PLC控制系统干扰及抗干扰措施研究

云南机电职业技术学院 张晓萍

PLC控制系统干扰及抗干扰措施研究

云南机电职业技术学院 张晓萍

本文对PLC控制系统来自空间、系统外部、PLC系统本身引起的干扰基础上分析，系统研究了提高PLC控制系统抗干扰能力的方法，具体从硬件配置和软件优化方面，提出了相应的抗干扰措施。

PLC；抗干扰；控制系统

现代化的科学技术发展进程中，PLC的工业控制用途越发广泛。PLC 控制系统的稳定性和可靠性对工业机械化的生产提高具有重要意义，因此PLC控制系统的抗干扰情况值得探讨。

PLC抗干扰能力虽然较好，但在实际工作环境中，PLC大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣环境中、安装使用不当、PLC的输入输出触点抖动、电源波形畸变等原因[1]，都会导致整个PLC控制系统无法可靠的运行，因此要提高PLC控制系统的抗干扰能力[2]。在PLC生产厂家保证PLC设备抗干扰能力的前提下，还需要充分考虑在工程设计以及施工安装和使用维护中的有效抗干扰措施。

1 PLC控制系统的干扰源

1.1 干扰源及其分类

干扰源：通常情况下，PLC控制系统的干扰源产生于电流或电压剧变的部位，工业控制设备的干扰源亦是如此。比如噪声源的产生则为电荷剧烈移动的部位。

干扰源分类：①按照噪声产生的原因不同，可分为放电噪声、高频振荡噪声、浪涌噪声等。②按照噪声的波形、性质不同，可分为偶发噪声、持续噪声等。ƒ按照噪声干扰模式的不同，可分为差模干扰和共模干扰[3]。

1.2 PLC控制系统的主要电磁干扰

1.2.1 PLC控制系统内部产生的干扰

多种电子设备的集中工作会产生磁场干扰，即PLC控制系统内部干扰是大量电子设备造成的[4]。其逻辑电路的相互辐射、内部逻辑电路对模拟电路的影响、元器件间的不匹配问题均会影响PLC控制系统系统设备，严重的干扰将导致系统设备瘫痪失去正常工作的机能。上述干扰主要由于对电磁兼容设计的缺陷。

1.2.2 PLC控制系统电源线的引入干扰

PLC控制系统由电子设备组成，当大量设备在同行一时间工作，则对电流的需求量会较大，此时电源的接通，也会使数据信号线受到干扰。在工业生产过程中这一干扰现象比较普遍，毕竟现代技术长期依赖于电子设备，几乎无法避免。

除此之外，我们必须要高立明确的班级奋斗目标．班集体的共同奋斗目标，是班集体的理想和前进的方向，班集体如果没有共同追求的奋斗目标，就会失去前进的动力。奋斗目标的好与不好，都能影响到班级的风气，影响班级的凝聚力的共同目标也是通过个体目标的实现而实现的集体目标源于个体目标，又高于个体目标的，所以在班级管理中首先要有一个明确的班集体的奋斗目标，这样可加大班级的凝聚力。

PLC系统用电率高，由电网对PLC系统提供电流量。电网的覆盖面大，很容易在受到空间电磁干扰的情况下对线路上的电压、电流产生相应感应。当较大的电流通过电网流转，所产生的超强电流便会产生干扰。而且电网本身难以避免电压不稳定的现象，从而导致电网中其他部分的工作缺乏稳定，所产生的干扰会更大。比如，电闸的开启与闭合，所产生的电流冲击也会对控制系统造成一定影响。

1.2.3 PLC控制系统的空间辐射干扰

空间的辐射干扰主要是辐射电磁场。其主要来源是电力电网、高频感应加热器、变频器、电气设备、整流装置等的暂态过程。此时若PLC置于此辐射场内，其信号、电源线、数据线则以“天线”的角色受到辐射干扰。这与设备本身所产生的电磁场、设备放置、变频器的频率等相关。主要是：①由电路中的电磁感应产生，PLC的内部组件直接受到辐射；另外一种是由通信线路的电磁感应引入，直接对PLC的内部通信网络进行辐射干扰。

1.2.4 PLC控制系统的接地系统干扰

PLC控制系统的接地线路也会造成干扰，比如系统接地、屏蔽接地、交流接地以及保护接地，这些接地线路造成混乱现象下，势必造成PLC控制系统干扰。这是因为缺乏规范的接地线路造成不同接地线的电位分布存在差异，因而形成电位差异，导致地环路的电流以及信号工模干扰，近而影响PLC控制系统的稳定运行。

PLC接地点选择不恰当，会导致电磁干扰。如果接地点选择在电磁场较强的地方，那么大地、接地线、屏蔽层就可能会形成闭合环路。PLC控制系统对环境适应性较强，要求并不高，然而接地点的选择在考虑干扰的角度应尽可能远离磁场较强区域，或给以相应保护。

在PLC控制系统中，其信号线所输来的信号基本为低压信号，而低压信号很容易受到外部其它信号的干扰，比如电源信号和其它的电压电流信号等。信号线带来的干扰，其干扰通道一般是通过测量变送器的供电电源侵入控制系统，也可能通过共用信号仪表的供电电源侵入控制系统内部[5]。

2 PLC控制系统抗干扰的措施

2.1 采用性能优良的电源线路

PLC控制系统中，电源是非常重要的一个部分，电源干扰是通过供电线路的阻抗耦合产生的。所以在采购或使用时应重返考虑此因素，选择优质电源线路，同时对PLC系统电源给以一定保护或是隔离措施，保证电源通过线路到达仪表。PLC控制系统供电电源产生的干扰，可以采取在PLC的电源输入端加接一个带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，以达到抑制外来干扰，提高PLC系统抗共模干扰的能力[6]。

2.2 对硬件设备进行优选

优选硬件设备是PLC控制系统抗干扰措施的非常重要的一步。选择PLC硬件设备时，尽量选选择电磁兼容性高、抗干扰能力较强的设备产品。主要是PLC控制系统有多个I/O通道，通道数据和信号的传输中，会通过电流产生的磁场辐射造成干扰。因此应优选设备极大程度控制干扰源进入传输通道，从而提升抗干扰能力。

2.3 隔离措施

PLC控制系统的内部有光电耦合器，输出模块中的小型继电器、大功率晶体管、光电可控硅等元器件能够实现对外界信号的隔离[7]，起到抗干扰并且保护CPU模块的双重作用。

PLC系统的供电电源波动会导致电压不稳定，也会对PLC控制系统带来不良的影响，需要通过控制电压来抑制干扰。控制电压抑制干扰的方法主要有两种：第一种是使用隔离变压器。可以用隔离变压器改变PLC控制系统的输入、输出的接地方式，抑制电源干扰。第二种方法是采用电压过滤器降低电压频次。通过将电感组合起来的方式，控制电源输入、电源输出的电流强度来减少干扰。

3 结语

PLC在现代工业技术中的广泛应用，对提升PLC控制系统抗干扰能力具有更高要求，保障其抗干扰能力可提升其稳定、安全性，使之高质量的进行工作，提升工业机械化生产水平。然而目前PLC控制系统面临着抗干扰能力弱的问题，本文中的提到的抗干扰措施，经过多个PLC控制系统在现场的实际运行及实验室的实验结果表明，这些措施可以有效地消除PLC中干扰信号的影响。

[1]刘金浦.成套电气控制柜总装课程实训课题设计研究[D].郑州大学,2009.

[2]孙海维.基于PLC控制系统的抗干扰方法研究[J].科技创新与应用,2015(12):109.

[3]崔晨.控制系统抗干扰探讨[J].工业控制计算机,2013(5):53-55.

[4]高峰.浅谈PLC、DCS系统干扰问题及解决方案[J].城市建设理论研究(电子版),2015(21):4600.

[5]于强.关于水电站设备PLC控制系统抗干扰措施的研讨[J].黑龙江科学,2014(1):201.

[6]马光华.火力发电厂PLC控制系统的可靠性措施[J].云南电力技术,2007(3):48-49.

[7]李图楷.发电厂PLC控制系统的抗干扰措施[J].四川水利,2010(3): 65-66.

张晓萍（1985—），女，陕西西安人，研究生，云南机电职业技术学院讲师，研究方向：电气控制与PLC。