1.1 干扰源及干扰的一般分类
影响PLC控制系统地干扰源与一般影响工业控制设备地干扰源一样 ,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中按噪声产生的原因不同分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按嗓声干扰模式不同控制工程网版权所有,分为共模于扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差
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,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压跌加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电时,变送器输出信号的共模电压普遍较高www.cechina.cn
,有的可高达130 V以上。共模电抓通过不对称电路可转换成差模电压控制工程网版权所有,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统UO模件损坏率较高的主要原因)这种共摸干扰可分为直流,亦可为交流。差模千扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间藕合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,直接叠加在信号上,直接1.2 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源
1.2.1 来自空间的辐升干扰
空间的辐射电磁场主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常成为辐射干扰,其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内,就回收到辐射于扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引人干扰。辐射于扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
1.2.2 来自系统外引线的干扰
(1)来自电源的干扰。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。山于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化,开关操作浪涌,大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路状态冲击等,都通过输电线路传到电源里边。PLC电源通常采用隔离电源。但其机构及制造工艺因素使其隔离性能并不理想。实际上控制工程网版权所有,由于分布参数特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。
(2)来自信号线引入的干扰。与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外控制工程网版权所有,总会有外部干扰信号侵人。此于扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串人的电网干扰,往往被忽视;二是信号线受到空间电磁辐射感应的干扰即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。山信号引人干扰会引起UO信号工作异常和测量精度的大大降低,严重时会引起元器件损伤。对于隔离性能较差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动作和死机。
(3)来自接地系统混乱时的干扰。接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁千扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰而错误的接地,反而会引起严重的干扰信号,使系统无法正常工作。
1.2.3 来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相4E92影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,应用部门无法改变,但要选择具有较多应用实绩或纪吕丈考验的模块。
2 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计
2.1 设备选型
在选择设备时,首先要选择有高效抗干扰能力的产品,其中包括了电磁兼容性。尤其是抗外部干扰能力,如采用浮地技术笼隔离性能如的PLC系统:其次还应了解生产厂商给出的抗干扰指标CONTROL ENGINEERING China版权所有,如共模拟制比、差模拟制比,耐压能力,允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作;另外是靠考察其在类似工作中的应用实绩。在选择国外进口产品要注意:我国是采用220 V高内阻电网制式,而欧美地区是110 V低内阻电网。由于我国电网内阻大,零点电位漂移大,地电位变化大,工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上控制工程网版权所有,对系统抗十扰性能要求更高,在国外能正常工作的PLC产品在国内不一定能可靠运行,这就要在采用国外产品时,按我国的标准合理选择。
2.2综合抗干扰设计
主要考虑来自系统外部的儿种抑制措施。主要内容包括:对PLC系统及外引线进行评比以防空间辐射电磁干扰;对外弓}线进行隔离、滤波,特别是动力电缆,分层布置,以防通过外引线引人传导电磁干扰;正确设计接地点和接地装置,完善接地系统。另外还必须利用软件手段,进一步提高系统的安全可靠性。
3 主要抗干扰措施
3.1采用性能优良的