求传递直流分量，因而在工控系统中得到了广泛的应用。
图2是脉冲变压器的应用实例。
电路的外部信号经RC滤波电路和双向稳压管抑制差模噪声干扰，然后输入脉冲变压器的一次侧。
为了防止过高的对称信号击穿电路元件，脉冲变压器的二次侧输出电压被稳压管限幅后进入测控系统内部。
一般地说，脉冲变压器的信号传递频率在1kHz～1MHz之间，新型的高频脉冲变压器的传递频率可达到10MHz。
1.3继电器隔离继电器的线圈和触点没有电气上的联系，因此，可利用继电器的线圈接受信号，利用触点发送和输出控制信号，从而避免强电和弱电信号之间的直接接触，实现了抗干扰隔离。
图3是继电器输出隔离的实例示意图。
在该电路中，通过继电器把低压直流与高压交流隔离开来，使高压交流侧的干扰无法进入低压直流侧。
1.4布线隔离将微弱信号电路与易产生噪声污染的电路分开布线，最基本的要求是信号线路必须和强电控制线路、电源线路分开走线，而且相互间要保持一定的距离。
配线时应区别分开交流线、直流稳压电源线、数字信号线、模拟信号线、感性负载驱动线等。
配线间隔越大，配线越短，则噪声影响越小。
但是，实际设备的内外空间是有限的，配线间隔不可能太大，只要能维持最低限度的间隔距离便可。
二、供电系统的隔离采用1∶1隔离变压器供电是传统的抗干扰措施，对电网尖峰脉冲干扰有很好的效果。
图4是典型的隔离变压器原理图。
它抗干扰的原理是一次侧对高频干扰呈现很高的阻抗，而位于一次、二次绕组之间的金属屏蔽层又阻隔了一、二次侧所产生的分布电容，因此一次绕组只有对屏蔽层的分布电容存在，高频干扰通过这个分布电容而被旁路入地。
1∶1隔变效果的好坏，往往取决于屏蔽层的工艺。
最好选用0.2mm厚的纯铜板材，一次侧、二次侧各加一个屏蔽层。
通常，一次侧的屏蔽层通过一个电容器与二次侧的屏蔽层接到一起，再接到二次侧的地上。
也可以一次侧的屏蔽层接一次侧的地线，二次侧的屏蔽层接二次侧的地线。
并且接地引线的截面积也要大一些好。
1∶1隔变还有效地隔离了接地环路的共模干扰。
1.5交流供电系统的隔离由于交流电网中存在着大量的谐波、雷击浪涌、高频干扰等噪声，所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备，都应采取抑制来自交流电源干扰的措施。
采用电源隔离变压器，可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。
但是，普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用，这是因为，虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的，能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧，有隔离作用。
然而，由于分布电容（绕组与铁心之间、绕组之间、层匝之间和引线之间）的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。
为了抑制噪声，必须在绕组间加屏蔽层，这样就能有效地抑制噪声，消除干扰，提高设备的电磁兼容性。
图5a、5b所示为不加屏蔽层和加屏蔽层的隔离变压器分布电容的情况。
在图5a中，隔离变压器不加屏蔽层，C12是一次侧和二次侧之间的分布电容，在共模电压U1C的作用下，二次绕组所耦合的共模噪声电压为U2C，C2E是二次侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压U2C为：U2C＝U1C C12／（C12＋C2E）在图5b中，隔离变压器加屏蔽层，其中C10、C20分别代表一次侧和二次侧对屏蔽层的分布电容，Z E是屏蔽层的对地阻抗，C2E是二次侧的对地电容，则从图可知二次侧的共模噪声电压U2C为：U2C＝〔U1C Z E／（Z E＋1/jωC10）〕〔C2E/（C20＋C2E）〕由于C2是屏蔽层的对地阻抗，在低频范围内，Z E<<（1/jωC10），所以U2C→0。
由此可见，采取屏蔽措施后，通过隔离变压器的共模噪声电压被大大地削弱了。
图6所示为交流电源抗干扰的综合方案。
为了将测控系统和供电电网电源隔离开，消除因公共电阻引起的耦合，减少负载波动的影响，同时也为了安全，常常在电源变压器和低通滤波器之前增加一个1∶1的隔离变压器。
目前市场上已有专门抑制噪声的隔离变压器（简称NCT），这是一种绕组和变压器整体都有屏蔽层的多层屏蔽变压器。
这类变压器的结构，铁心材料、形状及其线圈位置都比较特殊，它可以切断高频噪声漏磁通和绕组的交链，从而使差模噪声不易感应到二次侧，故这种变压器既能切断共模噪声电压，又能切断差模噪声电压，是比较理想的隔离变压器。
1.6．直流供电系统的隔离当控制装置和电子电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时，它们各自的直流供电电源间也应该相互隔离，其隔离方式如下：第一种是在交流侧使用隔离变压器，如图7a所示；第二种是使用直流电压隔离器（即DC／DC变换器），如图7b所示。
采用了电气隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。
第二章伺服系统干扰问题的解决方法一、伺服干扰的主要途径（1）来自空间的辐射干扰对付辐射干扰最为有效的措施就是金属屏蔽。
（2）来自系统配线的传导干扰对付传导干扰的有效措施就是采用电源滤波器、隔离电源、屏蔽电缆、以及合理和可靠的接地来解决问题。
理和可靠的接地来解决问题。
二、解决办法2.1电气控制柜的设计和安装电柜设计必须使用金属材料，在电柜设计时要根据EMC的区域原则合理布局。
将不同的设备规划在不同的区域中，伺服放大器或者变频器尽量靠近安装在柜子的底部，使用接地金属隔离板将区域隔离或者独立安装在金属电柜中，远离PLC等其它电磁干扰小的电气组件。
在金属电柜中电气元器件的安装要根据其安装的要求预留空间，以保证良好的通风和散热，不要阻挡风扇的正常流通。
2.1.1电柜布线电柜中的布线应强弱分开，信号线和动力线要分开走线，24VDC以下规格电缆共享同一个电缆槽。
为避免功率损耗，减少干扰，变频器和伺服驱动器单元到电机动力电缆应使用金属屏蔽层的电缆，且电缆线应该尽量短。
电缆的屏蔽层的电导至少是U/V/W相导线线芯电导的1/10。
电机电缆和其它电缆长距离最小为500mm，应避免长距离平行走线，交叉走线，当控制电缆和电源电缆交叉，应保证90°交叉，同时必须用金属夹子将电缆屏蔽层固定在安装板上。
电柜通风开孔要使用密集金属网格，切口越小越好。
因为狭孔可能在电柜中传导辐射高频信号。
电柜的柜门和电缆的进线口要可靠接地，避免电柜内部的干扰磁场通过屏蔽电缆泄漏出去。
柜门要使用有传导性的密封垫，紧贴柜体。
这些措施在放电加工设备尤为重要。
AC接触器和DC继电器安装要远离I/O部件和信号电缆，并且要使用正确的RC抑制组件和飞轮二极管（续流二极管），减少线圈吸合时噪音污染。
2.2电源部分考虑动力变压器选用伺服系统在1.5KW以下，支持单相AC220V电源输入。
但2KW～7.5KW，就需要AC380/AC220三相动力变压器来提供动力电源。
变压器的隔离在一定程度上也提高了设备的抗干扰能力，对于金属切削加工设备，建议使用三相AC220V动力变压器，因为这样可以减小变压器的容量，一般选择驱动器功率总的1.5~2倍以减少用户电网的波动对加工效果的影响。
当变压器容量不足时，变压器会发热，会影响电机扭力的平稳输出。
除提供伺服系统的动力变压器外，设备可能还需要使用单相AC220V提供上位机工作，如PLC。
我们建议客户增加一台独立的AC220V控制变压器的来提供控制电源，不要和驱动器动力部分使用同一个AC220V电源,因为伺服驱动器产生的噪音有可能会影响PLC的工作。
对于直流DC开关稳压电源可以提供I/O 模组工作或者外部传感器的工作电源，使用这个电源时要考虑足够的容量，至少留有20%的余量。
同时DC电源要有足够的抗冲击能力，以保证负载突变时，维持一个稳定的电压输出，要求变化率不能大于5%。
