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PLC控制系统干扰的主要来源及途径措施

发布日期:2019-04-19 作者:百菱电气自动化 点击:

电力作业人员都知道:PLC 是以微处理器为核心, 综合了计算机技术,自动化控制技术和通信技术进而发展起来的一种自动化控制设备。 因PLC具有控制功能强, 可靠性高, 使用灵活方便, 易于扩展等优点,在工业生产和科技的发展中占有很重要的地位。

PLC虽然采用现代集成电路技术,内部电路也进行了抗干扰技术, 相对而言具有很高的可靠性。尽管 PLC 在制造时已采取了很多措施,但是为了确保整个系统稳定可靠,还是应当尽量使 PLC 有良好的工作环境和条件,并采取必要的抗干扰措施。

一,PLC控制系统干扰的主要来源及途径。

1,电源的干扰。

PLC系统的正常供电电源均由电网供电,由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间的电磁干扰。空间的辐射电磁场主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线 电广播、电视、雷达等产生的,通常称为辐射干扰,若 PLC系统置于所射频场内,就会收到辐射干扰,而在线路上感应电压。

尤其是电网内部的变化,刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。 可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证 PLC 的正常运行。

2,信号线引入的干扰。

与 PLC 控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。

此干扰主要有两种途径:一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰。

3,接地系统的干扰。

正确的接地, 既能抑制电磁干扰的影响, 又能抑制设备向外发出干扰; 而错误的接地, 反而会引入严重的干扰信号, 使 PLC 系统将无法正常工作。

4,变频器干扰。

(1)是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰, 引起电网电压畸变,影响电网的供电质量;

(2)是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰, 影响周边设备的正常工作。

二,PLC干扰不可避免但是可以采取抗干扰的措施来减轻干扰。

1,电源干扰的抑制。

一般通过设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。选用隔离性能较好的设备、 选用优良的电源、 动力线和信号线走线要更加合理等等, 对电源变压器、 中央处理器、 编程器等主要部件,采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影 响。

电源调整与保护 :电源波动造成电压畸变或毛刺, 将对 PLC 及 I/O模块产生不良影响。 对微处理器核心部件所需要的+5V 电源采用多级滤波处理, 并用集成电压调整器进行调整, 以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。其屏蔽层的接地方式不同,对干扰的抑制效果也不一样,一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地,以抑制共摸干扰。此外还可以安装一台带屏蔽层的变比为 1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰, 还可以在电源输 入端串接 LC 滤波电路等。

2,信号线引入的防干扰措施。

动力线、控制线以及 PLC 的电源线和 I/O线应分别配线,隔离变压器与 PLC 和 I/O之间,应采用双绞线连接。将 PLC 的 I/O线和大功率线分开走线,如必须在同一线槽内,分开捆扎交流线、直流线,若条件允许,分槽走线最好,这不仅能使其有尽可能大的空间距离,并能 将干扰降到最低限度。

此外利用信号隔离器解决干扰问题也是很理想的办法,其原理是首先 将 PLC 接收的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号, 同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。 保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。只要在有干扰的地方,输入端和输出端中间加上这种隔离器,就可有效解决干扰问题。

3,正确选择接地点,完善接地系统。 、

良好的接地是保证 PLC 可靠工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。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。在 PLC 控制系统中,具有多种形式的接地,主要有:

(1)信号地。输入端信号元件的地;

(2) 屏蔽地。 为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网, 通过专门的铜导线将其接入地下;

(3) 保护地。 将机器设备的外壳或设备内独立器件的外壳接地, 用于保护人身安全和防止设备漏电。

为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰,应对 PLC 系统进行良好的接地。一般情况 下,接地方式与信号频率有关,当频率低于1MHz 时,可用一点接地;高于 10MHz 时,采用多点接地;在 1~10MH 之间时,通常情况下, PLC 控制系统采用一点接地,将所有地线端子和 、最近接地点相连接,以获得最好的抗干扰能力。接地线截面积不能小于 2mm2,接地电阻不能大于 100;,接地线使用专用地线。

4,变频器干扰的抑制。

(1) 加隔离变压器, 主要是针对来自电源的传导干扰, 可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。

(2) 使用滤波器, 滤波器具有较强的抗干扰能力, 还具有防止将设备本身的干扰传导给 电源,有些还兼有尖峰电压吸收功能。

(3) 使用输出电抗器, 在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在 能量传输过程中线路产生电磁辐射,影响其它设备正常。

三,PLC抗干扰总结: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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关键词:PLC控制系统,PLC控制,广州plc控制

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