1. 電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾
影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源,即干擾源。
干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中:按噪聲產(chǎn)生的原因不同,分為放電噪聲、偶發(fā)噪聲等:按聲音干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號(hào)對地面的電位差,主要是由電網(wǎng)串入,、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)電壓所加形成。共模電壓有時(shí)較大,特別是采用隔離性能差的電器供電室,變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高,有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成共模電壓,直接影響測控信號(hào),造成元器件壞,這種共模干擾可為直流、亦可謂交流。共模干擾是指用于信號(hào)兩級(jí)間得干擾電壓,主要由空間電磁場在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種讓直接疊加在信號(hào)上,直接影響測量與控制精度。
2.PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有哪些呢?
1) 來自空間的輻射干擾
空間的輻射電磁場主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的,通常稱為輻射干擾。其分布極為復(fù)雜,若plc系統(tǒng)置于所設(shè)頻場內(nèi),就回收到輻射干擾,其影響主要通過兩條路勁,一是直接對PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾,而是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射,出通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干場大小,特別是頻率有關(guān),一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓瀉放元件進(jìn)行保護(hù)。
2) 來自系統(tǒng)外引線的干擾
主要通過電源和信號(hào)線引入,通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場教嚴(yán)重。
3) 來自電源的干擾
實(shí)踐證明,因電源引入的干擾造成控制系統(tǒng)故障的情況很多,在,工程調(diào)式中遇到過,后更換隔離性能較高的PLC電源。問題才能得到解決。
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而在線路上感應(yīng)電壓和電路,尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備啟停、交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過社電線路到電源邊PLC電源通常采用隔離電源,但其結(jié)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,絕對隔離室不可能的。
4) 來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,除了傳輸有效的各類信號(hào)之外,總會(huì)有外部干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾,而錯(cuò)誤的接地,反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),使PLC控制系統(tǒng)將無法正常工作。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、接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)點(diǎn)位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作,例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端都接地,就存在地電位差,有電流流過地電位差,當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時(shí),地線電流將更大。
此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合回路,在變化磁場的作用下,屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其他接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等點(diǎn)位分布,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容縣較低,邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ),造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī),模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降引起對信號(hào)測控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。
5) 來自信號(hào)線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,除了傳輸有效的各類信號(hào)之外,總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾。這往往被忽略;二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起信號(hào)工作異常和測量精度大大降低,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重,由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。
6) 來自PLC內(nèi)部的干擾
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路互輻射及其對模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的香花不匹配使用等。這部屬于plc制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容,比較復(fù)雜,作為應(yīng)用部門事無法改變,可不必過多考慮,但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績或經(jīng)過考驗(yàn)的系統(tǒng)。
3.系統(tǒng)受干擾時(shí),常會(huì)遇到以下幾種主要干擾現(xiàn)象:
1) 系統(tǒng)發(fā)指令時(shí),電機(jī)無規(guī)則地轉(zhuǎn)動(dòng);
2) 信號(hào)等于零時(shí),數(shù)字顯示表數(shù)值亂跳;
3) 傳感器工作時(shí),PLC采集過來的信號(hào)與實(shí)際參數(shù)所對應(yīng)得信號(hào)值不吻合,且誤差值是隨機(jī)的,無規(guī)律的;
4) 與交流伺服系統(tǒng)共用同一電源工作不正常。
4.怎么樣才能更好、更簡單解決PLC系統(tǒng)干擾?
1) 理想狀態(tài)下是選用隔離性能較好的設(shè)備、選用優(yōu)良的電源、動(dòng)力線和信號(hào)線走線、電源接地要更加合理等,,但是需要不同設(shè)備廠商共同協(xié)作才能完成,很難做到,而且成本較高。
2) 利用模擬信號(hào)隔離器,有稱作信號(hào)變送器、屬于信號(hào)調(diào)理的范疇其主要起抗干擾作用。正因?yàn)樗刑貏e強(qiáng)的抗干擾能力所以在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。尤其對與復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場,控制程序越老越復(fù)雜。信號(hào)隔離器對各種模擬量信號(hào)進(jìn)行輸入、輸出、電源三端隔離,的確是當(dāng)今自動(dòng)化控制系統(tǒng)中抗干擾的有效措施之一。










