1 前言

　　工业高速发展对控制系统依赖性越来越强。分散型控制系统（DCS）、可编程控制器（PLC）、现场总线控制系统（FCS）、工业控制机（IPC）以及各种测量控制仪表已是构成工业自动化主要硬件设施。微电子技术发展和控制系统集成化程度提高，大规模集成芯片内单位面积元件数越来越多，所传递信号电流也越来越小，系统供电电压也越来越低，现已降到5V、3V乃至1.8V。，芯片对外界噪声也越趋敏感，显示出来抗干扰能力也就很低。再则，相其它电子信息系统，控制系统系统复杂，设备多，输入/输出（I/O）端口多，特别是外部连接电缆又多又长，这类似于拾取噪声高效天线，给噪声耦合提供了充分条件，使各种噪声容易侵入控制系统。

　　PLC具有编程简单、通用性好、功能强、易于扩展等优点，特别是采用了高集成度微电子器件CONTROL ENGINEERING China版权所有，具有很高可靠性，能较强适应恶劣工业环境，已被广泛应用于工业控制领域中。现工业生产线控制系统中所使用PLC，主集中安装主控室，它们大多处强电电路和强电设备所形成恶劣电磁环境中，很容易被周围干扰源干扰而引起控制系统产生误动作，影响系统正常工作,必须重视系统抗干扰设计。为防止干扰,可以采用硬件和软件

2 PLC系统基本组成结构

　　可编程控制器硬件系统由PLC、功能I/O单元和外部设备组成,如图1所示。其中PLC由CPU、存储器、基本I/O模块、I/O扩展接口、外设接口和电源等部分组成，各部分之间由内部系统总线连接。

图1 PLC系统基本组成结构

3 影响PLC控制系统稳定干扰类型

3.1 空间辐射干扰

　　空间辐射电磁场（EMI）主要由电力网络、电气设备、雷电、高频感应加热设备、大型整流设备等产生，通常称为辐射干扰。电气设备、电子设备高密度使用，使空间电磁波污染越来越严重，这些干扰源产生辐射波频率范围广，且无规律。空间辐射干扰以电磁感应方式检测系统壳体、导线等形成接收电路，造成对系统干扰。若此时PLC置于其辐射场内，其信号、数据线和电源线即可充当天线接受辐射干扰。此种干扰与现场设备布置及设备所产生电磁场大小，特别是与频率有关，一般设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

3.2 电源干扰

　　PLC系统一般由工业用电网络供电。工业系统中某些大设备启动、停机等，可能引起电源过压、欠压、浪涌、下陷及产生尖峰干扰，这些电压噪声均会电源内阻耦合到PLC系统电路，给系统造成极大危害。

3.3 来自信号传输线上干扰

　　传输有效信息外，PLC系统连接各类信号传输线总会有外部干扰信号侵入。由信号线引入干扰会引起I／O信号工作异常和测量精度大大降低控制工程网版权所有，严重时将引起元器件损伤。若系统隔离性能较差，还将导致信号间互相干扰，引起共系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动作死机。

3.4 数字电路引起干扰

　　数字集成电路引出直流电流mA级，当电路处高速开关时，就会形成较大干扰。例如，TTL门电路导通状态下从直流电源引出5mA左右电流，截至状态下则为lmA，5ns时间内其电流变化为4mA，配电线上具有0.5μH电感，当这个门电路改变状态时控制工程网版权所有，配电线上产生噪声电压为：

U=L x di/dt=0.5x 10-6 x 4x10-3 /5x10-9=0.4V

　　把这个数值乘上典型系统大量门数值，这种门电路供电电压仅为5V，但所引起干扰噪声将是非常严重。

　　处理脉冲数字电路时，对脉冲中包含频谱应有一个粗略概念，脉冲上升时间t已知CONTROL ENGINEERING China版权所有，可用近似公式求出其等效最高频率：fmax=1/2πt1.4 PLC系统内部产生干扰。

4 PLC系统中抗干扰设计

4.1接抗干扰设计

　　接消除干扰上起很大作用，良好接是保证PLC可靠工作重要条件之一控制工程网版权所有，可以避免偶然发生电压冲击危害。抑制附加电源及输入、输出端干扰，应给PLC接以专用线，接线与动力设备（如电动机）接点应分开，若达不到此要求，则可它设备公共接，严禁它设备串联接。接电阻要小于5Ω，接线要粗，面积要大于2平方毫米，接点最好靠近PLC装置，其间距离要小于50米，接线应避开强电回路，若无法避开时，应垂直相交，缩短平行走线长度。

4.2 电源部分抗干扰设计

　　电源波动造成电压畸变或毛刺，将对PLC及I／O模块产生不良影响。据统计分析，PLC系统干扰中有70％是从电源耦合进来。抑制干扰， PLC供电系统可采用如下方式，控制器和I/O系统分别由各自隔离变压器供电，并与主电路电源分开。当某一部分电源出了故障时，而不会影响其他部分，如输入、输出供电中断时，控制器仍能继续供电，提高了系统可靠性。

4.3 输入输出信号抗干扰设计

　　防止输入、输出信号受到干扰，应选用绝缘型I/O模块。

4.3.1 输入信号抗干扰设计

　　输入信号输入线之间差模干扰可以利用输入模