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可編程邏輯控制器(PLC)是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的前端自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)裝備，可以直接在大多數(shù)工業(yè)環(huán)境中使用。但是，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈或安裝使用不當(dāng)時(shí)，就會(huì)造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出。
PLC控制系統(tǒng)的可靠性一直是機(jī)電行業(yè)和自動(dòng)化生產(chǎn)線所關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)樗苯佑绊懫髽I(yè)的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益，而系統(tǒng)的抗干擾能力則是保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要指標(biāo)之一。影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源．大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射，磁場(chǎng)改變產(chǎn)生電流，電磁高速變化產(chǎn)生電磁波。在實(shí)際工作中，為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施，其中．硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制和消除干擾源，切斷干擾對(duì)系統(tǒng)的耦合通道，降低系統(tǒng)對(duì)干擾信號(hào)的敏感性。 1．來自電源的干擾電網(wǎng)的干擾，頻率的波動(dòng)，將直接影響到PLC系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。如何抑制電源系統(tǒng)的干擾是提高PLC的抗干擾性能的主要環(huán)節(jié)。
例如：某鋼鐵有限公司4臺(tái)加熱爐的PLC系統(tǒng)的電源原先均來自電網(wǎng)供電。由于該地區(qū)屬能源重化工基地，電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)出電壓和電流。特別是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，如開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備啟停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路瞬態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。雖然PLC電源采用隔離電源。但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。
根據(jù)實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)分析，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對(duì)隔離是不可能的。例如，其中兩臺(tái)蓄熱式加熱爐在以前運(yùn)行中，經(jīng)常無規(guī)律性出現(xiàn)故障，整個(gè)眥系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。故障時(shí)12PU模塊上指示內(nèi)部故障的LED顯示“INTF”(用戶程序錯(cuò)誤)、指示外部故障的LED顯示“EXTF”(I/O模板的故障)，經(jīng)常報(bào)警，我們從PLC程序開始到I/O模板逐一排查，均未查出問題，但將PLC重啟后故障消除。如此重復(fù)數(shù)次后。懷疑是電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障，所以我們改用在線式不間斷供電電源(UPS)為PLC供電，經(jīng)改造后，運(yùn)行將近兩年，PLC不再頻繁報(bào)警。
電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。此外，普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，也容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。
2．來自信號(hào)線的干擾此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾．即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。
由信號(hào)引入干擾會(huì)引起：I／O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I／O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重．由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。
例如：某軋鋼廠蓄熱式加熱爐的自動(dòng)出鋼系統(tǒng)．由于出鋼機(jī)、爐門的電機(jī)電源線與PLC控制回路的PROFIBUS信號(hào)線的距離偏近，出鋼機(jī)啟停過程中產(chǎn)生電磁輻射，控制回路的信號(hào)線受電磁輻射感應(yīng)的干擾，致使自動(dòng)出鋼系統(tǒng)時(shí)常在出鋼時(shí)工作異常：出鋼機(jī)前進(jìn)過程中，爐門突然下降，使?fàn)t門與出鋼托桿相撞，將爐門撞壞。后經(jīng)改造，使控制回路的信號(hào)線遠(yuǎn)離強(qiáng)電電源．才得以控制。
(注：PROFIBUS是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線．它取代了以往的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的I／O連接方式．只用一根PROFIBUS電纜和標(biāo)準(zhǔn)的。PROFIBUS插頭就可以完成連接的過程。本例中的PROFIBUS電纜的作用是連接控制室PLC與現(xiàn)場(chǎng)PLC)。為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾，我們將PROFIBUS電纜遠(yuǎn)離動(dòng)力電纜，動(dòng)力電纜走地下電纜溝，PROFIBUS電纜走架空線路。而對(duì)于其他信號(hào)電纜，不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敷設(shè)。避免同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)。避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敷設(shè)，以減少電磁干擾。
3．來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。
例如：某鋼鐵廠蓄熱式加熱爐在大修施工期間，某電工將PLC系統(tǒng)的系統(tǒng)地、屏蔽地、保護(hù)地接到一起，調(diào)試過程中，整個(gè)爐子的控制系統(tǒng)極不穩(wěn)定，如時(shí)常接收到誤信號(hào)(PLC接收到引風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、給水泵等掉電信號(hào)，而實(shí)際上以上設(shè)備均正常運(yùn)行)，使?fàn)t子連鎖緊急停爐，嚴(yán)重威脅到生產(chǎn)的正常運(yùn)行。后將PLC系統(tǒng)的系統(tǒng)地、屏蔽地、保護(hù)地獨(dú)立接地，才避免了此類事故的發(fā)生。
PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響控制系統(tǒng)內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。控制系統(tǒng)工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響控制系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端a、b都接地．就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)，如雷擊時(shí)，地線電流將增大。
此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，形成干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其他接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布。
完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地：信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地；多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。
使用的隔離變壓器，其屏蔽層也要良好接地。次級(jí)連接線要使用雙絞線(減少電線間的干擾1，隔離變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組應(yīng)分別加屏蔽層，初級(jí)的屏蔽層接交流電網(wǎng)的地線；次級(jí)的屏蔽層和初級(jí)間屏蔽層接直流端。
而對(duì)于PROFIBUS電纜，由于干擾電流和電磁干擾是通過PROFIBUS電纜的屏蔽泄放到地的。因此，屏蔽到地的低阻抗十分重要。電纜屏蔽通常是兩端接地。特別在高頻干擾情況下，用這種方法可以很好的抑制干擾。在大范圍分散系統(tǒng)的各個(gè)總線之間存在電位差且不能實(shí)現(xiàn)等電位屏蔽接地時(shí)，就在一端將電纜屏蔽接地以避免在PROFIBUS電纜屏蔽中產(chǎn)生等電位屏蔽接地電流。因?yàn)樵陔娎|屏蔽中有電纜均衡電流流過，會(huì)大大的降低屏蔽的效率。
接地時(shí)注意：接地線應(yīng)盡量粗．一般用大于2平方毫米的銅芯線接地；接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近PLC控制器。接地線應(yīng)盡量避開強(qiáng)電回路和主回路的電線。不能避開時(shí)，應(yīng)垂直相交，應(yīng)盡量縮短平行走線的長(zhǎng)度。
PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，不僅涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，而且溫度、濕度、震動(dòng)、沖擊等對(duì)PLC都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此，在應(yīng)用中，找出問題所在，知道現(xiàn)場(chǎng)干擾的源頭，綜合考慮各方面的因素。才能解決、合理有效地抑制干擾，使PLC控制系統(tǒng)正常工作。例如，在選擇國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品時(shí)要注意：我國(guó)是采用220V高內(nèi)阻電網(wǎng)制式，而歐美地區(qū)是110V低內(nèi)阻電網(wǎng)。由于我國(guó)電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點(diǎn)電位漂移大，地電位變化大；工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾要比歐美地區(qū)高4倍以上．對(duì)系統(tǒng)抗干擾性能要求更高。在國(guó)外能正常工作的控制系統(tǒng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)工作就不一定能可靠運(yùn)行，這就要在采用國(guó)外產(chǎn)品時(shí)，按我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)(GB／T13926)合理選擇。
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