文档介绍：工业控制系统中应用的PLC抗干扰技术
【摘要】PLC控制系统在工业应用中会受到各种干扰,本文对PLC抗干扰技术进行了详细论述,并总结了抑制、消除干扰的常用方法和一些对策。
【关键词】PLC 干扰类型抗干扰

1 前言
工业控制系统中所使用的各种类型PLC,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中,虽然PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置,具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行的稳定性和较高的可靠性,但是由于它直接和现场的I/O设备相连,外来干扰很容易通过电源线或I/O传输线侵入,从而引起控制系统的错误动作。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。外部干扰与系统结构无关,是随机的,且干扰源是无法消除的,只能针对具体情况加以限制;内部干扰与系统结构有关,主要通过系统内交流主电路,模拟量输入信号等引起,可合理设计系统线路来削弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。
2 PLC系统的基本组成结构
可编程控制器硬件系统由PLC、功能I/O单元和外部设备组成,如图1所示。其中PLC由CPU、存储器、基本I/O模块、I/O扩展接口、外设接口和电源等部分组成,各部分之间由内部系统总线连接。

3 抗干扰的技术对策分析
为防止干扰,可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中,硬件抗干扰是主要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制和消除干扰源,切断干扰对系统的耦合通道,降低系统对干扰信号的敏感性。软件抗干扰技术作为硬件措施的辅助手段,减少随机性信号的干扰,其设计简单、修改灵活、耗费资源少,在PLC测控系统中同样获得了广泛的应用。

电网的干扰、频率的波动,将直接影响到PLC系统的可靠性与稳定性。如何抑制电源系统的干扰是提高PLC的抗干扰性能的主要环节。
(1)加装滤波、隔离、屏蔽、开关稳压电源系统
滤波器可抑制干扰信号从电源线传导到系统中。使用隔离变压器,屏蔽层要良好接地;次级连接线要使用双绕线(减少电线间的干扰),隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层,初级的屏蔽层接交流电网的零线;次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。开头稳压电源可抑制电网大容量设备起停引起电网电压的波动,保持供电电压的稳压。
(2)分离供电系统
PLC的控制器与I/O系统分别由各自的隔离变压器供电,并与主电源分开,这样当输入输出供电断电时,不会影响到控制器的供电。

接地是抑制噪声和防止干扰的重要手段,良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。给PLC接以专用地线可抑制附加在电源及输入、输出端的干扰。接地线与动力设备的接地点应分开,若达不到此要求,则可与其它设备公共接地,严禁与其它设备串联接地。接地电阻要小于5
Ω,接地线要粗,面积要大于2平方毫米,而且接地点最好靠近PLC装置,其间的距离要小于50米,接地线应避开强电回路,若无法避开时,应垂直相交,缩短平行走线的长度。

为了实现输入输出电路上的完全隔离,近年来在控制系统中广泛应用光电耦合。光电耦合器具有以下特点:首先,由于是密封在一个管壳内,不会受到外界光的干扰;其次,由于靠光传送信号