探讨PLC在舞台机械控制系统应用中的抗干扰问题

刘胜群

摘要：本文简单介绍了PLC控制技术的特点，并对干扰产生的原因和抗干扰所采取的措施进行探讨，为相关研究者提供理论参考。

关键词：舞台机械；PLC控制系统；抗干扰

设备自动化控制技术正飞速发展，可编程控制器（PLC）在设备自动化控制系统中被广泛应用。PLC控制的好坏与企业的安全生产和经济运行密切相关，而系统的抗干扰能力也和整个系统运行至关重要。如今的舞台艺术表演形式越来越丰富且多样化，运用了许多新的技术，设备以及材料等，很大程度的增强了艺术的表现力，让演出的场面更加华丽多彩，人们也重视起对舞台机械的控制。PLC控制技术能够满足人们对控制的高要求而被普遍应用，但是当控制系统受外界的干扰而容易使内部产生故障，不仅会导致系统不稳定，还可能会导致更严重的后果。我们需要可靠性且高质量的控制，从而解决好抗干扰问题。

一、PLC控制技术的特点

（一）操作简便

PLC编程设计中的模块设计是最为重要的，利用模块设计，企业能够按照自身的情况来设置操作流程和操作内容等，让PLC控制系统具有更好的适应性，能够利用这个特点来顺应不同企业的生产要求。

（二）稳定性强

PLC控制系统的稳定性和企业的效益紧密相关，在实际的应用当中，因PLC控制系统有着较好的各项性能，从而使PLC整个控制系统的稳定性得到提升，保障了基础运转[1]。

PLC系统的稳定性分为两点：第一点，PLC控制系统添加了光电隔离而抗干扰的方法，从而避免因外界因素而产生的干扰，此方法能够使PLC控制系统在正常运作时，还延长了运行的时间。第二点，PLC控制系统的内部装置有着特殊的防护和处理，不仅减少干扰的效果，还可以另外安装定时装置，当PLC控制系统出现故障的时候，能够迅速进行预警以及防护，降低了因故障问题对PLC控制系统带来更严重的伤害。

（三）适应能力极高

在工业领域和应用当中，PLC控制系统要应对复杂的工作环境，并且电磁干扰也是PLC控制系统要应对的重要问题和挑战。所以说，这就要求PLC控制系统的各种性能都要提高，如抗噪音，抗粉尘等干扰的能力。PLC控制系统在制造技术上利用了世界上最先进的微电子技术，不但优化了制造工艺，还提高了系统的各项性能。

二、干扰产生的原因

干扰是指有用信号之外的噪声以及造成不利影响的总称。如在控制系统当中，指令信号之外的电变化，导致指令工作紊乱，PLC受到一些干扰不能进行正常的数据检测和处理，严重时造成舞台吊杆以及舞台机械设备等不能达到准确的位置。

（一）内部引起的干扰

PLC控制系统的内部主要干扰因素是内部的零件与换件不配套或技术性存在问题是导致内部产生干扰，不能正常运转和使用。交流声，不同信号的感应，颤噪声，散粒噪声等引起的干扰都是内部干扰。内部干扰在控制的过程当中，内部的电磁辐射高于本身预设的范围，阻碍了PLC控制系统正常的工作，严重时导致危险事故发生。

（二）电源与外接线引起的干扰

电源问题与外接线问题都称为外部干扰因素，除内部零件和换件不配套的问题，外部干扰也导致PLC控制系统不能正常运行。电源与外接线干扰是影响PLC控制系统在运行过程当中的外部因素。如果供电的范围广，效率低，会导致电网不稳定易受电磁辐射干扰。严重影响PLC控制系统，随着信息化技术的飞速发展，容易导致PLC控制系统出现故障。

（三）空间辐射的干扰

空间辐射干扰是电磁辐射干扰的范畴，但是和电源与外接线干扰问题相比较可以更好的避免。PLC控制系统在发展时对周围环境因素的要求较高，且易受外界因素的影响。因此，在系统建设过程当中，要有一个合适的环境有助于PLC系统更好的运转。造成空间辐射的因素大部分是高频加热设备以及通信问题。

此外，还有太阳和其它天体辐射出的电磁波，广播或通讯电台发出的电磁波，周围的电器装置等发射出的电及磁干扰，温度，湿度等气象条件的影响。针对不同的干扰源需要采取不同的控制办法才是排除干扰的根本途径。

三、抗干扰所采取的措施

（一）采用性能最优的电源线路

在PLC控制系统当中，电源有着很重要的地位。电源干扰主要是经过PLC系统的供电电源，变送器供电电源和仪表供电电源等阻抗耦合产生的。现在用于PLC系统供电的电源，大多数采用隔离性好的电源，而在变送器供电电源和PLC系统有直接电气连接的仪表供电电源方面，并没有受到重视[2]，虽然做了一些隔离措施，但程度还不够深，一些所使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰的能力不足，经电源耦合而造成干扰。在选择变送器和共用信号仪表供电时应当选择分布电容小，抑制带大的配电器，来降低对PLC系统的干扰。为了保证对电网充足馈电，要采用在线式不间断供电电源，来提高供电的安全性以及可靠性。同时，还要求在采购或者使用时应着重考虑选择质量较好的电源线路，PLC系统电源做出保护或隔离措施，确保电源顺利到达仪表等这些因素，PLC控制系统供电电源产生的干扰，可以采取在PLC的电源输入端加接一个带屏蔽层的隔离变压器以及低通滤波器，从而抑制外来的干扰，增强PLC系统抗干扰能力。

（二）选择质量优的硬件设备

选择质量好的硬件设备是抗干扰措施中非常重要的。在挑选硬件设备时，应当选择电磁兼容性好且抗干扰能力强的设备和产品。因PLC控制系统中通道数据和信号传输时，会因电流而产生磁场辐射而造成干扰。所以说，应当选择质量优的设备来尽可能的控制干扰源的进入，以免进入传输通道，最终提高抗干扰的能力。因不同类型的信号是由不同的电缆进行传输的，信号电缆需要按照传输信号的种类进行分层设置，不能用同一电缆的不同导线来传送动力电源和信号，防止电磁干扰。

（三）选择正确的接地点

接地点通常为了安全和抑制干扰。完善的接地系统在抗电磁干扰中是很重要的，因信号电缆分布电容与输入装置滤波等方面的影响，装置的信号交换频率一般都比较低。信号源接地时，屏蔽层应当在信号侧接地，信号源不接地时，屏蔽层应当在PLC侧接地，当信号线中间有接头时，屏蔽层连接应当牢固并要绝缘处理，防止多点接地现象出现。在进行抗干扰设计时要综合考虑多方面因素，对干扰进行合理且有效地抑制，根据干扰的情况还应当进行具体的分析，保证PLC控制系统进行正常运转。

四、结语

随着科学技术的飞速发展，演出形式以及表现手段也越来越丰富多样化，未来发展中将会研发出更多新技术以及新设备来用于舞台和各演出中，也有许多新的问题出现，因此，因此需要了解出现干扰问题的原因，并进行解决，才能将PLC控制系統发挥出最大的优点，让PLC控制系统更好的服务于舞台。

参考文献

[1]谢旺.探讨PLC在舞台机械控制系统应用中的抗干扰问题[J].电子世界，2018（08）：204-205.

[2]张样娇.PLC 控制系统存在的电磁干扰和抗干扰对策分析[J].科 技情报开发与经济，2014，20：180～182.

（作者单位：牟平区文化中心管理处）