干货|PLC控制系统中干扰源及处理方法

PLC它是一种用于工业生产自动控制的设备，可直接在工业环境中使用，无需采取任何措施。PLC一方面要求控制系统的可靠性PLC制造商提高了设备的抗干扰能力。另一方面，要求高度重视设计、安装、使用和维护，提高解决问题，有效提高系统的抗干扰性能。江苏奇峰电气制造有限公司专注生产PLC控制柜厂家，今天奇峰小编带你了解PLC控制系统中干扰源及处理方法。

PLC控制系统 干扰源：

现场电磁干扰是PLC控制系统中较常见、较容易影响系统可靠性的因素之一。所谓治标先治本，只有找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此，我们需要现场干扰的来源。

(1)干扰源和一般分类

影响PLC控制系统的干扰源主要产生在电流或电压变化剧烈的部位，因为电流变化产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场变化产生电流，电磁高速产生电磁波。通常，电磁干扰分为共模干扰和差模干扰。

共模干扰是由电网串入、地电位差和空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压叠加形成的。

共模电压可以通过不对称电路转换为差模电压，直接影响测控信号，损坏部件(这是一些系统)I/O模具损坏率高的主要原因)，这种共模干扰可以是直流或交流。

差模干扰是指作用于信号两极之间的干扰电压，主要由信号之间的空间电磁场耦合感应和由不平衡电路转换共模干扰形成的电压。

（2）PLC系统干扰的主要来源和途径

强电干扰

PLC系统的正常电源由电网供电。由于电网覆盖范围广，会受到所有空间电磁的干扰，在线路上感应电压。特别是电网内部的变化、刀开关操作的浪涌、大型电力设备的启停、交流直流传动装置引起的谐波、电网短路的暂态冲击等都通过输电线路传输到电源的原始边缘。

柜内干扰

控制柜内高压电器，电感负荷大，布线混乱容易PLC造成一定程度的干扰。

信号线引入的干扰

与PLC除了传输各种有效的信息外，控制系统连接的各种信号传输线总会有外部干扰信号入侵。

这种干扰主要有两种方式：一种是通过变送器电源或共用信号仪联的电网干扰，往往被忽视；另一种是空间电磁辐射感应的信号线干扰，即信号线上的外部感应干扰，非常严重。

信号引入干扰会引起I/O异常的信号工作和测量精度大大降低，严重时会对部件造成损坏。

接地系统混乱时的干扰

接地是为了提高电子设备的电磁兼容性（EMC）有效的手段之一。正确的接地不仅可以抑制电磁干扰的影响，还可以抑制设备的外部干扰；错误的接地会引入严重的干扰信号PLC系统将无法正常工作。

来自PLC系统内部干扰

主要由系统内部组件和电路之间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路的相互辐射及其对模拟电路的影响、模拟与逻辑的相互影响、组件之间的不匹配使用等。

变频器干扰

首先，谐波在变频器启动和运行过程中对电网产生传导干扰，导致电网电压畸变，影响电网供电质量；其次，变频器的输出会产生强烈的电磁辐射干扰，影响周围设备的正常运行。

PLC控制系统的主要抗干扰措施：

(1)合理处理电源，抑制电网引入的干扰

对于电源引入的电网干扰，可安装屏蔽层变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地面之间的干扰，并可串联到电源输入端LC滤波电路如图1所示。

(2)安装和布线

● 动力线、控制线和PLC的电源线和I/O线路应分别配线，隔离变压器和PLC和I/O应采用双胶线连接。PLC的IO线和大功率线分开布线。如果需要在同一线槽中捆绑交流线和直流线，如果条件允许，较好分槽布线，这不仅可以使其有尽可能大的空间距离，而且可以将干扰降到较低。

● PLC电焊机、大功率硅整流装置、大型动力设备等强干扰源不得安装在与高压电器相同的开关柜内。PLC应远离动力线(两者之间的距离应大于200mm）。与PLC安装在同一柜内的电感负载，如大功率继电器和接触器的线圈，应并联RC消弧电路。

● PLC输入输出应分开布线，开关量和模拟量应分开敷设。模拟量信号的传输应采用屏蔽线，屏蔽层应在一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。

● 不要使用相同的电缆进行交流输出线和直流输出线，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免平行。

（3）I/O端的接线

输入接线

● 输入接线一般不要太长。但是，如果环境干扰小，电压降小，输入接线可以适当长。

● 输入/输出线不能使用相同的电缆，输入/输出线应分开。

● 输入端尽可能以常开触点的形式连接，使梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。

输出连接

● 输出端接线分为独立输出和公共输出。不同类型和电压等级的输出电压可用于不同组。然而，同一组的输出只能使用相同类型和电压等级的电源。

● 由于PLC输出元件包装在印刷电路板上，并连接到端子板。如果连接到输出元件的负载短路，印刷电路板将被烧毁。

● 当使用继电器输出时，电感负载的大小会影响继电器的使用寿命。因此，应合理选择或增加隔离继电器。

● PLC输出负载可能会干扰，因此应采取措施控制，如直流输出的续流管保护、交流输出的电阻吸收电路、晶体管和双向晶闸管输出的旁路电阻保护。

(4)正确选择接地点，完善接地系统

保证良好的接地PLC可靠工作的重要条件可以避免意外的电压冲击。接地通常有两个目的，一个是为了防护，另一个是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

PLC控制系统的地线包括系统、屏蔽、交流和保护。接地系统混乱PLC系统干扰主要是各接地点电位分布不均，不同接地点之间地电位差，导致地环电流，影响系统正常运行。例如，如果电缆屏蔽层的两端需要接地，则需要接地一点A、B接地时，地电位差，电流流过屏蔽层。当雷击等异常状态发生时，地线电流会更大。

此外，屏蔽层、接地线和地面可能构成闭环。在磁场变化的作用下，屏蔽层中会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合干扰信号电路。如果与其他接地系统混淆，地面环流可能会在地面线上产生不同的电位分布，影响PLC正常工作的内逻辑电路和模拟电路。

PLC逻辑电压干扰容量低，逻辑电位分布干扰容易影响PLC逻辑操作和数据存储会导致数据混乱、程序运行或崩溃。模拟地电位的分布会降低测量精度，导致信号测控严重失真和误操作。

● 防护接地或电源接地

将电源线接地端与柜体接地为防护接地。如果电源泄漏或柜体充电，可以从防护接地引入地下，不会对人造成伤害。

● 系统接地

PLC为了与控制的设备具有相同的电位，控制器被称为系统接地。接地电阻值不得超过4Ω，一般需将PLC作为控制系统，设备系统地与控制柜内开关电源的负端连接在一起。

● 接地信号和屏蔽

一般来说，信号线需要有的参考位置。当屏蔽电缆可能产生传导干扰时，也应在当地或控制室接地，以防止地环的形成。当信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；当信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接绝缘，避免多点接地；当多个测量点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，屏蔽层应相互连接，绝缘后选择合适的接地点。PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。

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