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plc干扰源概述

影响plc控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
PLC专为工业环境应用而设计,其为了适应此环境而采取了一系列抗干扰措施,已完全能可靠工作。但在非常恶劣的条件下,也会导致PLC误动作。如:电磁干扰、高温、欠电等。
电源、输入、输出接线是外部干扰入侵PLC的重要途径,为了提高PLC控制系统的可靠性,应采取相应的抗干扰措施。
一、抑制电源系统引入的干扰
PLC应尽可能取用电压波动较小、波形畸变较小的电源,PLC的供电线路应与其他大功率用电设备或强干扰设备分开。在干扰较强或是可靠性要求很高的场合可采用以下几种抗干扰方法:
1、在PLC电源的输入端加接隔离变压器,由隔离变压器的输出端直接向PLC供电,这样可抑制来自电网的干扰。隔离变压器的电压比可取1:1,在一次和二次绕组之间采用双屏蔽技术,一次屏蔽层用漆包线或铜线等非导磁材料绕一层,注意电气不能短路,并接到中性线;二次则采用双绞线,双绞线能减少电源线间干扰。
2、在PLC电源的输入端加接低通滤波器可滤去交流电源输入的高频干扰和高次谐波。在干扰严重场合,可同时使用隔离变压器和低通滤波器的方法。
二、抑制输入、输出电路引入的干扰
为了抑制输入、输出电路引入的干扰,一般应注意以下几点:
1、开关量信号不容易受外界干扰,可以用普通单根导线传输;
2、数字脉冲信号频率较高,传输过程中易受外界干扰,应选用屏蔽电缆传输;
3、模拟量信号是连续变化的信号,外界的各种干扰都会迭加在模拟信号上而造成干扰,因而要选用屏蔽线或带防护的双绞线。如果模拟量I/O信号离PLC较远,应采用电流传输方式。而不用易受干扰的电压信号传输;
4、PLC的输入、输出线要与动力线分开,距离在20cm以上,如果不能保证上述最小距离,可以将这部分动力线穿管,并将管接地。绝不允许将PLC输入、输出线与动力线高压线捆扎在一起;
5、应尽量减小动力线与信号线平行敷设的长度,否则应增大两者的距离以减小嗓声干扰。一般两线间距离为20cm。当两线平行敷设的长度在100–200m时,两线间距离应在40cm以上;平等敷设长度在200–300cm时,两线间的距离应在60cm以上;
6、PLC的输入、输出线最好单独敷设在封闭的电缆槽架内,线槽外壳要良好接地,不同类型的信号,如不同电压、不同电流类型的输入输出线,不能安排在同一根多芯屏蔽电缆内,而且在槽架内应隔开一定距离安放,屏蔽层应接地。
三、PLC的接地
1、PLC的接地最好采用专用的接地极。如不可能,也可与其他盘板共用接地系统,但须用自己的接地线直接与公共接地极相连。绝对不允许与大功率装置共用接地系统;
2、PLC的接地极离PLC越近越好,即接地线越短越好。PLC如由多单元组成,各单元之间应采用同一点接地,以保证各单元间等电位。当然,一台PLC的I/O单元如果有的分散在较远的现场(超过100m),是可以分开接地的
3、PLC的输入输出信号采用屏蔽电缆时,其屏蔽层应用一点接地,并用靠近PLC这一端的电缆接地,电缆的另一端不接地。如果信号随嗓声波动,可以连接一个0.1–0.47微法/25V的电容器到接地端;
4、接地线截面积应大于2平方。接地线一般最长不超过20m,PLC接地系统的接地电阻一般应小于4欧姆。

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文章名称:《plc干扰源概述》
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