PLC控制系统的抗干扰技术分析

张腾+郭凯

摘 要：PLC控制系统被广泛应用于社会各领域。在PLC控制系统运转的过程中，如何解决外界干扰问题成为重点研究内容。PLC控制系统的运行安全直接关系到生产、工作的安全功能。当安全性能过低时，容易给企业造成损失。通过对PLC控制系统的干扰来源进行分析，提出了相应的抗干扰技术措施。

关键词：PLC控制系统；干扰来源；抗干扰技术；应对措施

中图分类号：TM571.61 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.152

PLC控制系统的应用范围越来越广泛，致使其安全性受到更多的重视。当PLC控制系统的安全性较低时，会直接影响到使用企业生产与经济的安全，对企业运营产生一定程度的干扰。为此，对PLC控制系统的抗干扰能力提出了相应的要求。只有充分了解PLC控制系统的主要干扰来源，才能提出相应的应对措施。

1 PLC控制系统干扰的分类及来源

1.1 PLC控制系统干扰的具体分类

在使用PLC控制系统时，通常需要较为复杂的使用条件，并通过长距离的传输控制。在传输过程中，除了所需的有用信号外，很容易被其他一些无关信号或者电压所干扰，对PLC控制系统的使用安全造成影响。PLC控制系统的干扰可以按照干扰产生的原因、噪声干扰模式区别、噪声波形性质区别分类。其中，按照噪声波形性质区别分类时，主要分为偶发噪声类和持续噪声类。而按照噪声干扰模式区别分类时，分为共模干扰和串模干扰2种。共模干扰通常是指通过电网、地电位差或者空间电磁辐射等方式对传输信号产生无用干扰；而串模干扰通常是指在被测信号上附着，进而影响信号的正常传输的干扰模式。按照噪声产生原因分类，可分为浪涌噪声类、放电噪声类和高频振荡噪声类等。

1.2 PLC控制系统干扰的主要来源

PLC控制系统的干扰主要来源于以下3方面：①PLC控制系统内部的干扰。在PLC控制系统内部的电路与元器件之间会产生一定的电磁辐射。电磁辐射产生后，会对传输电路信号产生影响，最常见的影响为对模拟电路的影响。当逻辑电路出现电磁辐射情况时，便会对模拟电路信号产生干扰；当模拟地和逻辑地之间产生电磁互相影响时，会出现电路与元器件不匹配现象，进而对系统的正常使用产生干扰。②空间辐射电磁场的干扰。空间辐射电磁场干扰通常是指电力网络、设备、高频感应设备、大型的整流设备等产生的空间电磁干扰，统称为“辐射干扰”。空间辐射电磁场的干扰途径通常有2种，即通过干扰PLC控制系统的通讯网络，使通讯线路出现漏洞；对PLC控制系统内部产生直接性辐射干扰，使得PLC控制系统的电路受到干扰。干扰的程度与空间内干扰源，即设备大小、设备所产生的电磁场大小有密切关联。③系统外的引线干扰。PLC控制系统在运作的过程中，可能会受到信号线、电源引入干扰，即传导干扰，在工业生产现场出现得较为频繁。其中，在来源于信号线引入干扰源中，通过与PLC控制系统设备连接，除了能传输有效的信号外，还会受到外部信号的干扰。干扰途径主要分为公用供电电源途径和变送器供电电源途径。另外，还有来自接地系统的干扰。接地技术的应用能够提高电子设备的兼容性。当接地系统正常时，能够在抑制电磁干扰的同时控制设备对外干扰；但当接地系统混乱、不正常时，不仅不会起到抑制作用，反而还可能会出现引入干扰信号的现象，导致PLC控制系统受到严重干扰，无法正常工作。

2 PLC控制系统抗干扰技术措施分析

2.1 选择性能优良、质量合格的电源

为了降低PLC控制系统受干扰的概率，在选择设备电源时，应当尽量选择性能优良、质量合格的电源产品。在选择时，应根据系统的实际需求进行。如果PLC控制系统对信号运输环境的要求较低，对电压要求不高，则可以优先选择单相工频交流电源；如果PLC控制系统要求较高，则应当提高对电源选择的重视度。另外，在选择普通电源设备后，应当对其进行适当处理，例如可以利用隔离变压器来减少电源对信号的干扰，进而保证PLC控制系统不受干扰，提高系统的抗干扰性。

2.2 选用适当型号的电缆，且正确敷设

由于PLC控制系统会传输各式各样的信号，其中包括动力信号、电源信号和控制信号等，而不同类型的信号不能均选择统一的电缆，必须加以区分，才能保障PLC控制系统信号传输的安全性，减少外界干扰，提高运输效率。选择好适当的电缆信号后，还需要按照敷设规则正确敷设。在敷设电缆时需要注意，应当按照传输信号的具体类别采用分层敷设法，以此来降低传输过程中的电磁干扰，提高PLC控制系统的抗干擾性。

2.3 慎重选择接地位置

在选择PLC控制系统的接地位置和接地方式时必须慎重，应当根据PLC控制系统的实际铺设特点选择。当PLC控制系统的接地地点较为集中时，应当选择并联一点的接地方式；当PLC控制系统的接地地点较为分散时，应当采用串联一点的接地方式。除此之外，还需注意的是，如果PLC控制系统的信号源处于接地状态，屏蔽层必须在信号侧接地；反之，应当在PLC侧接地，以此来避免PLC控制系统受到接地源头的干扰，提高抗干扰能力。

2.4 设计抗干扰控制系统

PLC控制系统通常被较多地运用在工业生产环境中，而工业生产环境比较复杂，产生干扰信号的可能性更高。此时，除了采用上述方法外，还应当设计相应的抗干扰控制系统。例如，设计一个消除抖动按钮，避免信号设备在生产时振动造成信号传输错误等，以此来提升PLC控制系统的安全性，确保工业生产能够顺利开展，降低受到干扰威胁的可能性。

3 结束语

当前，PLC控制系统已成为很多企业生产中不可缺少的一部分，尤其是在工业生产企业中，其应用具有十分重大的意义。而PLC控制系统的抗干扰性能不高是目前PLC控制系统的弱点之一，容易造成工业生产安全性降低，不利于企业的长期发展。因此，应当清楚认识到PLC控制系统干扰的分类与来源，仔细分析，提出相应的解决策略，进而提升PLC控制系统的抗干扰能力，提高我国工业企业生产的安全性。

参考文献

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〔编辑：刘晓芳〕