PLC控制系统抗干扰的方法

2014-03-11吴丙军

科技视界 2014年4期

吴丙军

(锦州汉拿电机有限公司，辽宁锦州 121013)

0 序言

可编程控制器简称为PLC，是一种专门用于工业环境的数字运算操作系统，通过数字式或模拟式的输入、输出控制各种类型的机械设备或生产过程，易于和工业控制系统联成一个整体，并容易进行功能扩充。PLC能在工业环境中直接运用，不需专门的空调和恒温装置，具有体积小、功能强、速度快、可靠性高、通讯能力强的特点，广泛用于机械制造、冶金、化工、交通、电子、印刷、食品、建筑等行业。但在工业环境中，电压的变化、强磁场、电气设备特别是电子设备的大量应用产生的高频干扰，严重影响到PLC的正常运行，PLC系统抗干扰措施是否得力，关系到PLC系统是否能正常执行控制功能。

1 干扰的类型

在工业环境中，可编程控制器所受的干扰主要分为传导型和辐射型二种。顾名思义，传导型干扰就是通过电气线路进入PLC系统的干扰信号；辐射型干扰是通过空间感应进入PLC系统的干扰信号。

1.1 传导型干扰

通过各种电气线路进入PLC系统，包括供电干扰、强电干扰和接地干扰。

1.1.1 供电干扰

PLC系统本身一般都配备有专用的电源模块，用于给PLC系统提供直流稳压电源，如西门子公司的S7系列PLC，提供不同容量的电源模块给PLC提供稳定的直流电源。虽然如此，但从交流供电网络传来的干扰信号仍然可能影响电源电压的稳定性，并可能经过整流后传入PLC控制器，影响PLC的运行。此种干扰信号主要来源于附近大容量电气设备的开、停，负载的突然变化；供电系统中断路器对供电线路的开断和接通；雷击或雷电感应产生的冲击电流等，在严重时PLC控制器的RAM存贮器中的程序丢失或紊乱，造成难以估量的损失。

1.1.2 强电干扰

线路中继电器、接触器等感性负载，其控制电压一般是交流220V，感性负载在断电时会产生过电压和冲击电流，影响驱动电路，还会通过电磁感应干扰其它线路，甚至会进入PLC控制器，影响PLC的正常功能。

1.1.3 接地干扰

接地方式不当，容易形成接地环路，产生接地干扰。如果接地点相隔较远时，则不同位置的接地点的电位不相等，从而形成接地电位差。

1.2 辐射型干扰

通过空间感应进入PLC系统的干扰。PLC控制系统一般安装于电气控制柜内，同时它的输入输出信号线常与动力线路在同一桥架内并排敷设，PLC系统和其输入输出信号线附近必定存在有较强的磁场、电场、静电场或电磁波辐射源，在安装中若未认真考虑干扰的问题，常会由于干扰的存在，影响PLC对控制信号的采集和其控制功能的正常发挥。特别是大功率感性负载的通断，引起磁场的急剧变化，接触器触点产生的电火花产生高频辐射对PLC系统的影响。

2 抗干扰的主要方法

2.1 供电方面：主要的措施是稳压、滤波、隔离

2.1.1 稳压

选用质量好、工作可靠的电子交流稳压器，用以给PLC系统提供稳定的交流电压，稳压器不仅可以提供稳定的电压，同时可以消除高频脉冲的干扰。选用稳定的交流电源，PLC系统的电源与动力线路分别引自不同的变压器，可以避免大感性负载的启停对供电电源的影响。如果实际中可能只有一台变压器，则可以采用从配电母排上引专用线的方法，尽量减小干扰的影响。

2.1.2 滤波

增加低通滤波器，用来滤去交流电源中的高频分量或脉冲电流。对于直流供电，可用电容滤波，消除干扰对PLC系统的影响。

2.1.3 隔离

增加隔离变压器。在电源接入PLC系统前加装隔离变压器，其初级屏蔽层接中性线，二次侧屏蔽层与PLC系统共地，用以阻断干扰的传导通路，并抑制干扰信号的强度，同时配合使用低通滤波器。