电力系统中PLC控制系统的抗电磁干扰技术研究

吴建华

摘要：文章在对电磁干扰的概念进行介绍之后，分析电力系统中的PLC系统在运行中受到的电磁干扰源，并提出了提升其抗电磁干扰能力的有效措施，以供参考。

关键词：电力系统;PLC控制系统;抗电磁干扰技术

1引言

目前PLC控制系统在电力系统中的应用越来越广泛，其所应用的PLC技术可以在用户指令调控下对逻辑运算、定时、顺序控制等功能进行执行来实现电气工程的自动化控制，在此技术及其控制系统的应用中表现出具有比较便捷和可靠性比较强的特点。但是在电力系统中应用时 ，由于其中的高压和高电流电缆与设备在运行中会产生电场磁场，设备启停过程中也会产生谐波、低压设备开合过程中也会出现瞬變干扰、在受到雷击时也会产生浪涌等问题，上述电磁干扰问题则会对电力系统的正常运行造成干扰。为此，就需要在PLC产品的研发和应用中通过相应的抗电磁干扰技术对其电磁兼容性进行优化。

2电磁干扰的概述

在电力系统中普遍应用的PLC技术，在实际运行中容易由于实际和模拟之间的误差过大而导致系统出现失控问题，这就会造成PLC的电磁干扰问题。这具体表现在电力系统中的敏感设备、耦合路径以及干扰源等都会对PLC造成电磁干扰问题。其中的敏感设备主要就是PLC系统中的电路板和元器件等。而耦合路径则主要是干扰信号进行系统所经过的渠道，主要有各种接线和通电电缆等。干扰源则是可能会对PLC系统造成影响的各种环境和设备等因素。

3 PLC系统电磁干扰源及其影响

3.1空间电磁辐射

在PLC控制系统的运行环境中存在的各种电气装置等会产生电磁干扰信号，在雷电天气下也会产生电磁干扰信号。此外，PLC控制系统在具有强电磁的环境中运行时也会对其电感和电容造成影响而出现电磁感应，这就会对此系统的正常工作造成影响。而相应的影响程度则主要受到现场工作环境因素中的电气设备数量等因素的影响。

3.2 PLC外接线干扰

PLC控制系统运行中受到的干扰通常会对电源和信号线中导入，并且会对工业生产现场造成影响。针对其中的电源干扰来说，PLC控制系统在运行中需要电网进行供电，而在此现场作业环境中的设备进行启停和开关动作时会对电网造成短路暂态冲击和谐波影响，这就会在电网中产生脉冲信号而降低电网的供电品质，进而会对PLC系统的正常运行造成干扰。而由于电网的覆盖范围比较广，在上述电磁干扰下还会导致高频谐波信号的形成，如果出现瞬间电压峰值比额定电压值高的情况则会对PLC造成进一步破坏。而对于后者，也就是信号线导入的干扰来说，由于PLC控制系统的运行中需要通过信号传输线来开展通信和控制工作，的那是在此过此种也会在外界信号的干扰下导致出现输出或输入不正常的问题，进而会导致误操作的出现。

3.3 PLC系统的自身干扰

PLC控制系统中的逻辑控制电路在运行中也会出现相互干扰的情况，这主要由于此控制系统本身存在设计缺陷而引起的，但是与上述两种干扰相比，其通常表现出比较弱的干扰效果。

4 PLC运用系统的抗电磁干扰策略

4.1电源抗干扰设计

针对PLC控制系统中的电源来说，不仅要在选择时尽量保证其具有较高的供电稳定性，还要讲低通滤波器和隔离变压器安装在交流电源的输入端子之前，实现对谐波信号和高频干扰信号的有效过滤，提升其抗电磁干扰能力。同时，电源系统中所用的电缆也应该为具有较高抗干扰能力的双绞线，尽量选择具有较高抗电磁干扰能力以及具有较高稳定性的、在线式的UPS供电系统来保证电源系统的供电可靠性。

4.2接地抗干扰设计

结合PLC控制系统的特点，通常选择直接接地的方式来确保系统的安全运行，具体地说是通过并联一点式的接地方式来连接每个装置的中心接地点和相应的接地极、接地线等，而且在接地线的选择中应尽量选择粗线圈，不仅可以保证每个电路部件之间具有较低的地电势差值，还可以减少地环流的影响。

4.3输出和输入设计

首先是可以采取将交流信号输出和输入的压敏电阻和浪涌吸收器进行并联的方式，保证在输入信号并联时的感性负荷超出限定时就会通过继电器进行中转，防止出现对反电动势造成破坏的问题。其次是针对PLC输出负载时的干扰，可以在直流输出口采取电路保护的方式，同时在交流输出口则通过接阻容的方式对电路或压敏电阻进行吸收，同时也将旁路电阻保护连接在双向晶闸管和晶体管的出口位置。最后就是针对外界噪音的干扰，需要应用由输出口的受光元件和输入口的发光元件整合而成的光电耦合器来进行光信息的传递，实现对电气输入和输出之间的有效隔离。

4.4滤波和软件的抗干扰策略

在信号导入PLC的过程中，在信号两级之间设置滤波器可以对干扰程度进行优化，而在软件上则可以通过数字滤波技术的应用来对模拟量信号进行转变，通过数字量信号方式来提升其抗干扰能力。在上讲述信号输入PLC内之后通过数字滤波程度进行二次处理来对噪音信号进行过滤。

5电力系统运用中的相关注意事项

在对电力系统中的PLC控制系统进行设计选型和估算的过此种，需要掌握功能表图、PLC以及相关编程语言来缩短编程实践，还要结合工艺过程的控制要求和特征来对控制范围和任务进行确定，然后对存储器容量以及输入输出点数进行估算，结合PLC的特性和功能来选择具有较高性价比的产品。其中在估算输出输入点数时，需要留有一定的余量。而在对存储器的容量进行估算，就是对PLC提供的硬件存储单位大小进行估算。在制造PLC的过程中需要加强对电源的设计和制造，通过滤波器和隔离变压器的安装来提升PLC的电磁兼容性，确保PLC供电的纯净。

6结语

目前在电力系统中PLC控制系统的应用更加深入并起到关键作用，为了保证其运行稳定性和安全性，就需要针对其运行中受到的电磁干扰问题，采取相应的抗电磁干扰优化策略提升其抗电磁干扰能力。

参考文献：

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