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PLC控制系统的抗干扰分析及措施

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Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ・自动化控制　ＰＬＣ控制系统的抗干扰分析及措施　

【关键词】ＰＬＣ控制系统抗干扰可靠性安　全性　ＰＬＣ控制系统是实现工业生产自动化的　基础与关键，而ＰＬＣ的可靠性往往决定着工　业生产设备运作的合理性和安全性，从而影响　着工业生产的生产效率和生产人员在工作时的　生命财产保障程度。在ＰＬＣ可靠性的影响因　素中，电磁干扰是其中干扰程度最强且最常见　的因素。因此，提高ＰＬＣ的抗干扰性能就是　确保整个控制系统可以安全、可靠地运行的关　键。　１　ＰＬＯ控制系统电磁干扰源的主要类型　在工业生产中，电磁干扰是工业设备最　大的干扰源，其形成的原因可分为自然和人为　两种。自然因素主要有来自大气层内或宇宙的　噪声以及周围物质的静电放电，这种电磁干扰　一般属于低频，其造成干扰的对象主要有通信、　广播等电波，从而损坏设备中的半导体器件。　而人为因素主要有设备周边的电气、电子设备　所发出的电磁干扰，由于其通常比较高频，因　此是ＰＬＣ最主要的干扰源。　电磁干扰的种类有很多，根据干扰模式　的不同，可分为差模干扰和共模干扰。差模干　扰存在于三相电路中的中线与相线之间，作为　干扰电压对信号正、负两端之间进行干扰，其　干扰特点是相位相反、幅度相同；而共模干扰　则存在于三相电路中的两条信号线之间，对信　号输入接口的信号进行干扰，其干扰特点是相　位和幅度都相同。这两者加载到ＰＬＣ的信号　时，就会对ＰＬＣ的控制与测量造成直接的影响。　文／汪洁　而在ＰＬＣ控制系统的工作现场，ＰＬＣ会同时　受到其自身和周边设备所产生的共模干扰、差　模干扰对其信号和电压产生干扰。由于这些电　磁干扰源会在很大程度上对ＰＬＣ控制系统控　制、测量的可靠性产生影响，因此对它们采取　有效的抗干扰措施是势在必行的。　２针对不同电磁干扰源采取相应的措施　ＰＬＣ控制系统所处的工作现场中电磁环　境极其复杂，电磁干扰种类多且无孔不入，因　此我们在对ＰＬＣ采取抗干扰措施时，必须要　对ＰＬＣ控制系统的设计、安装、使用以及维　护全过程进行周密的考虑，对每个步骤分别采　取有针对性的抗干扰措施，以便使ＰＬＣ受干　扰电磁源的干扰程度尽可能降到最低。以下就　列举几种不同的ＰＣＬ电磁干扰源以及对其采　取的抗干扰措施：　２．１　ＰＬＣ控制系统自身产生的电磁干扰　由于ＰＬＣ控制系统是由众多电气元件和　电路相互组成的，所以其自身不可避免地会产　生出电磁辐射，其中常见的有元件之间或元件　与电路之间的不合理设计导致产生的辐射以及　逻辑电路辐射等。但是不可避免不等于可以放　任不管，我们可以采取的唯一办法就是选取具　有优质抗干扰能力的元件和电路材料，确保器　件的电磁兼容性能较强，尽量选取运用了最新　抗干扰技术的产品，而且在器件安装使用之前　要对器件的各项指标进行全面的检测，着重检　测抗信号干扰能力、耐压能力、产生磁场强度　以及耐电磁干扰能力等与抗干扰性能相关的因　素。　２．２　ＰＬＣ控制系统的工作电源所导入的电磁干　扰　工作电源是ＰＬＣ控制系统中的主要电磁　干扰导入来源，导入的途径有ＰＬＣ的供电电源、　变送电电源，还有与ＰＬＣ所用的测量、控制　仪器的供电电源等。我们可以通过在ＰＬＣ控　制系统的设计时选取抗干扰能力、隔离干扰性　能较佳的电源产品，以减少电磁干扰从供电电　源处的导入。而对于变送电设备以及测量、控　制仪器的电源，则应选择干扰抑制带大、隔离　和屏蔽电磁干扰性能好的电源型号。除此之外，　为了进一步有效地提高电源的抗干扰性能和供　电安全性能，应选取持续供电的在线式ｕｐｓ电　源为ＰＬＣ控制系统供电，它可以在ＰＬＣ控制　系统自身方面加强对电源导入干扰的抗干扰、　隔离性能。　２．３信号线导人的电磁干扰　我们可以从三方面采取措施以抵御从信　号线导人的电磁干扰：　（１）在三相电路信号　线的选取时，应根据不同信号对抗干扰性能的　需要选取最合适的线缆作为信号传输，做好每　条信号线之间对电磁干扰的隔离、屏蔽工作，　同时在线缆铺设时，应尽可能避免对信号线与　动力电缆处于同一水平线上；　（２）对电路进　行全面的抗干扰设计，例如为了降低电路中的　差模干扰，可以在信号的正、负两端设置滤波　器；而为了降低电路中的共模干扰，则可以将　并接电容设置在接地线和信号线之间；　（３）　在ＰＬＣ控制系统的系统设计时也可以做到抗　干扰，例如将滤波方式转换成数字滤波方式，　以达到降低电磁干扰的周期性频率的目的，也　可以通过动态零点技术的使用，以减少由电位　漂移所产生的电磁干扰。　总而言之，对ＰＬＣ控制系统进行抗干　扰设计是保证ＰＬＣ正常运作的重要工作，而　ＰＬＣ控制系统自身或ＰＬＣ周围设备所产生的　电磁干扰的产生往往是不可避免的，那么我们　只有从合理ＰＬＣ的电路设计、选用优质的抗　干扰材料以及运用其他外部方式全面、有效地　加强ＰＬＣ自身整体对电磁干扰的抵抗能力，　这样才能真正地为ＰＬＣ的可靠性和安全性提　供保障。　参考文献　［１］姜宏亮．浅谈ＰＬＣ应用中的抗干扰问题　［Ｊ】．科技创新导报，２　０１　０（１０）．　［２］　李伟，陈豪杰．用ＰＬＣ组态软件消　除干扰的方法解析…Ｊ．科技致富向　导，２　０１ｌ（２　３）．　【３】　曾海洋，张玉成，朱启伟，郭攀峰．ＥＭＩ　滤波器技术在开关电源中的应用与研究　［Ｊ］．电源学报，２Ｏ１　２（１）．　作者单位　黄冈职业技术学院湖北省黄冈市４　３８０００　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ

ｎｇ电子技术与软件工程・５７

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简谈PLC控制系统抗干扰方法

简谈PLC控制系统抗干扰方法

工程技术　计算机光盘软件与应用　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ＣＤ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎｓ　２０１１年第１９期　

简谈ＰＬＣ控制系统抗干扰方法　

邹　绚　（徐州师范大学电气工程及其自动化学院，江苏徐州２２１０００）　

摘要：针对ＰＬＣ控制系统的特点，从硬件设备本身、电源、端子、接地、软件编程等环节探讨ＰＬＣ控制系统抗干　扰性的方法，阐述提高控制系统可靠性的几种主要措施。　关键词：ＰＬＣ控制系统；干扰；改进；措施　中图分类号：ＴＰ３９１．８　文献标识码：Ａ　文章鳊号：１００７－９５９９（２０１１）１９—００２８—０２　

Ｂｒｉｅｆ　Ｔａｌｋｉｎｇ　ａｂｏｕｔ　ＰＬＣ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ａｎｔｉ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　

ＺＯＵＸｕａｒｌ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｘｕｚｈｏｕ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｕｚｈｏｕ　２２１　０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓ￣ｔｅｍ，ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｉｔｓｅｌｆ，ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ，ｔｅｒｍｉｎａｌｓ，ｇｒｏｕｎｄ，ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｌｉｎｋ　ｏｆ　ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｔｉ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｓｏｍｅ　ｍａｉｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

一、引言　在现代化的生产过程控制中，相当大的一部分采用的是ＰＬＣ　控制，原因是ＰＬＣ控制系统具有高速计数，中断技术，ＰＩＤ（比例，　积分，微分）控制等功能，联网通信能力也得到了加强，这些都　使得可编程序控制器的应用范围不断扩大。在工厂自动化程度飞　速提高的现代。ＰＬＣ的多功能为工业控制打开了方便之门。同时　ＰＬＣ控制系统本身设计也是为应对复杂的工业现场环境，因此广　受各类现代工厂的喜爱。但是各类工厂生产环境不同，不同地区　温度湿度等气候条件复杂多变。这些都是影响ＰＬＣ控制系统可靠　性的因素。而ＰＬＣ控制系统的可靠性直接影响到工厂的安全生产　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。要提高ＰＬＣ控制系统的可靠性，一方面要求ＰＬＣ生产厂家提　高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计，安装施工和使　

PLC的抗干扰与可靠性分析

PLC的抗干扰与可靠性分析

PLC的抗干扰与可靠性分析

摘要：目前PLC广泛应用于工业控制的各个领域,其可靠性直接影响到企业的安全生产和系统的稳定运行，因此讨论其可靠性是非常必要的。PLC的抗干扰能力是影响PLC可靠性的关键因素,本文通过对PLC的抗干扰分析,探讨了提高控制系统可靠性的措施。

关键词：PLC 可靠性 抗干扰

Anti-jamming and reliability analysis of PLC

Abstract:at present,PLC is widely applied to every field of industrial

control,its reliability directly affects the stable operation of production

safety and the system of the enterprise,so it is very necessary to discuss

its reliability.PLC anti-interference ability is a key factor affecting the

reliability of PLC,this paper through the analysis on the anti-interference

of PLC,discusses how to improve control system reliability measures.

Key Words:PLC;Reliability;Anti-interference

可编程控制器，简称PLC，是一种高效的工业现场控制设备。伴随着PLC技术的快速发展，它在工业控制领域的应用也越来越广泛，应用环境越来越复杂，随时都受到来自各个方面的干扰且不断变化。尽管PLC在设计制造时已经采取了很多措施使它适应工业环境，但在面对恶劣的工作条件时，为了确保整个系统可靠运行，还必须采取必要的抗干扰措施。

PLC控制系统干扰分析及对策

PLC控制系统干扰分析及对策

ＰＬＣ控制系统干扰分析及对策　郭　成　牟红霞　王仁波　（济南铁道职业技术学院，济南２５００１３）　摘要：通过综合分析了ＰＬＣ系统现场应用时的干扰来源和干扰的途径，提出消除或减少干扰源、合　理接地、消除空间辐射干扰等抑制干扰、利用软件保证ＰＬＣ系统稳定运行的对策。　关键词：ＰＬＣ干扰类型干扰来源对策　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｔｏ　ＰＬＣ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＧＵＯ　Ｃｈｅｎｇ，ＭＵ　Ｈｏｎｇｘｉａ，ＷＡＮＧ　Ｒｅｎｂｏ　（Ｊｉｎａｎ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｊｉｎａｎ　２５００１３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ａｎｄ　ｍｕｔｅｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｗｈｅｎ　ＰＬＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｗｏｒｋ　ｆｉｅｌｄ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ　ｏｒ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ，ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ　ｓｐａｃｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ，ＵＳ—　ｉｎｇ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｅｔｃ．，ｔｈｅｓｅ　ａｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ＰＬＣ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｍｎ　ｓｔａｂｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄ：ＰＬＣ，Ｔｙｐｅｓ　ｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，Ｃａｕｓｅｓ　ｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　可编程控制器ＰＬＣ是一种新型的通用自动化　控制装置，作为工业控制领域的核心控制器，随着　工业设备自动化控制技术的发展，在工业设备控制　中的应用越来越广泛。可编程控制器ＰＬＣ具有控制　功能强、编程简单、使用灵活方便、易于扩展等优　点。ＰＬＣ控制系统的可靠性直接影响到企业的安全　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。ＰＬＣ中采用了高集成度的微　电子器件可靠性高，但由于使用时工业生产现场的　工作环境恶劣，如大功率用电设备的起动或停止引　起电网电压的波动形成低频干扰和电磁辐射等恶　劣电磁环境，大大降低了ＰＬＣ控制系统的可靠性。　为了确保整个系统稳定可靠，除ＰＬＣ生产厂家要提　高设备的抗干扰能力；还要求应用部门分析干扰　源，采取必要的抗干扰措施，保证ＰＬＣ控制系统的　可靠性。　１电磁干扰的类型　影响ＰＬＣ控制系统的干扰源大都产生在电流　或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位　就是干扰源。　干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模　式和噪声波形性质来划分。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，可分为持续噪声、偶发噪声　等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干　扰。　共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串　人、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共　态电压迭加所形成。共模电压通过不对称电路可转　换成差模电压，影响测控信号，造成元器件损坏。差　模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，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，这种干扰叠加在信号上，直接影　响控制精度。　２电磁干扰的主要来源和途径　２．１来自空间的辐射干扰　空间辐射电磁场主要来自现场动力线路、电气　设备的暂态过程、雷电、无线信号、高频感应加热设　备等，与现场设备布置及设备所产生的电磁场有关。　ＰＬＣ系统受到的辐射干扰，主要通过两条路径：一是　对ＰＬＣ通信网络的辐射，由通信线路感应引入干　扰；二是直接对ＰＬＣ内部的辐射，由电路感应产生　干扰。　２．２来自电源的传导干扰　ＰＬＣ电源通常采用隔离电源，但因其机构及制　

可编程序控制系统的干扰源及抗干扰措施浅析

可编程序控制系统的干扰源及抗干扰措施浅析

可编程序控制系统的干扰源及抗干扰措施浅析

【摘要】可编程序控制系统即PLC的稳定性对工业的安全生产及经济的正常运行起着至关重要的作用。本文在简要阐明PLC控制系统干扰来源的基础上，重点分析了电磁干扰对PLC控制系统的影响，并且对抗电磁干扰这一难题提出了切实可行的解决措施。

【关键词】PLC控制系统；稳定性；干扰源

引言

在冶金行业之中，PLC控制设备通常情况下会被配置在强电电路、强电设施所共同构成的相对比较恶劣的电磁环境里面，在这样的环境之中，PLC控制系统很容易受到各种各样工业性电磁辐射的影响，因此，只有切实提升PLC控制系统的抗干扰水平，在系统结构设计、设施配置、系统维修过程中运用高效可行的方法，才可以提升PLC控制系统的安全性、可靠性。

1、电磁干扰的具体种类及其可能会造成的影响

对PLC控制系统容易造成影响的干扰源一般都会出现在电流以及电压变化特别突出的位置，电荷可能会出现强烈波动的位置实际上就是干扰源头。根据噪声出现缘由的不同，可以将具体的干扰种类分成如下几种：放电产生的噪声、高频振动产生的噪声、浪涌产生的噪声等；根据噪声具体性质以及波形的不一样，可以将噪声分成持续性的噪声、偶然发生的噪声等；根据噪声干扰的方式方法的差异，可以将噪声分为共模的噪声和差模的噪声等。

虽然干扰种类按不同缘由有多种分法，但目前普遍认为共模干扰和差模干扰是一种比较科学合理的分类方式。对共模干扰而言，它主要是由干扰电压与信号电压产生共振所致。这里的干扰电压主要包括周围电线的错误串联、地电位差以及大气层中电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。由于共模电流会对周围的电路产生很强的辐射干扰，故其产生的共模电压相对较大，尤其是对于绝缘性能较差的配电器供电来说，由于较高的共模电压的存在，造成变送器输出的信号不稳定。据有关报道指出，该共模电压有时可高达130V。此外，由于不完全对称电路的影响，使得共模电压极易转化为差模电压，不仅损坏其中的某些构件，尤其是I/O模件的损坏大部分都是由此引发的，而且使测控信号受到极大的影响。上述共模干扰的电流既可以使直流电，也可以是交流电。与此相反，差模干扰主要由空间电磁场在信号间耦合感应及不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种电压直接叠加在信号上，直接影响测量和控制精度。