解決現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)干擾的方法

　　1. 概述

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)的干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和各種電機(jī)設(shè)備上，它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，設(shè)計(jì)人員只有預(yù)先了解到各種干擾才能有效保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

　　2. 電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)的干擾

　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即干擾源。

　　干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、偶發(fā)噪聲等：按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)地面的電位差，主要是由電網(wǎng)串入，、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)電壓所加形成。共模電壓有時(shí)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(hào)的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成共模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件壞，這種共模干擾可為直流、亦可謂交流。共模干擾是指用于信號(hào)兩級(jí)間得干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度。

　　3 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源有哪些呢?

　　1) 來(lái)自空間的輻射干擾

　　空間的輻射電磁場(chǎng)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾。其分布極為復(fù)雜，若plc系統(tǒng)置于所設(shè)頻場(chǎng)內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過(guò)兩條路勁，一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾，而是對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，出通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干場(chǎng)大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過(guò)設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓瀉放元件進(jìn)行保護(hù)。

　　2) 來(lái)自系統(tǒng)外引線的干擾

　　主要通過(guò)電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)教嚴(yán)重。

　　3) 來(lái)自電源的干擾

　　實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成控制系統(tǒng)故障的情況很多，在，工程調(diào)式中遇到過(guò)，后更換隔離性能較高的PLC電源。問(wèn)題才能得到解決。

　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電，由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路，尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備啟停、交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)社電線路到電源邊PLC電源通常采用隔離電源，但其結(jié)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對(duì)隔離室不可能的。

　　4) 來(lái)自接地系統(tǒng)混亂時(shí)引入的干擾

　　與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信號(hào)之外，總會(huì)有外部干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾，而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC控制系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。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(duì)PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)點(diǎn)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，影響系統(tǒng)正常工作，例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)地電位差，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時(shí)，地線電流將更大。

　　此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合回路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其他接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等點(diǎn)位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容縣較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)，模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作