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怎樣解決PLC控制系統(tǒng)抗干擾問題
隨著科學(xué)技術(shù)的開展，PLC在工業(yè)操控中的運(yùn)用越來越廣泛。PLC操控體系的牢靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全出產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，體系的抗攪擾才干是關(guān)系到整個(gè)體系牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。自動(dòng)化體系中所運(yùn)用的各種類型PLC，有的是會(huì)集設(shè)備在操控室，有的是設(shè)備在出產(chǎn)現(xiàn)場和各電機(jī)設(shè)備上，它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所構(gòu)成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC操控體系牢靠性，規(guī)劃人員只需預(yù)先了解各種攪擾才干有用確保體系牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.電磁攪擾源及對(duì)體系的攪擾是什么？
影響PLC操控體系的攪擾源于一般影響工業(yè)操控設(shè)備的攪擾源相同，大都發(fā)生在電流或電壓劇烈改動(dòng)的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即攪擾源。
攪擾類型一般按攪擾發(fā)生的原因、噪聲的攪擾形式和噪聲的波形性質(zhì)的不同區(qū)分。其間：按噪聲發(fā)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振動(dòng)噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為繼續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按聲音攪擾形式不同，分為共模攪擾和差模攪擾。共模攪擾和差模攪擾是一種比較常用的分類方法。共模攪擾是信號(hào)對(duì)地面的電位差，首要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓送加所構(gòu)成。共模電壓有時(shí)較大，特別是選用阻隔功用差的電器供電室，變送器輸出信號(hào)的共模電壓遍及較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓經(jīng)過不對(duì)稱電路可改換成差模電壓，直接影響測控信號(hào)，構(gòu)成元器材損壞（這就是一些體系I/O模件損壞率較高的原因），這種共模攪擾可為直流、亦可為溝通。差模攪擾是指用于信號(hào)南北極間的攪擾電壓，首要由空間電磁場在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路改換共模攪擾所構(gòu)成的電壓，這種直接疊加在信號(hào)上，直接影響丈量與操控精度。
3.PLC操控體系中電磁攪擾的首要來歷有哪些呢？
(1)來自空間的輻射攪擾
空間的輻射電磁場（EMI）首要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等發(fā)生的，一般稱為輻射攪擾，其散布極為雜亂。若PLC體系置于射頻場內(nèi)，就回遭到輻射攪擾，其影響首要經(jīng)過兩條途徑；一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)發(fā)生攪擾；二是對(duì)PLC通訊內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通訊線路的感應(yīng)引進(jìn)攪擾。輻射攪擾與現(xiàn)場設(shè)備安置及設(shè)備所發(fā)生的電磁場巨細(xì)，特別是頻率有關(guān)，一般經(jīng)過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行維護(hù)。
(2)來自體系外引線的攪擾
首要經(jīng)過電源和信號(hào)線引進(jìn)，一般稱為傳導(dǎo)攪擾。這種攪擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)峻。
(3)來自電源的攪擾
實(shí)踐證明，因電源引進(jìn)的攪擾構(gòu)成PLC操控體系故障的狀況許多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后替換阻隔功用更高的PLC電源，問題才得到處理。
PLC體系的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。因?yàn)殡娋W(wǎng)掩蓋規(guī)模廣，將遭到所有空間電磁攪擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的改動(dòng)，開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流滾動(dòng)設(shè)備引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都經(jīng)過輸電線路到電源邊。PLC電源一般選用阻隔電源，但其組織及制作工藝要素使其阻隔性并不理想。實(shí)際上，因?yàn)樯⒉紖?shù)特別是散布電容的存在，肯定阻隔是不可能的。
(4)來自信號(hào)線引進(jìn)的攪擾
與PLC操控體系連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有用的各類信號(hào)之外，總會(huì)有外部攪擾信號(hào)侵入。此攪擾首要有兩種途徑：一是經(jīng)過變送器或共用信號(hào)外表的供電電源串入的電網(wǎng)攪擾，這往往被疏忽；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的攪擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)攪擾，這是很嚴(yán)峻的。由信號(hào)引進(jìn)攪擾會(huì)引起I/O信號(hào)作業(yè)反常和丈量精度大大降低，嚴(yán)峻時(shí)將引起元器材損害。關(guān)于阻隔功用差的體系，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相攪擾，引起共地體系總線回流，構(gòu)成邏輯數(shù)據(jù)改動(dòng)、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC操控體系因信號(hào)引進(jìn)攪擾構(gòu)成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)峻，由此引起體系故障的狀況也許多。
（5）來自接地體系紊亂時(shí)的攪擾
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）的有用手法之一。正確的接地，既能按捺電磁攪擾的影響，又能按捺設(shè)備向外宣布攪擾；而過錯(cuò)的接地，反而會(huì)引進(jìn)嚴(yán)峻的攪擾信號(hào)，使PLC體系將無法正常作業(yè)。PLC操控體系的地線包含體系地、屏蔽地、溝通地和維護(hù)地等。接地體系紊亂對(duì)PLC體系的攪擾首要是各個(gè)接地址電位散布不均，不同接地址間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響體系正常作業(yè)。例如電纜屏蔽層有必要一點(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)生反常狀況加雷擊時(shí)，地線電流將更大。
此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在改動(dòng)磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)呈現(xiàn)感應(yīng)電流，經(jīng)過屏蔽層與芯線之間的耦合，攪擾信號(hào)回路。若體系地與其它接地處理紊亂，所發(fā)生的地環(huán)流可能在地線上發(fā)生不等電位散布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模仿電路的正常作業(yè)。PLC作業(yè)的邏輯電壓攪擾容限較低，邏輯地電位的散布攪擾簡略影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，構(gòu)成數(shù)據(jù)紊亂、程序跑飛或死機(jī)。模仿地電位的散布將導(dǎo)致丈量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控的嚴(yán)峻失真和誤動(dòng)作。
（6）來自PLC體系內(nèi)部的攪擾
首要由體系內(nèi)部元器材及電路間的彼此電磁輻射發(fā)生，如邏輯電路互輻射及其對(duì)模仿電路的影響，模仿地與邏輯地的彼此影響及元器材間的彼此不匹配運(yùn)用等。這都屬于PLC制作廠對(duì)體系內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容規(guī)劃的內(nèi)容，比較雜亂，作為運(yùn)用部分是無法改動(dòng)，可不用過多考慮，但要挑選具有較多運(yùn)用實(shí)績或經(jīng)過考驗(yàn)的體系。
4．怎樣才干更好、更簡略處理PLC體系攪擾？
1）選用阻隔功用較好的設(shè)備、選用優(yōu)秀的電源，動(dòng)力線和信號(hào)線走線要愈加合理等等，也能處理攪擾，可是比較煩瑣、不易操作而且本錢較高。
2）運(yùn)用信號(hào)阻隔器這種產(chǎn)品處理攪擾問題。只需在有攪擾的當(dāng)?shù)?，輸入端和輸出端中心加上這種產(chǎn)品，就可有用處理攪擾問題。
5．為什么處理PLC體系攪擾都選信號(hào)阻隔器呢？
1）運(yùn)用簡略方便、牢靠，本錢低價(jià)。
2）可很多減輕規(guī)劃人員、體系調(diào)試人員作業(yè)量，即便雜亂的體系在一般的規(guī)劃人員手里，也會(huì)變的十分牢靠。
6．信號(hào)阻隔器作業(yè)原理是什么？
首先將PLC接納的信號(hào)，經(jīng)過半導(dǎo)體器材調(diào)制改換，然后經(jīng)過光感或磁感器材進(jìn)行阻隔改換，然后再進(jìn)行解調(diào)改換回阻隔前原信號(hào)或不同信號(hào)，一起對(duì)阻隔后信號(hào)的供電電源進(jìn)行阻隔處理。確保改換后的信號(hào)、電源、地之間肯定獨(dú)立。
7．信號(hào)阻隔器功用是什么？
一：維護(hù)下級(jí)的操控回路。
二：消弱環(huán)境噪聲對(duì)測驗(yàn)電路的影響。
三：按捺公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對(duì)設(shè)備的攪擾；一起對(duì)下級(jí)設(shè)備具有限壓、額流的功用是變送器、外表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠誠防護(hù)。規(guī)范系列導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，易于設(shè)備，可有用的阻隔：輸入、輸出和電源及大地之間的電位?？梢詰?zhàn)勝變頻器噪聲及各種高低頻脈動(dòng)攪擾。
8.現(xiàn)在商場有那么多品牌的阻隔器，價(jià)格良莠不齊，該怎樣挑選呢？
阻隔器坐落二個(gè)體系通道之間，所以挑選阻隔器首先要斷定輸入輸出功用，一起要使阻隔器輸入輸出形式（電壓型、電流型、環(huán)路供電型等）適應(yīng)前后端通道接口形式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強(qiáng)度﹑總線通訊功用等許多重要參數(shù)觸及產(chǎn)品功用，例如：噪音與精度有關(guān)、功耗熱量與牢靠性有關(guān)，這些需求運(yùn)用者慎選?？倸w，適用、牢靠、產(chǎn)品性價(jià)比是挑選阻隔器的首要準(zhǔn)則。
2.電磁攪擾源及對(duì)體系的攪擾是什么？
影響PLC操控體系的攪擾源于一般影響工業(yè)操控設(shè)備的攪擾源相同，大都發(fā)生在電流或電壓劇烈改動(dòng)的部位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即攪擾源。
攪擾類型一般按攪擾發(fā)生的原因、噪聲的攪擾形式和噪聲的波形性質(zhì)的不同區(qū)分。其間：按噪聲發(fā)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振動(dòng)噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為繼續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按聲音攪擾形式不同，分為共模攪擾和差模攪擾。共模攪擾和差模攪擾是一種比較常用的分類方法。共模攪擾是信號(hào)對(duì)地面的電位差，首要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓送加所構(gòu)成。共模電壓有時(shí)較大，特別是選用阻隔功用差的電器供電室，變送器輸出信號(hào)的共模電壓遍及較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓經(jīng)過不對(duì)稱電路可改換成差模電壓，直接影響測控信號(hào)，構(gòu)成元器材損壞（這就是一些體系I/O模件損壞率較高的原因），這種共模攪擾可為直流、亦可為溝通。差模攪擾是指用于信號(hào)南北極間的攪擾電壓，首要由空間電磁場在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路改換共模攪擾所構(gòu)成的電壓，這種直接疊加在信號(hào)上，直接影響丈量與操控精度。
3.PLC操控體系中電磁攪擾的首要來歷有哪些呢？
(1)來自空間的輻射攪擾
空間的輻射電磁場（EMI）首要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等發(fā)生的，一般稱為輻射攪擾，其散布極為雜亂。若PLC體系置于射頻場內(nèi)，就回遭到輻射攪擾，其影響首要經(jīng)過兩條途徑；一是直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)發(fā)生攪擾；二是對(duì)PLC通訊內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通訊線路的感應(yīng)引進(jìn)攪擾。輻射攪擾與現(xiàn)場設(shè)備安置及設(shè)備所發(fā)生的電磁場巨細(xì)，特別是頻率有關(guān)，一般經(jīng)過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行維護(hù)。
(2)來自體系外引線的攪擾
首要經(jīng)過電源和信號(hào)線引進(jìn)，一般稱為傳導(dǎo)攪擾。這種攪擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)峻。
(3)來自電源的攪擾
實(shí)踐證明，因電源引進(jìn)的攪擾構(gòu)成PLC操控體系故障的狀況許多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后替換阻隔功用更高的PLC電源，問題才得到處理。
PLC體系的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。因?yàn)殡娋W(wǎng)掩蓋規(guī)模廣，將遭到所有空間電磁攪擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的改動(dòng)，開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流滾動(dòng)設(shè)備引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都經(jīng)過輸電線路到電源邊。PLC電源一般選用阻隔電源，但其組織及制作工藝要素使其阻隔性并不理想。實(shí)際上，因?yàn)樯⒉紖?shù)特別是散布電容的存在，肯定阻隔是不可能的。
(4)來自信號(hào)線引進(jìn)的攪擾
與PLC操控體系連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有用的各類信號(hào)之外，總會(huì)有外部攪擾信號(hào)侵入。此攪擾首要有兩種途徑：一是經(jīng)過變送器或共用信號(hào)外表的供電電源串入的電網(wǎng)攪擾，這往往被疏忽；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的攪擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)攪擾，這是很嚴(yán)峻的。由信號(hào)引進(jìn)攪擾會(huì)引起I/O信號(hào)作業(yè)反常和丈量精度大大降低，嚴(yán)峻時(shí)將引起元器材損害。關(guān)于阻隔功用差的體系，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相攪擾，引起共地體系總線回流，構(gòu)成邏輯數(shù)據(jù)改動(dòng)、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC操控體系因信號(hào)引進(jìn)攪擾構(gòu)成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)峻，由此引起體系故障的狀況也許多。
（5）來自接地體系紊亂時(shí)的攪擾
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）的有用手法之一。正確的接地，既能按捺電磁攪擾的影響，又能按捺設(shè)備向外宣布攪擾；而過錯(cuò)的接地，反而會(huì)引進(jìn)嚴(yán)峻的攪擾信號(hào)，使PLC體系將無法正常作業(yè)。PLC操控體系的地線包含體系地、屏蔽地、溝通地和維護(hù)地等。接地體系紊亂對(duì)PLC體系的攪擾首要是各個(gè)接地址電位散布不均，不同接地址間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響體系正常作業(yè)。例如電纜屏蔽層有必要一點(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)生反常狀況加雷擊時(shí)，地線電流將更大。
此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在改動(dòng)磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)呈現(xiàn)感應(yīng)電流，經(jīng)過屏蔽層與芯線之間的耦合，攪擾信號(hào)回路。若體系地與其它接地處理紊亂，所發(fā)生的地環(huán)流可能在地線上發(fā)生不等電位散布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模仿電路的正常作業(yè)。PLC作業(yè)的邏輯電壓攪擾容限較低，邏輯地電位的散布攪擾簡略影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，構(gòu)成數(shù)據(jù)紊亂、程序跑飛或死機(jī)。模仿地電位的散布將導(dǎo)致丈量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控的嚴(yán)峻失真和誤動(dòng)作。
（6）來自PLC體系內(nèi)部的攪擾
首要由體系內(nèi)部元器材及電路間的彼此電磁輻射發(fā)生，如邏輯電路互輻射及其對(duì)模仿電路的影響，模仿地與邏輯地的彼此影響及元器材間的彼此不匹配運(yùn)用等。這都屬于PLC制作廠對(duì)體系內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容規(guī)劃的內(nèi)容，比較雜亂，作為運(yùn)用部分是無法改動(dòng)，可不用過多考慮，但要挑選具有較多運(yùn)用實(shí)績或經(jīng)過考驗(yàn)的體系。
4．怎樣才干更好、更簡略處理PLC體系攪擾？
1）選用阻隔功用較好的設(shè)備、選用優(yōu)秀的電源，動(dòng)力線和信號(hào)線走線要愈加合理等等，也能處理攪擾，可是比較煩瑣、不易操作而且本錢較高。
2）運(yùn)用信號(hào)阻隔器這種產(chǎn)品處理攪擾問題。只需在有攪擾的當(dāng)?shù)?，輸入端和輸出端中心加上這種產(chǎn)品，就可有用處理攪擾問題。
5．為什么處理PLC體系攪擾都選信號(hào)阻隔器呢？
1）運(yùn)用簡略方便、牢靠，本錢低價(jià)。
2）可很多減輕規(guī)劃人員、體系調(diào)試人員作業(yè)量，即便雜亂的體系在一般的規(guī)劃人員手里，也會(huì)變的十分牢靠。
6．信號(hào)阻隔器作業(yè)原理是什么？
首先將PLC接納的信號(hào)，經(jīng)過半導(dǎo)體器材調(diào)制改換，然后經(jīng)過光感或磁感器材進(jìn)行阻隔改換，然后再進(jìn)行解調(diào)改換回阻隔前原信號(hào)或不同信號(hào)，一起對(duì)阻隔后信號(hào)的供電電源進(jìn)行阻隔處理。確保改換后的信號(hào)、電源、地之間肯定獨(dú)立。
7．信號(hào)阻隔器功用是什么？
一：維護(hù)下級(jí)的操控回路。
二：消弱環(huán)境噪聲對(duì)測驗(yàn)電路的影響。
三：按捺公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對(duì)設(shè)備的攪擾；一起對(duì)下級(jí)設(shè)備具有限壓、額流的功用是變送器、外表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠誠防護(hù)。規(guī)范系列導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，易于設(shè)備，可有用的阻隔：輸入、輸出和電源及大地之間的電位?？梢詰?zhàn)勝變頻器噪聲及各種高低頻脈動(dòng)攪擾。
8.現(xiàn)在商場有那么多品牌的阻隔器，價(jià)格良莠不齊，該怎樣挑選呢？
阻隔器坐落二個(gè)體系通道之間，所以挑選阻隔器首先要斷定輸入輸出功用，一起要使阻隔器輸入輸出形式（電壓型、電流型、環(huán)路供電型等）適應(yīng)前后端通道接口形式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強(qiáng)度﹑總線通訊功用等許多重要參數(shù)觸及產(chǎn)品功用，例如：噪音與精度有關(guān)、功耗熱量與牢靠性有關(guān)，這些需求運(yùn)用者慎選?？倸w，適用、牢靠、產(chǎn)品性價(jià)比是挑選阻隔器的首要準(zhǔn)則。
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