文档介绍：ＰＬＣ控制系统的抗干扰及措施
摘要:分析了影响PLC控制系统稳定性的主要干扰源、成因。从硬件电路设计和软件程序编制入手,研究探讨提高PLC控制系统抗干扰能力的方法和措施。
关键词:PLC控制系统抗干扰接地技术
1、概述
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备。尽管其制造厂采取了一些措施,使得它的可靠性较高,但还有许多外部因素对它产生干扰,造成程序误变或运算错误。由于PLC的应用场合越来越广,应用环境越来越复杂,所受到的干扰也越来越多。因此,研究PLC控制系统干扰信号的来源、成因及抑制措施,对于提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。
2、干扰源及一般分类
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。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。其中: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。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,这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
3、PLC系统中干扰的主要来源及措施
A、供电电源
由于PLC本身抗干扰的能力很强,通常只要将PLC电源与系统动力设备分开配线,对于从电源来的干扰,具有足够强的抑制能力。但是,如果遇到特殊情况,电源干扰特别严重,可采用带屏蔽层的隔离变压器供电,甚至加接线路滤波器,以抑制从交直流电源侵入的差模和共模瞬变干扰,还可抑制PLC内部开关电源向外辐射噪声。在有较强干扰源的环境中使用PLC,或对PLC工作可靠性要求特别高时,应将屏蔽层和PLC浮动的端子接地。
B、接地
在PLC控制系统中,具有多种形式的“地”,主要有:
(1)信号地:是输入端信号元件――传感器的地。
(2)交流地:交流供电电源的N线,通常它是产生噪声的主要地方。
(3)屏蔽地:一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网,通过专门的铜导线将其与地壳连接。
(4)保护地:一般将机器设备外壳或设备内独立器件的外壳接地,用以保护人身安全和防护设备漏电。
为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰,应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下,接地方式与信号频率有关,当频率低于1MHz时,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1～10MHz间采用哪种接地视实际情况而定。因此,PLC组成的控制系统常用一点接地,,接地电阻不能大于100Ω,接地线最好是专用地线。这种若达不到要求,也可采用公共接地方式,禁止采用与其它设备串联接地的方式。
交流电源在传输时,在相当一段间隔的电源导线上,会有几mV、甚至几V的电压,而低电平信号传输要求线路电平为零。为防止交流电对低电平信号的干扰,在直流信号的导线上要加隔离屏蔽;不允许信号源与交流电共用一根地线;各个接地点通过接地铜牌连接到一起。
屏蔽地、保