PLC系统干扰问题及解决方案研究

刘胜利(中国石油锦西石化分公司，辽宁 葫芦岛 125001)

在自动化系统当中，很多PLC系统都被安装在控制室、生产现场或是各个机电设备之上，在一些强电电路、设备给了PLC系统的工作提供了一个十分恶劣的电磁环境，使得系统常常发生一些误动、死机、数据偏差等情况，电磁的干扰严重影响了PLC系统的稳定性，不利于企业的安全生产与经营。

1 PLC系统当中存在的干扰问题来源

PLC系统当中的电磁干扰主要有：

1.1 来源于空间辐射电磁场的干扰。空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备产生了分布十分复杂的空间辐射电磁场，当PLC系统处在所射频场当中时便会受辐射的干扰，一方面，空间辐射对PLC内部经电路感应进行干扰，另一方面，空间辐射可以通过通信线路的感应来对PLC的通信内网络产生干扰。

1.2 来源于电源的干扰。PLC系统的供电是由电网所提供的，而电网具有覆盖面大、范围广的特点，因此很容易在受空间电磁干扰的情况下对线路上的电压、电路进行感应，输电线路将电网的内部变化、相关设备的启停、入开关操作的浪涌、电网在短路状态下的冲击等传送到电源边，受到结构、工艺等方面的制约，PLC系统所使用的隔离电源往往隔离性不足，同时以分布电容为主的分布参数也使得其无法实现绝对的隔离。

1.3 来源于信号线引入的干扰。连接PLC系统的各个信号输送线在传送信息的同时极易受到外部干扰信号侵入。

1.4 来源于接地系统混乱的干扰。当PLC系统的系统地、交流地、屏蔽地、保护地等地线的接地系统出现错误、混乱时，就会导致PLC各接地点的电位出现不均匀分布，接地点之间产生电位差异，严重影响了系统的顺利工作。除此之外，系统的接地线、屏蔽层可能与大地形成一个闭合的环路，受变化磁场的影响产生感应电流并借助屏蔽层、芯线间的耦合来对信号回路产生干扰，对PLC系统的逻辑、模拟电路工作造成阻碍，而PLC系统逻辑电压对干扰的容限小也使得逻辑地电位出现分布干扰，使系统死机、数据产生混乱、测量精确度降低等，同时引发系统采取一些不必要的动作。

2 PLC系统干扰问题的解决方案

针对上述PLC系统的种种干扰，目前可以从以下几个方面来制定解决方案：

2.1 对设备进行优选。在选择设备时要尽量选用一些电磁兼容性高、抗干扰能力较强的产品，选用一些浮地技术好及隔离性强的系统。同时要综合考虑共、差模拟制比等抗干扰指标，在对系统进行应用实绩的调查后进行选择。

2.2 电源和电缆的选择。电源在PLC系统当中的作用至为关键，目前对变送器、PLC系统当中直接与电气有连接的仪表等供电电源的干扰还缺乏充分的关注，隔离措施普遍不到位。因此，应优选一些分布电容较少、抑制带较大的电源来为变送器及相关信号仪表进行供电，有效减轻其对系统的干扰。另外，为了减少以变频装置馈电电缆为代表的相关动力电缆辐射对系统的电磁干扰，在选择性能好的电缆的同时要将各类型的信号传输工作分配给不同的电缆，对电缆依据所传送信号的种类进行分层的设置，严格避免因使用同个电缆的不同导线对动力电源、信号进行同时的传输而引起的电磁干扰，拉开信号线、动力电缆之间的分布距离，并避免其平行分布。

2.3 综合抗干扰设计，采取相关抗干扰措施。在抗干扰设计方面，可以采取对PLC系统和外引线的屏蔽、对外引线的隔离与滤波、对动力电缆的分层布置、对接地点与接地装置的正确设置、对接地系统的完善等方面措施，也可利用当下的先进软件手段来对系统的安全性、可靠性进行提高。

3 结语

随着我国经济、科技水平的不断提高，一些控制技术、信号处理技术等为了适应当代市场的要求有了很大的发展，PLC系统在工业自动化系统当中的应用也日益广泛。在PLC控制系统的实际运用过程当中常常会受到一些信号的干扰，各式各样的干扰源利用特定的干扰途径对PLC系统做出干扰，影响了系统的正常运作。对此，我们应当遵循具体问题具体分析的原则，针对实际情况制定出合理、科学的解决方案，从而保证PLC系统的良好运作。

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