一、問題背景
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。正航PLC在鋼鐵、建材、電力、機(jī)械制造、紡織、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，因此要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，必須預(yù)先防范好各種干擾，這樣才能有效保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
二、產(chǎn)生原因
影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部分，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場，對設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射；磁場改變產(chǎn)生電流，電磁高速產(chǎn)生電磁波。PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有：
1）來自電源的干擾
正航電子維修部和技術(shù)部故障產(chǎn)品反饋和返修數(shù)據(jù)統(tǒng)計報告中顯示，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況最多。PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電，由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾在線路上感應(yīng)電壓和電流。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，如開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。
2）來自PLC內(nèi)部24V電源引入的干擾
正航系列PLC的CPU單元均自帶一個DC24V電源，該電源輸出電流可達(dá)400mA。如果該DC24V電源連接設(shè)備超出了額定范圍或接了感性設(shè)備，有可能影響PLC的正常工作。
3）來自不規(guī)范接地的干擾
PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。而不規(guī)范的接地就有可能對各個接地點(diǎn)造成不同的地電位差，引起地環(huán)路電流以及信號共模干擾，影響系統(tǒng)正常工作。
4）來自相鄰變頻器的干擾
在PLC的實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常與各類型號的變頻器配合使用，由PLC的輸出控制變頻器的運(yùn)行。變頻器起動機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；變頻器的輸出會產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射干擾，影響系統(tǒng)正常工作。
三、解決方案
通過下面幾種措施，可以有效的抑制各類干擾：
1）使用隔離變壓器等對進(jìn)PLC的AC220V電源隔離。盡量不要使用從AC380V某一相拉出來的220V電源。如果現(xiàn)場存在大電機(jī)、大功率變頻器等，盡量與這些設(shè)備使用不同路的電源。隔離變壓器可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前，同時還兼有電源電壓變換的作用，抗干擾方案示意圖如圖1所示：
圖1 加隔離變壓器抗干擾方案示意圖
2）控制器和I/O系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電，并與主電路電源分開，如圖2所示：
圖2 PLC供電系統(tǒng)圖
PLC電源線、I/O電源線、輸入信號線、輸出信號線、交流線、直流線都應(yīng)盡量分開布線。如果PLC控制系統(tǒng)中有感性設(shè)備，需在感性設(shè)備兩端反并聯(lián)一個續(xù)流二極管，減少感性設(shè)備的反電動勢對PLC控制系列帶來的沖擊。
3）PLC的接地最好采用專用的接地極。如不可能，也可與其他裝置共用接地系統(tǒng)，但須用自己的接地線直接與公共接地極相連。如圖3所示：
絕對不允許與大功率裝置共用接地系統(tǒng)。PLC的接地極離PLC越近越好，即接地線越短越好。PLC如由多單元組成，各單元之間應(yīng)采用同一點(diǎn)接地，以保證各單元間等電位。
4）通訊線路和變頻器輸入輸出分開布線，不能分開時，二者絕對不能平行走線，只能交叉90度走線。通訊線路必須使用屏蔽電纜，電纜屏蔽層必須可靠接地，通訊線路的露頭盡量短。
四、總結(jié)
正航PLC在產(chǎn)品內(nèi)部已采用多項(xiàng)技術(shù)提高PLC的抗干擾能力，但PLC控制系統(tǒng)中的干擾因素非常復(fù)雜，因此應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制干擾源，對有些干擾情況還需做具體分析，對癥下藥，這樣才能保證PLC控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
