1.PLC 通讯干扰的一点儿体会 我们采用西门子 PLC CPU226 使用 USS 协议和西门子变频器 M440 通讯控制电机的频率和 旋转方向. 通电后,电机旋转一段时间后, 不是停止运转了,要不就是停一会儿,转一会儿. 经观察 USS 协议的反馈信息,发现错误报告是:存在驱动故障.而且该信息而尔为 1(故障 时) ,时尔为 0(电机运行时,即正常时) .经分析,认为是通讯受到干扰的缘故.经查通讯 线路,发现通讯线路和变频器输入输出线路布线比较乱,有时甚至绞在一起.另外,我们出 于抗干扰的缘故, 变频器上还使用了西门子的 RS485 防干扰模块, 此模块也悬在变频器输入 输出线路上面.经处理,现已正常. 我们采取的处理措施有: 1,通讯线路和变频器输入输出分开布线,不能分开时,二者绝对不能平行走线,只能 交叉 90 度走线. 2,通讯线路必须使用屏蔽电缆,且电缆的屏蔽层必须接至控制线路的公共端. 3,通讯线路的露出线头尽量短,并且保证未屏蔽的部分尽量短. 4,RS485 模块抗干扰模块远离变频器输入输出线路. 5,降低变频器的载波频率. 由此可见,在出现通讯干扰的问题时,一方面考虑线路的布线问题,尤其是变频器控制 时,由于变频器的输出电压电流中含有很多的谐波成分,此时布线问题尤其显得重要.另一 方面还经考虑变频器的载波频率问题,当载波频率调得太高时,也会对通讯造成干扰. 在通讯输入点和 COM 点并联一个电容好象也可以抗干扰 2.PLC 控制系统抗干扰技术设计策略 随着工业设备自动化控制技术的发展,可编程控制器(PLC)在工业设备控制中的应用越来越 广泛.PLC 控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行,系统的抗干扰能力是 关系到整个系统可靠运行的关键. 本文详细介绍了影响 PLC 运行的干扰类型及来源, 并提出 抗干扰设计的实施策略. 自动化系统所使用的各种类型 PLC 中, 有的是集中安装在控制室, 有的是安装在生产现 场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中.要提高 PLC 控制系统可靠性,一方面要求 PLC 生产厂家提高设备的抗干扰能力,另一方面要求应用 部门在工程设计,安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效 地增强系统的抗干扰性能. 电磁干扰类型及其影响 影响 PLC 控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样, 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波形性质来划分. 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,可分为 持续噪声,偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰. 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, 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)电压迭加所形成. 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,有的可高达 130V 以上.共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,影响测控信号, 造成元器件损坏(这就是一些系统 I/O 模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直 流,亦可为交流.差模干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 耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的, 这种干扰叠加在信号上, 直接影响测量与 控制精度. 电磁干扰的主要来源 1.来自空间的辐射干扰.空间辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络,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,通常称为辐射干扰,其 分布极为复杂. PLC 系统置于其射频场内, 若 就会受到辐射干扰, 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 通信网络的辐射,由通信线 路感应引入干扰. 辐射干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 2.来自系统外引线的干扰.主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰.这种干 扰在我国工业现场较为严重,主要有下面三类: 第一类是来自电源的干扰. 实践证明, 因电源引入的干扰造成 PLC 控制系统故障的情况 很多,笔者在某工程调试中遇到过,后更换隔离性能更高的 PLC 电源问题才得到解决. PLC 系统的正常供电电源均由电网供电,由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁 干扰而在线路上感应电压和电流,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, 电网短路暂态冲击等, 都通过输电线路传到电源原边. PLC 电源通常采用隔离电源,但因其机构及制造工艺等因素使其隔离性并不理想.实际上,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. 第二类是来自信号线引入的干扰. PLC 控制系统连接的各类信号传输线, 与 除了传输有 效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入.此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供 电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰, 这往往被忽视; 二是信号线受空间电磁 辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这种往往非常严重. 由信号引入的干扰会引起 I/O 信号工作异常和测量精度大大降低, 严重时将引起元器件 损伤.对于隔离性能差的系统,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,误动和死机.PLC 控制系统因信号引入干扰造成 I/O 模件损坏数相当严重,由 此引起系统故障的情况也很多. 第三类是来自接地系统混乱的干扰.接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段 之一,正确的接地既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地反 而会引入严重的干扰信号,使 PLC 系统无法正常工作. PLC 控制系统的地线包括系统地, 屏蔽地, 交流地和保护地等, 接地系统混乱对 PLC 系统的干扰主要是各个接地点电位分布不 均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作.例如电缆屏蔽层必 须一点接地,如果电缆屏蔽层两端 A,B 都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层.当 发生异常状态如雷击时,地线电流将更大. 此外,屏蔽层,接地线和大地可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出 现感应电流, 通过屏蔽层与芯线之间的耦合, 干扰信号回路. 若系统地与其它接地处理混乱, 所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布, 影响 PLC 内逻辑电路和模拟电路的正常 工作.PLC 工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响 PLC 的逻辑运算 和数据存贮,造成数据混乱,程序跑飞或死机.模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引 起对信号测控的严重失真和误动作. 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, 模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等. 这都属 于 PLC 制造厂家对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门无法改变, 可不必过多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统. 抗干扰设计 为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰, 必须从设计阶段开始便采取 三个方面抑制措施:抑制干扰源,切断或衰减电磁干扰的传播途径,提高装置和系统的抗干 扰能力.这三点就是抑制电磁干扰的基本原则. PLC 控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力 的产品,且有赖于使用部门在工程设计,安装施工和运行维护中予以全面考虑,并结合具体 情况进行综合设计, 才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性. 进行具体工程的抗干扰设计 时,应主要注意以下两个方面. 1.设备选型. 在选择设备时,首先要选择有较高抗干扰能力的产品,其包括了电磁兼容性,尤其是抗 外部干扰能力,如采用浮地技术,隔离性能好的 PLC 系统;其次还应了解生产厂家给出的抗 干扰指标,如共模抑制比,差模抑制比,耐压能力,允许在多大电场强度和多高频率的磁场 强度环境中工作等;另外是靠考查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 220V 高内阻电网制式,而欧美地区是 110V 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,对系统抗干扰性能要求更高.在国外能正常工作的 PLC 产品在国内工业就不一定能可靠运行, 这就要在采用国外产品时, 按我国的标准(GB/T13926) 合理选择. 2.综合抗干扰设计.主要考虑来自系统外部的几种抑制措施,内容包括:对 PLC 系统 及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰;对外引线进行隔离,滤波,特别是动力电缆应分 层布置,以防通过外引线引入传导电磁干扰;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. 主要抗干扰措施 1.采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰. 在 PLC 控制系统中,电源占有极重要的地位.电网干扰串入 PLC 控制系统主要通过 PLC 系统的供电电源(如 CPU 电源,I/O 电源等),变送器供电电源和与 PLC 系统具有直接电气连 接的仪表供电电源等耦合进入的. 现在对于 PLC 系统供电的电源, 一般都采用隔离性能较好 的电源, 而对于变送器供电电源以及和 PLC 系统有直接电气连接的仪表供电电源, 并没受到 足够的重视.虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参 数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰,差模干扰.所以对于变送器和共用信 号仪表供电应选择分布电容小, 抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器, 以 减少 PLC 系统的干扰. 此外,为保证电网馈电不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的 安全可靠性.而且 UPS 还具有较强的干扰隔离性能,是一种 PLC 控制系统的理想电源. 2.正确选择电缆的和实施敷设. 为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干扰, 笔者在某工程中采用了铜 带铠装屏蔽电力电缆,降低了动力线产生的电磁干扰,该工程投产后取得了满意的效果. 不同类型的信号分别由不同电缆传输, 信号电缆应按传输信号种类分层敷设, 严禁用同 一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号, 避免信号线与动力电缆靠近平行敷设, 以减少 电磁干扰. 3.硬件滤波及软件抗干扰措施. 信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两极间加装 滤波器可减少差模干扰. 由于电磁干扰的复杂性, 要根本消除干扰影响是不可能的, 因此在 PLC 控制系统的软件 设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性.常用的一些提 高软件结构可靠性的措施包括:数字滤波和工频整形采样,可有效消除周期性干扰;定时校 正参考点电位,并采用动态零点,可防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标 志位;采用间接跳转,设置软件保护等. 4.正确选择接地点,完善接地系统. 接地的目的通常有两个,一为了安全,二是为了抑制干扰.完善的接地系统是 PLC 控制 系统抗电磁干扰的重要措施之一. 系统接地有浮地,直接接地和电容接地三种方式.对 PLC 控制系统而言,它属高速低电 平控制装置,应采用直接接地方式.由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置 之间的信号交换频率一般都低于 1MHz,所以 PLC 控制系统接地线采用一点接地和串联一点 接地方式. 集中布置的 PLC 系统适于并联一点接地方式, 各装置的柜体中心接地点以单独的 接地线引向接地极. 如果装置间距较大, 应采用串联一点接地方式, 用一根大截面铜母线(或 绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极.接地线采用截 面大于 22mm2 的铜导线,总母线使用截面大于 60mm2 的铜排.接地极的接地电阻小于 2Ω, 接地极最好埋在距建筑物 10～15m 远处,而且 PLC 系统接地点必须与强电设备接地点相距 10m 以上. 信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在 PLC 侧接地;信号线中间有接 头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地.多个测点信号的屏蔽双绞 线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理,选择适当的接地 处单点接地. 本文小结 PLC 控制系统的干扰是一个十分复杂的问题, 因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的 因素,合理有效地抑制干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症下药的方法,才能 够使 PLC 控制系统正常工作,保证工业设备安全高效运行. 4.PLC 系统的抗干扰措施 1 引言 可编程控制器是专门为工业控制设计的,在设计和制造过程中厂家采取了多层次抗干扰措 施,使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作.运行的稳定性和可靠性很高,PLC 整机平均无故障工作时间高达几万小时.随着计算机技术的发展,PLC 的功能也越来越强, 使用越来越方便,因此在工业控制系统中使用日益广泛.但是,整机的可靠性高只是保证系 统可靠工作的前提, 还必须在设计和安装 PLC 系统过程中采用相应的措施, 才能保证系统可 靠工作.本文主要论述在设计和安装 PLC 系统过程中的干扰措施. 2 PLC 系统的基本组成结构 可编程控制器硬件系统由 PLC 主机,功能 I/O 单元和外部设备组成,如图 1 所示.其中 PLC 主机由 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. 3 PLC 系统设计时的抗干扰措施 3.1 硬件措施 (1) 屏蔽:对电源变压器,中央处理器,编程器等主要部件,采用导电,导磁性良好的材料 进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影响. (2) 滤波:对供电系统计输入线路采用多种形式的滤波处理,以消除和抑制高频干扰信号, 也削弱了个模块间的相互影响. (3) 电源调整与保护: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. 对微处理器核心部件所需要的+5V 电源采用多级滤波处理, 并用集成电压调整器进行调整, 以适应交流电网的波动和过电压,欠电压的影响.尽量时电源线平行走线,时电源线对地呈 低阻抗,以减少电源噪声干扰.其屏蔽层接地方式不同,对干扰抑制效果不一样,一般次级 线圈不能接地.输入,输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地,以抑制共摸干扰. (4) 隔离:在微处理器与 I/O 电路之间,采用光电隔离措施,有效地把他们各离开来,以防 外部的干扰信号及地线环路中产生的噪声电信号通过公共地线进入 PLC 本机, 从而影响其正 常工作. (5) 采用模块式结构:这种结构有助于在故障发生时进行短时期修复,一旦查出某一模块出 现故障,可迅速更换,使系统恢复正常工作,同时也有助于加速查找系统故障的原因. 3.2 软件措施 为了提高输入信号的信噪比, 常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性. 对于有大幅度随 机干扰的系统,采用程序限幅法,即连续采样 5 次,若某一次采样支援远大于其他几次采样 的幅值,那么就舍取之.对于流量,压力,液面,位移等参数,往往在一定范围内频繁波动, 则采用算术平均法.即用 n 次采样的平均值来代替当前值.一般认为:流量 n=12,压力 n=4 最合适. (1) 故障诊断:系统软件定期地检测外界环境,如掉电,欠电压,锂电池电压过低及强干扰 信号等,以便及时反映和处理. (2) 信号保护和恢复:当偶尔性故障发生时,不破坏 PLC 内部的信息,一旦故障现象消失, 就可以恢复正常,继续原来的工作. (3) 设置警戒时钟 WDT:如果程序循环扫描执行时间超过了 WDT 规定的时间,预示了程序进 入死循环,立即报警. (4) 加强对程序的检查和校验:一旦程序有错,立即报警,并停止执行程序. (5) 对程序及动态数据进行电池后备:当停电时利用后备电池供电,保持有关信息和状态数 据不丢失 4 PLC 系统安装时的抗干扰措施 PLC 各部分的组成和系统连接及装配方法必须严格按照说明书上安装要求进行, 这一点非常 重要,是保证系统可靠运行的基本条件. 4.1 电源接线和地线接线 要合理布置电源线,强电与弱电要严格分开,且弱电电源线要尽量加. 接地在消除干扰上起很大的作用. 交流地是 PLC 控制系统供电所必需的, 它通过变压器中心 点构成供电两条回路之一.这条会路上的电流,各种谐波电流等是个严重的干扰元.因此交 流地线, 直流地线, 模拟地和数字地等必须分开. 数字地和模拟地的共点地最好置悬浮方式. 地线各点之间的电位差尽可能小,尽量加粗地线,有条件可采用环形地线. 系统地端子(LG)是抗干扰的中性端子,通常不需要接地,可是,当电磁干扰比较严重时,这 个端子需与接大地的端子(GR)连接.为防止电流冲击,应使用截面积大于 2mm2 的 14#专用 接地线将 GR 端与大地相接,接地电阻应小于 100Ω,接地长度小于 20m. 4.2 输出端子的接线 (1) 当几个外部设备连接带一个电源上时,应使用短接片将其输出端子对应的公共端子短 接.输出端可以使用不同的电压,这时其对应的公共端应分别接入不同的电压源. (2)交流输出线与直流输出线不能使用同一根电缆.输出线应远离高压线核动力线,且不得 并行.不得将外部设备连接到带" "的输出端上. (3) 输出回路中应有熔断器保护 PLC 的输出元件.流入输出端子的最大电流不应超过 PLC 的允许值,否则必须外接接触器或继电器.同样,若负载电流低于规定的最小值时,应并联 一个阻容吸收电路,如图 2 所示.电阻取 50Ω,电容取 0.1μf. (4) 电感性负载断电时会产生很大的自感电动势,当电路接通时,起触点处将产生电弧,严 重时,发生触点烧结.因此要在电感线圈上并联一个续流二极管.如图 3 所示. 4.3 电缆的敷设 当动力电缆超过 10A/400V 或 20A/220V,若要求与输入输出电缆并行放置,那么在两者之间 至少相隔 300 mm. 如果将它们放在一个槽内时,它们之间必须间隔 100 mm 以上,且一定要用接地的金属屏蔽 起来. 特别注意的是 PLC 的基本单元与扩展单元之间的电缆是传送电压低的高频信号, 很易受到干 扰,因此,不能将它与其他电缆设在同一管道内.另外,使用的电缆应是截面积小于 1.5mm2 的屏蔽电缆.最好使用电缆管敷设电缆.使用排线槽时.长度瑶足以包含全部的输入输出连 线,并与其它电缆分开. 把输入线绞合,绞合的双绞线能降低共膜干扰,由于改变了导线电磁感应的方向,从而使其 感应相互抵消.如图 4 所示. 信号采集是模拟线路时导线可捆扎在一起. 数据线和脉冲线不能接近或捆扎在一起. 否则数 据线上全"1"时,在脉冲线上造成干扰,反之亦然. 使用屏蔽线作输入线,只需一端接地.若两端接地,由于接地电位差在屏蔽层内会流过电流 而长生干扰.为了泄放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线,其电阻应小于屏 蔽电阻的十分之一,并将屏蔽层两端接地,若考虑抑制低频干扰也可一端接地. 5 结束语 PLC 应用系统工作环境恶劣,周围有各种各样的干扰,尽管 PLC 本机的可靠度很高.但是在 系统设计和安装时, 仍必须对环境作全面的分析, 确定干扰的性质, 采取相应的抗干扰措施, 以保证系统长期稳定的工作. 6.PLC 控制系统应用的抗干扰问题 摘 要] 分析了电磁干扰及其对 PLC 控制系统干扰的机制,指出在工程应用时必须综合考虑 控制系统的抗干扰性能,并结合工程提出了几种有效的抗干扰措施. 1 概述 随着科学技术的发展,PLC 在工业控制中的应用越来越广泛.PLC 控制系统的可靠性直接影 响到工业企业的安全生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关 键.自动化系统中所使用的各种类型 PLC,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现 场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中.要提高 PLC 控制系统可靠性,一方面要求 PLC 生产厂家用提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求 工程设计,安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强 系统的抗干扰性能. 2 电磁干扰源及对系统的干扰 2.1 干扰源及干扰一般分类 影响 PLC 控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样, 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;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰.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,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)电压迭加所形成.共模电压有时较 大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可 高达 130V 以上.共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元 器件损坏(这就是一些系统 I/O 模件损坏率较高的主要原因) ,这种共模干扰可为直流,亦 可为交流. 差模干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耦合感 应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压, 这种让直接叠加在信号上, 直接影响测量与 控制精度. 2.2 PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源 2.2.1 来自空间的辐射干干扰 空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络,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,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂.若 PLC 系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,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; 而是对 PLC 通信内网络的辐射, 由通信线路的感应引入干扰. 辐射干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. 2.2.2 来自系统外引线的干扰 主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰.这种干扰在我国工业现场较严重. (1)来自电源的干扰 实践证明, 因电源引入的干扰造成 PLC 控制系统故障的情况很多, 笔者在某工程调试中遇到 过,后更换隔离性能更高的 PLC 电源,问题才得到解决. PLC 系统的正常供电电源均由电网供电.由于电网覆盖范围广,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, 入开关操作浪涌, 大型电力设备起停, 交直流传动装置引起的谐波,电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边.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并不理想.实际上,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, 总会有外部干扰信 号侵入. 此干扰主要有两种途径: 一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入 的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受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.由信号引入干扰会引起 I/O 信号工作异常和测量精度大大降低,严 重时将引起元器件损伤.对于隔离性能差的系统,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,误动和死机.PLC 控制系统因信号引入干扰造成 I/O 模件损 坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多. (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(EMC)的有效手段之一.正确的接地,既能抑制电磁干扰 的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使 PLC 系统将无法正常工作. PLC 控制系统的地线包括系统地,屏蔽地,交流地和保护地等.接地系统混乱对 PLC 系统的 干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响 系统正常工作.例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端 A,B 都接地,就存在 地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大. 此外,屏蔽层,接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出 现感应电流, 通过屏蔽层与芯线之间的耦合, 干扰信号回路. 若系统地与其它接地处理混乱, 所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布, 影响 PLC 内逻辑电路和模拟电路的正常 工作.PLC 工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响 PLC 的逻辑运算 和数据存贮,造成数据混乱,程序跑飞或死机.模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引 起对信号测控的严重失真和误动作. 2.2.3 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互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,作为应用部门是无法改变,可不必过多考 虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统. 3 PLC 控制系统工程应用的抗干扰设计 为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰, 必须从设计阶段开始便采取三个 方面抑制措施:抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统的抗干扰能 力.这三点就是抑制电磁干扰的基本原则. PLC 控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产 品,且有赖于使用部门在工程设计,安装施工和运行维护中予以全面考虑,并结合具有情况 进行综合设计,才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性.进行具体工程的抗干扰设计时, 应主要以下两个方面. 3.1 设备选型 在选择设备时,首先要选择有较高抗干扰能力的产品,其包括了电磁兼容性(EMC) ,尤其是 抗外部干扰能力,如采用浮地技术,隔离性
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第1个回答 2011-09-16
和adsl分离器的功能类似 取高频信号 输出到另一回路 当然也许里面就只是一个高频变压器 另外有可能会加放大电路 因为纯感应的话损失比较大
第2个回答 2011-09-16
从理论上说像是互感器。取相位消除3次谐波
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