【摘要】随着科学技术的飞速发展，PLC在企业生产的各个环节中有着越来越广泛的应用（如西门子、三菱和欧姆龙）。可编程控制器（Programmable Logic Controller简称PLC）具有体积小、通用性好、功能强、实用性强、价格便宜、可靠性高等优点，但是由于PLC在安装施工、调试和维护等过程中的不当操作，很容易降低PLC的稳定性，甚至影响设备的安全运行，造成重大安全事故和经济损失。本文通过对PLC的干扰源的进行深入分析，从PLC系统设计和现场安装调试两个方面总结出了抑制PLC系统干扰源的措施，对PLC系统干扰源的抑制提供了参考依据。 【关键词】PLC；干扰源；对策分析 PLC是根据工业控制的要求设计出来的控制系统，其在工业上的实用性和体现出来的良好稳定性，得到了业界的广泛认可。稳定性和可靠性是PLC可靠运行的前提，PLC对工业生产中的安全生产和经济运行有着直接而深远的影响，因此抑制PLC干扰源十分必要且意义重大。PLC的可靠性和稳定性，能够保障PLC无故障工作的时间高达几万个小时，然而在工业上PLC需要处于强电设备和强电电路所形成的复杂运行环境中，这样就有可能降低PLC系统的稳定性和可靠性。提高PLC的稳定性不仅要求生产厂家在技术上提高PLC系统的抗干扰能力，也需要在设备安装和维护上引起足够重视，规范操作流程，互相配合解决问题，提高PLC系统的抗干扰能力。 一、PLC干扰源的分类 工业上，因强烈电荷变化移动而产生噪声的电压和电流是PLC控制系统的主要干扰源。PLC在工业控制中，所处的环境大不相同，但PLC控制系统的干扰源在形式上主要分为两个类型，一类是由于PLC内部设计和元器件质量的问题，所形成的内部干扰；另一类是来自外部环境的干扰，如电磁辐射、电流和电压波动、接地线、电源线和信号线的传入干扰。 1.来自系统内部的干扰 PLC控制系统设计的兼容性和内部元器件与电路之间产生的电磁辐射是PLC控制系统内部干扰源的主要组成部分，其主要干扰内容是元器件相互之间的不匹配使用；模拟地与逻辑地的相互影响以及逻辑电路对模拟电路的影响等。作为用户的我们，只有选择性能优越的PLC系统才能避免这些干扰源。 2.来自系统外引线的干扰 系统引线是工业现象中较为常见和最严重的干扰来源。PLC系统连接线在传输各种信息时，外部信号主要有以下三种方式侵入，一种方式是干扰强度比较低的电网干扰，即共用信号仪表或变送器供电电源的电网干扰，如电力设备的启动和停止、开关操作的浪涌、电路短路暂停状态以及交直流传动装置产生的谐波等；第二种方式是受信号线外部电磁辐射感应的干扰，这也是最严重的干扰，这种干扰方式会降低PLC的测量精度，造成输入输出点信号工作异常和元器件的损坏，对一些性能稍差的PLC系统，会造成信号之间的相互干扰，引发系统故障；第三种就是PLC控制中系统接地、保护接地、交流接地和屏蔽接地等混乱相接的干扰，正确的接地不仅能够抑制干扰的影响，而且也能够在很大程度上有效提高系统电磁设备的兼容性，错误的接地则会导致接地点电位分布不均匀，形成电位差，导致环形电路，加重电磁对信号的干扰。如果屏蔽线的两端全部接地，则屏蔽线的屏蔽层、接地线和大地之间就形成了闭合回路，就存在电位差，就有电流流过屏蔽层，再加上变化磁场的作用，屏蔽层内就会出现感应电流，干扰信号回路，所以电缆屏蔽线一定要一端接地。 二、PLC系统在设计时的抗干扰措施 1.电源 2.电抗 3.漏电流 4.光隔离技术 PLC设计人员为了能够把地线环路中产生的噪声电信号和外部干扰信号与PLC本机置于相互隔离的环境中，PLC设计人员通过采用光隔离技术来保证脉冲量和开关量在PLC输入输出端的正常工作。 5.软件设计 采用软件数字滤波来提高输入信号的真实性；对位移、流量等在一定范围内波动的参数，采用算数平均法；对温度等变化较慢的参参考数据，采用多次连续变化中间的数据作为最终信号；对于随机干扰系统变化剧烈的参数，进行不低于连续六次的采样，选取最大值的程序限幅法。 三、现场安装调试时的抗干扰措施 1.接地能够有效地消除干扰信号 PLC控制系统供电中的交流地通过变压器中心点构成供电两条回路之一，在这条回路上存在着电流和各种谐波电流等干扰因素，所以必须要把直流地线、交流地线、数字地和模拟地分开；系统端子在受到比较严重的干扰时，无法抵抗其干扰，所以这个端子要与接大地端子连接，为了避免雷击，接大地的端子与大地之间尽可能选择截面比较大的专用接地线。 2.电缆敷设要充分考虑当前的环境因素 特别要注意200V和400V动力线的铺设，在同一个走线槽内，两者之间的间隔必须要大于100mm，且一定要用接地的金属板屏蔽起来；不能把PLC基本单元与扩展单元之间的电缆与其他电缆敷设在一个管道内；采用把PLC系统的输入线绞和起来的方法，来降低共模干扰；不能将脉冲线与数据线接近或捆扎在一起；在使用屏蔽线时，一定要一端接地，避免电位差的形成。 3.采用屏蔽的方法抑制电容性噪声耦合 一要屏蔽信号电缆，对传输不同数据的屏蔽线，进行不同方式的接地，如采用一端接地的模拟信号屏蔽线和采用两端同时接地的数字信号屏蔽线；二要屏蔽PLC机壳，将PLC机壳与电控柜悬浮在空中，并在PLC机壳的下面加上一块等位屏蔽板，用一根铜导线把机壳和保护地连接起来，以消除电磁干扰，必要时对PLC的零线和地线分块设置接地，分块供电。 四、结语 PLC系统的干扰问题是工业中涉及最广泛而又最复杂的问题，因此要解决这个难题需要PLC系统设计人员和企业的共同努力。一方面设计人员要综合考虑各方面因素，不断改进技术，设计出性能优良、抗干扰能力强的PLC系统；另一方面，企业要根据生产中出现的实际问题，追溯干扰源头，合理有效地采取抑制干扰源的措施，以保证PLC的稳定运行。 参考文献 [1]陈启明.测量控制仪表使用中的防干扰措施[J].仪表技术与传感器，2010（5）. [2]徐晓莹，张秀然，张艳.电子信息系统接地抗干扰技术之探讨[J].现代电子技术，2009（10）. [3]严航明.交换开关PLC控制系统受干扰联锁开路故障的分析与解决方法[J].数字技术与应用，2012（02）. [4]高永胜.可编程序控制器的抗干扰措施[J].机械管理开发，2009（5）. [5]王存记，曹秀海，辛琦.PLC控制系统中常见的电磁干扰及防治措施[J].煤矿机械，2011（3）. [6]吴中俊等.可编程序控制器原理及应用[M].机械工业出版社，2009.
【摘要】随着科学技术的飞速发展，PLC在企业生产的各个环节中有着越来越广泛的应用（如西门子、三菱和欧姆龙）。可编程控制器（Programmable Logic Controller简称PLC）具有体积小、通用性好、功能强、实用性强、价格便宜、可靠性高等优点，但是由于PLC在安装施工、调试和维护等过程中的不当操作，很容易降低PLC的稳定性，甚至影响设备的安全运行，造成重大安全事故和经济损失。本文通过对PLC的干扰源的进行深入分析，从PLC系统设计和现场安装调试两个方面总结出了抑制PLC系统干扰源的措施，对PLC系统干扰源的抑制提供了参考依据。 【关键词】PLC；干扰源；对策分析 PLC是根据工业控制的要求设计出来的控制系统，其在工业上的实用性和体现出来的良好稳定性，得到了业界的广泛认可。稳定性和可靠性是PLC可靠运行的前提，PLC对工业生产中的安全生产和经济运行有着直接而深远的影响，因此抑制PLC干扰源十分必要且意义重大。PLC的可靠性和稳定性，能够保障PLC无故障工作的时间高达几万个小时，然而在工业上PLC需要处于强电设备和强电电路所形成的复杂运行环境中，这样就有可能降低PLC系统的稳定性和可靠性。提高PLC的稳定性不仅要求生产厂家在技术上提高PLC系统的抗干扰能力，也需要在设备安装和维护上引起足够重视，规范操作流程，互相配合解决问题，提高PLC系统的抗干扰能力。 一、PLC干扰源的分类 工业上，因强烈电荷变化移动而产生噪声的电压和电流是PLC控制系统的主要干扰源。PLC在工业控制中，所处的环境大不相同，但PLC控制系统的干扰源在形式上主要分为两个类型，一类是由于PLC内部设计和元器件质量的问题，所形成的内部干扰；另一类是来自外部环境的干扰，如电磁辐射、电流和电压波动、接地线、电源线和信号线的传入干扰。 1.来自系统内部的干扰 PLC控制系统设计的兼容性和内部元器件与电路之间产生的电磁辐射是PLC控制系统内部干扰源的主要组成部分，其主要干扰内容是元器件相互之间的不匹配使用；模拟地与逻辑地的相互影响以及逻辑电路对模拟电路的影响等。作为用户的我们，只有选择性能优越的PLC系统才能避免这些干扰源。 2.来自系统外引线的干扰 系统引线是工业现象中较为常见和最严重的干扰来源。PLC系统连接线在传输各种信息时，外部信号主要有以下三种方式侵入，一种方式是干扰强度比较低的电网干扰，即共用信号仪表或变送器供电电源的电网干扰，如电力设备的启动和停止、开关操作的浪涌、电路短路暂停状态以及交直流传动装置产生的谐波等；第二种方式是受信号线外部电磁辐射感应的干扰，这也是最严重的干扰，这种干扰方式会降低PLC的测量精度，造成输入输出点信号工作异常和元器件的损坏，对一些性能稍差的PLC系统，会造成信号之间的相互干扰，引发系统故障；第三种就是PLC控制中系统接地、保护接地、交流接地和屏蔽接地等混乱相接的干扰，正确的接地不仅能够抑制干扰的影响，而且也能够在很大程度上有效提高系统电磁设备的兼容性，错误的接地则会导致接地点电位分布不均匀，形成电位差，导致环形电路，加重电磁对信号的干扰。如果屏蔽线的两端全部接地，则屏蔽线的屏蔽层、接地线和大地之间就形成了闭合回路，就存在电位差，就有电流流过屏蔽层，再加上变化磁场的作用，屏蔽层内就会出现感应电流，干扰信号回路，所以电缆屏蔽线一定要一端接地。 二、PLC系统在设计时的抗干扰措施 1.电源 2.电抗 3.漏电流 4.光隔离技术 PLC设计人员为了能够把地线环路中产生的噪声电信号和外部干扰信号与PLC本机置于相互隔离的环境中，PLC设计人员通过采用光隔离技术来保证脉冲量和开关量在PLC输入输出端的正常工作。 5.软件设计 采用软件数字滤波来提高输入信号的真实性；对位移、流量等在一定范围内波动的参数，采用算数平均法；对温度等变化较慢的参参考数据，采用多次连续变化中间的数据作为最终信号；对于随机干扰系统变化剧烈的参数，进行不低于连续六次的采样，选取最大值的程序限幅法。 三、现场安装调试时的抗干扰措施 1.接地能够有效地消除干扰信号 PLC控制系统供电中的交流地通过变压器中心点构成供电两条回路之一，在这条回路上存在着电流和各种谐波电流等干扰因素，所以必须要把直流地线、交流地线、数字地和模拟地分开；系统端子在受到比较严重的干扰时，无法抵抗其干扰，所以这个端子要与接大地端子连接，为了避免雷击，接大地的端子与大地之间尽可能选择截面比较大的专用接地线。 2.电缆敷设要充分考虑当前的环境因素 特别要注意200V和400V动力线的铺设，在同一个走线槽内，两者之间的间隔必须要大于100mm，且一定要用接地的金属板屏蔽起来；不能把PLC基本单元与扩展单元之间的电缆与其他电缆敷设在一个管道内；采用把PLC系统的输入线绞和起来的方法，来降低共模干扰；不能将脉冲线与数据线接近或捆扎在一起；在使用屏蔽线时，一定要一端接地，避免电位差的形成。 3.采用屏蔽的方法抑制电容性噪声耦合 一要屏蔽信号电缆，对传输不同数据的屏蔽线，进行不同方式的接地，如采用一端接地的模拟信号屏蔽线和采用两端同时接地的数字信号屏蔽线；二要屏蔽PLC机壳，将PLC机壳与电控柜悬浮在空中，并在PLC机壳的下面加上一块等位屏蔽板，用一根铜导线把机壳和保护地连接起来，以消除电磁干扰，必要时对PLC的零线和地线分块设置接地，分块供电。 四、结语 PLC系统的干扰问题是工业中涉及最广泛而又最复杂的问题，因此要解决这个难题需要PLC系统设计人员和企业的共同努力。一方面设计人员要综合考虑各方面因素，不断改进技术，设计出性能优良、抗干扰能力强的PLC系统；另一方面，企业要根据生产中出现的实际问题，追溯干扰源头，合理有效地采取抑制干扰源的措施，以保证PLC的稳定运行。 参考文献 [1]陈启明.测量控制仪表使用中的防干扰措施[J].仪表技术与传感器，2010（5）. [2]徐晓莹，张秀然，张艳.电子信息系统接地抗干扰技术之探讨[J].现代电子技术，2009（10）. [3]严航明.交换开关PLC控制系统受干扰联锁开路故障的分析与解决方法[J].数字技术与应用，2012（02）. [4]高永胜.可编程序控制器的抗干扰措施[J].机械管理开发，2009（5）. [5]王存记，曹秀海，辛琦.PLC控制系统中常见的电磁干扰及防治措施[J].煤矿机械，2011（3）. [6]吴中俊等.可编程序控制器原理及应用[M].机械工业出版社，2009.