西門子PLC可編程控制器的干擾分析及抗干擾措施

時(shí)間：2019-12-27作者：湖南特零自動(dòng)化設(shè)備有限公司瀏覽：297

 西門子PLC可編程邏輯控制器是一種集成化的小型智能控制系統(tǒng)。是專門應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的一種可進(jìn)行二次開發(fā)的控制器。它集成化程度高抗干擾能力強(qiáng)。

       通常通過數(shù)字量或模擬量的輸入，用以控制數(shù)字量或模擬量輸出，達(dá)到控制現(xiàn)場的設(shè)備的工作。其可靠的抗干擾設(shè)計(jì)使其在現(xiàn)場的復(fù)雜的干擾條件下也能夠穩(wěn)定地工作。但在工業(yè)現(xiàn)場中，存在著各式各樣的干擾。如大電流浪涌、強(qiáng)磁場干擾、高電壓浪涌、高頻率脈沖串干擾、等等各種干擾使得PLC在現(xiàn)場的長期使用受到影響。一些大中型的系統(tǒng)都會(huì)設(shè)計(jì)一定的容錯(cuò)機(jī)制，但在現(xiàn)場中，這些干擾還是有辦法去減低或消除的。以下主要討論各種干擾的產(chǎn)生原因及相應(yīng)的抗干擾措施
 
       干擾的類型
       
       在工業(yè)環(huán)境中，可編程控制器所受的干擾主要分為傳導(dǎo)型和輻射型二中。顧名思義，傳導(dǎo)型干擾就是通過電氣線路進(jìn)入PLC系統(tǒng)的干擾信號；輻射型干擾是通過空間感應(yīng)進(jìn)入PLC系統(tǒng)的干擾信號。
     
        1. 傳導(dǎo)型干擾 通過各種電氣線路進(jìn)入PLC系統(tǒng)，包括供電干擾、強(qiáng)電干擾和接地干擾。
       
       1） 供電干擾 PLC系統(tǒng)本身一般都配備有**的電源模塊，用于給PLC系統(tǒng)提供直流穩(wěn)壓電源，如西門子公司的S7系列PLC，提供不同容量的電源模塊給PLC提供穩(wěn)定的直流電源。雖然如此，但從交流供電網(wǎng)絡(luò)傳來的干擾信號仍然可能影響電源電壓的穩(wěn)定性，并可能經(jīng)過整流后傳入PLC控制器，影響PLC的運(yùn)行。此種干擾信號主要來源于附近大容量電氣設(shè)備的開、停，負(fù)載的突然變化，供電系統(tǒng)中斷路器對供電線路的開斷和接通，雷擊或雷電感應(yīng)產(chǎn)生的沖擊電流等，在嚴(yán)重時(shí)甚至使PLC控制器的RAM存貯器中的程序丟失或紊亂，造成難以估量的損失。
       
       2）強(qiáng)電干擾
       線路中繼電器、接觸器等感性負(fù)載，其控制電壓一般是交流220V，感性負(fù)載在斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生過電壓和沖擊電流，影響驅(qū)動(dòng)電路，還會(huì)通過電磁感應(yīng)干擾其它線路，甚至?xí)M(jìn)入PLC控制器，影響PLC的正常功能。
      
        3）接地干擾 接地方式不當(dāng)，容易形成接地環(huán)路，產(chǎn)生接地干擾。如果接地點(diǎn)相隔較遠(yuǎn)時(shí)，則不同位置的接地點(diǎn)的電位不相等，從而形成接地電位差。
       
       2. 輻射型干擾 通過空間感應(yīng)進(jìn)入PLC系統(tǒng)的干擾。

       PLC控制系統(tǒng)一般安裝于電氣控制柜內(nèi)，同時(shí)它的輸入輸出信號線常與動(dòng)力線路在同一橋架內(nèi)并排敷設(shè)，PLC系統(tǒng)和其輸入輸出信號線附近必定存在有較強(qiáng)的磁場、電場、靜電場或電磁波輻射源，在安裝中若未認(rèn)真考慮干擾的問題，常會(huì)由于干擾的存在，影響PLC對控制信號的采集和其控制功能的正常發(fā)揮。特別是大功率感性負(fù)載的通斷，引起磁場的急劇變化，接觸器觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花產(chǎn)生高頻輻射對PLC系統(tǒng)的影響。
 

       三. 抗干擾的主要方法
       
       1.供電方面 主要的措施是穩(wěn)壓、濾波、隔離。
      
       1） 選用質(zhì)量好、工作可靠的電子交流穩(wěn)壓器，用以給PLC系統(tǒng)提供穩(wěn)定的交流電壓，穩(wěn)壓器不僅可以提供穩(wěn)定的電壓，同時(shí)可以消除高頻脈沖的干擾。
       
       2） 增加低通濾波器，用來濾去交流電源中的高頻分量或脈沖電流。對于直流供電，可用電容濾波，消除干擾對PLC系統(tǒng)的影響。
       
       3） 增加隔離變壓器。在電源接入PLC系統(tǒng)前加裝隔離變壓器，其初級屏蔽層接中性線，二次側(cè)屏蔽層與PLC系統(tǒng)共地，用以阻斷干擾的傳導(dǎo)通路，并抑制干擾信號的強(qiáng)度。同時(shí)配合使用低通濾波器.
       
       4） 選用穩(wěn)定的交流電源。PLC系統(tǒng)的電源與動(dòng)力線路分別引自不同的變壓器，可以避免大感性負(fù)載的啟停對供電電源的影響。實(shí)際中可能只有一臺(tái)變壓器，可以采用從配電母排上引**線的方法，盡量減小干擾的影響。
 
      
        2. 強(qiáng)電干擾方面 主要采取以下措施：
       
       1）在電感性負(fù)載旁并聯(lián)一阻容吸收裝置或二極管、穩(wěn)壓管，用來吸收瞬時(shí)過電壓。
       
       2）采用光電耦合的辦法進(jìn)行隔離。
 
       
       3.接地干擾 通常采用單點(diǎn)接地，避免接地點(diǎn)相隔太遠(yuǎn)。在接地點(diǎn)相隔較遠(yuǎn)時(shí)，增加導(dǎo)線截面，以減小電阻。
 
       
       4. 輻射型干擾
       
       1）PLC系統(tǒng)安裝于單獨(dú)的箱體中，制作箱體的材料使用薄鐵板或鋼板等導(dǎo)磁材料，可以防止外界磁場的干擾。
       
       2）對于PLC模擬信號線和通訊電纜，使用屏蔽線，并將屏蔽層單端接地。
       
       3）講究布線方式。屏蔽線盡可能遠(yuǎn)離大功率，盡量避開動(dòng)力線路單獨(dú)敷設(shè)，若與動(dòng)力線路不能分開布設(shè)時(shí)，可使用鍍鋅管敷設(shè)，既可防止干擾，又可保護(hù)線路干擾的存在是多種多樣的，干擾的消除方式也有很多方法。如以上的干擾的解決辦法使得在現(xiàn)場的布線及安裝中如能盡可能地考慮進(jìn)去，那么你的系統(tǒng)的可靠性將會(huì)得到較大的提高。

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