剖析了電磁攪擾及其對PLC操控體系攪擾機(jī)制，指出工程運(yùn)用時(shí)有必要?dú)w納考慮操控體系抗攪擾功能，并結(jié)合工程提出了幾種有用抗攪擾辦法。

1 概述

科學(xué)技能發(fā)展，PLC工業(yè)操控中運(yùn)用越來越廣泛。PLC操控體系牢靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)安全出產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，體系抗攪擾才干是關(guān)系到整個體系牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)鍵。自動化體系中所運(yùn)用各品種型PLC，有是會集設(shè)備操控室，有是設(shè)備出產(chǎn)現(xiàn)場和各電機(jī)設(shè)備上，它們大多處強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所構(gòu)成惡劣電磁環(huán)境中。要進(jìn)步PLC操控體系牢靠性，要求PLC出產(chǎn)廠家用進(jìn)步設(shè)備抗攪擾才干；另，要求工程規(guī)劃、設(shè)備施工和運(yùn)用保護(hù)中引起高度注重，多方合作才干完善處理問題，有用增強(qiáng)體系抗攪擾功能。

2 電磁攪擾源及對體系攪擾

2.1 攪擾源及攪擾一般分類

影響PLC操控體系攪擾源與一般影響工業(yè)操控設(shè)備攪擾源一樣，大都發(fā)作電流或電壓劇烈改動部位，這些電荷劇烈移動部位就是噪聲源，即攪擾源。

攪擾類型一般按攪擾發(fā)作原因、噪聲攪擾形式和噪聲波形性質(zhì)不同劃分。其間：按噪聲發(fā)作原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲波形、性質(zhì)不同，分為繼續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲攪擾形式不同，分為共模攪擾和差模攪擾。共模攪擾和差模攪擾是一種比較常用分類辦法。共模攪擾是信號對電位差，首要由電網(wǎng)串入、電位差及空間電磁輻射信號線上感應(yīng)共態(tài)（同方向）電壓迭加所構(gòu)成。共模電壓較大，特別是選用阻隔功能差配電器供電室，變送器輸出信號共模電壓遍及較高，有可高達(dá)130V以上。共模電壓不對稱電路可變換成差模電壓，直接影響測控信號，形成元器件損壞（這就是一些體系I/O模件損壞率較高首要原因），這種共模攪擾可為直流、亦可為溝通。差模攪擾是指作用于信號南北極間攪擾電壓，首要由空間電磁場信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路變換共模攪擾所構(gòu)成電壓，這種讓直接疊加信號上，直接影響丈量與操控精度。

2.2 PLC操控體系中電磁攪擾首要來歷

2.2.1 來自空間輻射干攪擾

空間輻射電磁場（EMI）主由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等發(fā)作，一般稱為輻射攪擾，其散布極為雜亂。若PLC體系置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射攪擾，其影響首要兩條途徑：一是直接對PLC內(nèi)部輻射，由電路感應(yīng)發(fā)作攪擾；對PLC通訊內(nèi)網(wǎng)絡(luò)輻射，由通訊線路感應(yīng)引進(jìn)攪擾。輻射攪擾與現(xiàn)場設(shè)備安置及設(shè)備所發(fā)作電磁場巨細(xì)，特別是頻率有關(guān)，一般設(shè)置屏蔽電纜和PLC部分屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

2.2.2 來自體系外引線攪擾

首要電源和信號線引進(jìn)，一般稱為傳導(dǎo)攪擾。這種攪擾我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)峻。

（1）來自電源攪擾

實(shí)踐證明，因電源引進(jìn)攪擾形成PLC操控體系故障狀況很多，筆者某工程調(diào)試中遇到過，后更換阻隔功能更高PLC電源，問題才到處理。

PLC體系正常供電電源均由電網(wǎng)供電。電網(wǎng)掩蓋規(guī)模廣，它將遭到一切空間電磁攪擾而線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部改動，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動設(shè)備引起諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都輸電線路傳到電源原邊。PLC電源一般選用阻隔電源，但其組織及制作工藝要素使其阻隔性并不抱負(fù)。實(shí)際上，散布參數(shù)特別是散布電容存，肯定阻隔是不可能。

（2）來自信號線引進(jìn)攪擾

與PLC操控體系銜接各類信號傳輸線，傳輸有用各類信息之外，總會有外部攪擾信號侵入。此攪擾首要有兩種途徑：一是變送器供電電源或共用信號外表供電電源串入電網(wǎng)攪擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)攪擾，即信號線上外部感應(yīng)攪擾，這是很嚴(yán)峻。由信號引進(jìn)攪擾會引起I/O信號作業(yè)反常和丈量精度大大下降，嚴(yán)峻時(shí)將引起元器件損害。阻隔功能差體系，還將導(dǎo)致信號間互相攪擾，引起共體系總線回流，形成邏輯數(shù)據(jù)改動、誤動和死機(jī)。PLC操控體系因信號引進(jìn)攪擾形成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)峻，由此引起體系故障狀況也很多。

（3）來自接體系紊亂時(shí)攪擾

接是進(jìn)步電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）有用手法之一。正確接，既能按捺電磁攪擾影響，又能按捺設(shè)備向外宣布攪擾；而過錯接，會引進(jìn)嚴(yán)峻攪擾信號，使PLC體系將無法正常作業(yè)。

PLC操控體系線包含體系、屏蔽、溝通和保護(hù)等。接體系紊亂對PLC體系攪擾主各個接點(diǎn)電位散布不均，不同接點(diǎn)間存電位差，引起環(huán)路電流，影響體系正常作業(yè)。例如電纜屏蔽層有必要一點(diǎn)接，電纜屏蔽層兩頭A、B都接，就存電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)作反常狀況如雷擊時(shí)，線電流將更大。

此外，屏蔽層、接線和大有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，改動磁場作用下，屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應(yīng)電流，屏蔽層與芯線之間耦合，攪擾信號回路。若體系它接處理紊亂，所發(fā)作環(huán)流就可能線上發(fā)作不等電位散布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路正常作業(yè)。PLC作業(yè)邏輯電壓攪擾容限較低，邏輯電位散布攪擾簡單影響PLC邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，形成數(shù)據(jù)紊亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬電位散布將導(dǎo)致丈量精度下降，引起對信號測控嚴(yán)峻失真和誤動作。

2.2.3 來自PLC體系內(nèi)部攪擾

首要由體系內(nèi)部元器件及電路間彼此電磁輻射發(fā)作，如邏輯電路彼此輻射及其對模擬電路影響，模擬與邏輯彼此影響及元器件間彼此不匹配運(yùn)用等。這都屬于PLC制作廠對體系內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容規(guī)劃內(nèi)容，比較雜亂，作為運(yùn)用部分是無法改動，可不用過多考慮，但要挑選具有較多運(yùn)用實(shí)績或檢測體系。

3 PLC操控體系工程運(yùn)用抗攪擾規(guī)劃

確保體系工業(yè)電磁環(huán)境中免受或削減表里電磁攪擾，有必要從規(guī)劃階段開端便采納三個方面按捺辦法：按捺攪擾源；堵截或衰減電磁攪擾傳播途徑；進(jìn)步設(shè)備和體系抗攪擾才干。這三點(diǎn)就是按捺電磁攪擾基本原則。

PLC操控體系抗攪擾是一個體系工程，要求制作單位規(guī)劃出產(chǎn)出具有較強(qiáng)抗攪擾才干產(chǎn)品，且有賴于運(yùn)用部分工程規(guī)劃、設(shè)備施工和運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)中予以全面考慮，并結(jié)合具有狀況進(jìn)行歸納規(guī)劃，才干確保體系電磁兼容性和運(yùn)轉(zhuǎn)牢靠性。進(jìn)行詳細(xì)工程抗攪擾規(guī)劃時(shí)，應(yīng)首要以下兩個方面。

3.1 設(shè)備選型

挑選設(shè)備時(shí)，首先要挑選有較高抗攪擾才干產(chǎn)品，其包含了電磁兼容性（EMC），尤其是抗外部攪擾才干，如選用浮技能、阻隔功能好PLC體系；其次還應(yīng)了解出產(chǎn)廠給出抗攪擾目標(biāo)，如共模擬制比、差模擬制比，耐壓才干、答應(yīng)多大電場強(qiáng)度和多高頻率磁場強(qiáng)度環(huán)境中作業(yè)；別的是靠考查其相似作業(yè)中運(yùn)用實(shí)績。

挑選國外進(jìn)口產(chǎn)品要注意：我國是選用220V高內(nèi)阻電網(wǎng)制式，而歐美區(qū)是110V低內(nèi)阻電網(wǎng)。我國電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點(diǎn)電位漂移大，電位改動大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場電磁攪擾至少要比歐美區(qū)高4倍以上，對體系抗攪擾功能要求更高，國外能正常作業(yè)PLC產(chǎn)品國內(nèi)工業(yè)就不必定能牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)，這就要選用國外產(chǎn)品時(shí)，按我國規(guī)范（GB/T13926）合理挑選。

3.2 歸納抗攪擾規(guī)劃

首要考慮來自體系外部幾種按捺辦法。首要內(nèi)容包含：對PLC體系及外引線進(jìn)行屏蔽空間輻射電磁攪擾；對外引線進(jìn)行阻隔、濾波，特別是原理動力電纜，分層安置，外引線引進(jìn)傳導(dǎo)電磁攪擾；正確規(guī)劃接點(diǎn)和接設(shè)備，完善接體系。別的還有必要運(yùn)用軟件手法，進(jìn)一步進(jìn)步體系安全牢靠性。

4 首要抗攪擾辦法

4.1 選用功能優(yōu)秀電源，按捺電網(wǎng)引進(jìn)攪擾

PLC操控體系中，電源占有極重要位。電網(wǎng)攪擾串入PLC操控體系首要PLC體系供電電源（如CPU 電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC體系具有直接電氣銜接外表供電電源等耦合進(jìn)入?，F(xiàn)，PLC體系供電電源，一般都選用阻隔功能較好電源，而變送器供電電源和PLC體系有直接電氣銜接外表供電電源，并沒遭到滿足注重，采納了必定阻隔辦法，但遍及還不行，主運(yùn)用阻隔變壓器散布參數(shù)大，按捺攪擾才干差，經(jīng)電源耦合而串入共模攪擾、差模攪擾。，變送器和共用信號外表供電應(yīng)挑選散布電容小、按捺帶大（如選用屢次阻隔和屏蔽及漏感技能）配電器，以削減PLC體系攪擾。

此外，位確保電網(wǎng)饋點(diǎn)不中止，可選用線式不間斷供電電源（UPS）供電，進(jìn)步供電安全牢靠性。UPS還具有較強(qiáng)攪擾阻隔功能，是一種PLC操控體系抱負(fù)電源。

4.2 電纜挑選敖設(shè)

削減動力電纜輻射電磁攪擾，尤其是變頻設(shè)備饋電電纜。筆者某工程中，選用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，下降了動力線出產(chǎn)電磁攪擾，該工程投產(chǎn)后取了滿意作用。

不同類型信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應(yīng)按傳輸信號品種分層敖設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜不同導(dǎo)線一起傳送動力電源和信號，防止信號線與動力電纜接近平行敖設(shè)，以削減電磁攪擾。

4.3 硬件濾涉及軟件抗辦法

信號接入計(jì)算機(jī)前，信號線與間并接電容，以削減共模攪擾；信號南北極間加裝濾波器可削減差模攪擾。

電磁攪擾雜亂性，要底子消除迎接攪擾影響是不可能，PLC操控體系軟件規(guī)劃和組態(tài)時(shí)，還應(yīng)軟件方面進(jìn)行抗攪擾處理，進(jìn)一步進(jìn)步體系牢靠性。常用一些辦法：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有用消除周期性攪擾；守時(shí)校對參考點(diǎn)電位，并選用動態(tài)零點(diǎn)，可有用防止電位漂移；選用信息冗余技能，規(guī)劃相應(yīng)軟件標(biāo)志位；選用直接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件圈套等進(jìn)步軟件結(jié)構(gòu)牢靠性。

4.4 正確挑選接點(diǎn)，完善接體系

接目一般有兩個，其一安全，其二是按捺攪擾。完善接體系是PLC操控體系抗電磁攪擾重要辦法之一。

體系接方法有：浮方法、直接接方法和電容接三種方法。對PLC操控體系而言，它屬高速低電平操控設(shè)備，應(yīng)選用直接接方法。信號電纜散布電容和輸入設(shè)備濾波等影響，設(shè)備之間信號交流頻率一般都低于1MHz，PLC操控體系接線選用一點(diǎn)接和串聯(lián)一點(diǎn)接方法。會集安置PLC體系適于并聯(lián)一點(diǎn)接方法，各設(shè)備柜體中心接點(diǎn)以單獨(dú)接線引向接極。設(shè)備距離較大，應(yīng)選用串聯(lián)一點(diǎn)接方法。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）銜接各設(shè)備柜體中心接點(diǎn)，然后將接母線直接銜接接極。接線選用截面大于22mm2銅導(dǎo)線，總母線運(yùn)用截面大于60mm2銅排。接極接電阻小于2Ω，接極最好埋距建筑物10 ~ 15m遠(yuǎn)處，PLC體系接點(diǎn)有必要與強(qiáng)電設(shè)備接點(diǎn)相距10m以上。 信號源接時(shí)，屏蔽層應(yīng)信號側(cè)接；不接時(shí)，應(yīng)PLC側(cè)接；信號線中心有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)結(jié)實(shí)銜接并進(jìn)行絕緣處理，必定要防止多點(diǎn)接；多個測點(diǎn)信號屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜銜接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)彼此銜接好，并經(jīng)絕緣處理。挑選恰當(dāng)接處單點(diǎn)接點(diǎn)。