残极加料机PLC控制系统干扰的抑制方法

胡苗福，孙益敏（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

残极加料机PLC控制系统干扰的抑制方法

胡苗福，孙益敏
（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

随着工业技术的不断发展，PLC技术应用也越来越广泛，PLC技术给工业控制带来了很大的便捷，提供了全新的工业控制方式，提高了工业控制的精度，但同时由于PLC系统是精密的电子元器件组合而成的控制系统，包括数字量的输入输出，也有模拟量的逻辑运算，现在的工业环境复杂，这些对系统的稳定性以及抗干扰性提出了很高的要求，因此要从硬件上以及软件上做好各项抗干扰措施，以提高PLC的稳定性。

PLC；可靠性；直流电源；抗干扰；隔离变压器；稳定性

1 引言

PLC控制系统是现代化工业的重要组成部分，它应用面广、功能强大，极大提升和改善了工业生产过程 控制的精度以及生产效率，已经成为了工业过程自动化的支柱，正因为PLC应用的广泛以及重要性，PLC运行的可靠性直接影响到工业生产顺行以及生产效率，为了提高PLC的可靠性［1］，PLC系统本身的抗干扰能力就非常重要，也是衡量PLC性能的重要方面，现代工业现场中有大量的电子元器件同时在工作，环境复杂，很多大功率电气设备启停会产生干扰，从而大大降低了PLC控制系统的可靠性［2］。

2 干扰产生的原因分析

在紫金铜业残极加料机PLC系统运行中，就出现了PLC系统被干扰的现象。当PLC被干扰时，整个PLC系统中输入输出点的指示灯都出现异常闪烁，导致已经吸合的油泵电机接触器出现短暂松开，但是又马上吸合的现象，从而出现液压站工作不稳定，系统液压压力不稳定。严重时，油泵电机频繁启动，电机接触器频繁吸合，电机启动电流过大，导致总电源空气开关跳电，使整个系统停止运转。根据PLC系统被干扰的原因分析，总结出三大原因。

第一大原因，电源系统的干扰以及PLC供电电源本身的不稳定。在工业现场中，开关分合产生的浪涌、大型电力设备（比如变频器、变压器、电动机）的启停、电网短路产生非常大的速断电流等均能在电网中形成脉冲干扰［3］。这些干扰源都会对PLC的电源系统产生影响。

结合这个原因，通过对残极加料机系统的检查，发现残极加料系统中的PLC系统与电磁离合器共用一个直流电源，检测到系统供电的直流电源只有19V，没有达到要求的24V。进一步检查发现电源电压不稳定的原因是：残极加料机工作时，位于加料机装入部分的直流电磁离合器需要频繁动作，电磁离合器经常快速吸合分离，导致系统直流电压不稳定，这是PLC系统出现不稳定的主要原因，也是典型的电源系统受到干扰的现象。解决问题的办法是加装了一套直流电源系统，对PLC系统与电磁离合器进行单独供电。

第二大原因，在现场环境中，动力电缆和控制电缆很多，如果施工出现不规范，将电动机的动力电缆和控制电缆放在一个电缆桥架里面，就很容易出现PLC系统连接的各类信号传输线有外部干扰信号侵入的现象［4］。这种外部感应干扰会引起输入输出信号工作异常和PLC模拟量测量模块的精度大大降低，严重时会将I/O点和模拟量测量模块烧坏。若系统隔离性能较差，还将导致信号间互相干扰，造成逻辑数据变化、使PLC处理出现问题，产生误动作甚至死机［5］。

第三大原因，PLC接地系统不规范不符合要求。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件之一，以避免偶然发生的电压冲击危害［5］。

3 干扰抑制方法

3.1 抑制PLC电源系统的干扰

PLC系统运行时，电源是整个PLC系统的动力来源，就像是PLC的心脏，需要格外加以关注，应做好各种抗干扰措施，可以做好以下措施来抑制干扰。

（1）将PLC控制系统的电源和动力部分电源分开供电，不使用一个电源系统。直流电源最好选择性能可靠容量较大的直流电源，从而保持电源的供电稳定［4］。

（2）增加低通滤波器［3］，用来滤去交流电源中的高频分量或脉冲电流，对于直流供电，可用电容滤波，消除干扰对PLC系统的影响。

（3）增加隔离变压器，在电源接入PLC系统前加装隔离变压器，其初级屏蔽层接中性线，二次侧屏蔽层与PLC系统共地，用以阻断干扰的传导通路，并抑制干扰信号的强度，同时配合使用低通滤波器。

3.2 抑制来自控制电缆的干扰

要解决这种干扰，主要做好以下工作：

（1）控制电缆必须选择带有金属屏蔽层的电缆，而且屏蔽层要单端接地，而且要在控制器侧接地，电缆不能串用，一根电缆要么用作直流信号用，要么就用作交流，而不能交直流混用。

（2）要将控制电缆和动力电缆分开敷设，不要走同一个电缆桥架或者同一线管，而且如果有变频电机，由于变频电机对系统的干扰是很大的，因此变频电机的动力电缆最好也选择带屏蔽的动力电缆。

3.3 抑制接地不良产生的干扰

（1）控制系统最好能单独做接地，在系统的附近设立PLC系统专用接地桩［3］，为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，应从专用接地桩敷设规格符合系统要求的接地线连接至PLC控制柜，接地线与动力设备（如电动机）的接地点应分开，若现场无法达到此要求，则可与其它设备共用接地，但严禁与其它设备串联再去接地。

（2）接地电阻要小于4Ω［6］，接地线要尽量粗，而且接地点最好靠近PLC装置，其间的距离要小于50m，接地线敷设应避开强电回路，若无法避开时，应垂直相交，缩短两者平行走线的长度，从而减少干扰。

4 结束语

总而言之，从残极加料机的PLC控制系统被干扰的现象中，可以看到干扰的危害性是很大的，因此要做好各方面的工作，防止PLC系统受干扰，要对PLC所处的环境作全面的分析，确定干扰性质，并采取相应的抗干扰措施，才能保证系统长期稳定地工作。要做好各个细节，不要心存侥幸，避免施工时为图省事，不按规范施工，从而导致以后PLC系统出现干扰的现象。

［1］朱加喜, 刘佳. 干除灰PLC控制系统故障分析及处理[J]. 仪器仪表用户, 2013(4):94-96.

［2］常珍, 郝洪亮, 庞永鑫. 顶部驱动设备控制系统的干扰源分析与解决方案[J]. 仪器仪表用户, 2013(5):96-98.

［3］费跃哲, 刘雨, 蒋谊, 等. PLC控制系统受到的干扰分析[J]. 微处理机,2011(4):65-66.

［4］窦美霞. PLC系统的抗干扰措施[J]. 甘肃科技, 2012(24):64-65,57.

［5］陈辉, 邵林 .基于PLC控制系统的抗干扰研究[J]. 科技信息, 2009(25):52, 57.

［6］黄葵. 浅谈PLC在工业自动化控制系统中的应用[J]. 科学之友, 2011(8):144-145.

Methods of Inhibiting Residual Polar Feeding Machine PLC Control System Interference

HU Miao-fu，SUN Yi-min
（Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

With the continuous development of industrial technology, PLC technology application is becoming more and more widely, the PLC technology brings a lot of convenient to the industrial control , provides a new way of industrial control, improves the accuracy of the industrial control, but the PLC system is a combination of sophisticated electronic components control system at the same time , including digital quantity input/output, also has analog logic operation, now the industrial environment is complex, therefore the high request for system stability and anti-interference measures is proposed. So, we must make various anti-interference measures from the hardware and software.

PLC；DC power supply；reliability；anti disturbance；isolating transformers；stability

TF806；TP27

B

1009-3842（2015）03-0081-02

2014-09-23

胡苗福（1984-），男，江西吉安县人，本科，主要从事电气检修工作。E-mail:1911017379@qq.com