PLC控制系统抗干扰技术探究

摘 要 随着科技的不断发展，PLC控制系统不断成熟，并且得到广泛的传播。但是PLC控制系统的工作环境比较复杂，必须正确的分析出PLC控制系统的主要干扰源，并且针对PLC控制系统的干扰源，从硬件抗干扰技术、软件抗干扰技术及电缆分布等方面提出抗干扰措施。实践证明这些措施和新方法对PLC控制系统的可靠性和实用性提供了保障。

【关键词】 PLC控制系统 干扰来源 抗干扰能力

PLC控制系统是以微处理器为核心，将多种现代化技术合为一体的新型工业控制系统，比如计算机技术、通讯技术等。具有功能强大、灵活性好、可靠性高、程序编程简单等优点，逐渐成为技术人员的好帮手。但是由于PLC控制系统所处的环境复杂，所受的干扰源也非常之多。例如强电场、抢磁场、电器设备的高频电磁波等恶劣环境，这极大地影响了PLC控制系统的正常运行。另外，在可靠性较高的情况下，对PLC控制系统的抗干扰能力提出了更高的要求。所以需要对PLC控制系统的来源和措施进行深入的探究。

1 PLC控制系统干扰的主要来源

PLC控制系统的干扰源一般分为内干扰和外干扰两大类，其内干扰就是PLC系统内部的问题，外干扰指的是传导型干扰和辐射型干扰及其他外部干扰。其中传导型干扰是指通过电气路来干扰PLC控制系统的信号，比如电源线、信号线及接地等干扰形式；辐射型干扰存在计算机操作设备中，主要通过电磁场辐射影响PLC控制系统的正常信号。

1.1 PLC控制系统内部干扰

PLC控制系统的内部干扰是指系统内部元件、电力网络及电气设备的相互作用产生的电磁辐射。一些系统内部的电磁兼容设计相当复杂，应用起来不能改变，从而元件之间的相互辐射对系统的干扰比较明显，即PLC控制系统产生内部干扰。

1.2 PLC控制系统外部干扰

1.2.1 传导型干扰

信号线输入的干扰。PLC控制系统的信号传输线不止传输的是有效信息，而且总是会带有外部的干扰信号。这些干扰信号一般会通过两种传输途径进入PLC控制系统中，第一种途径是通过变送器供电电源或者公共信号仪表的供电电源嵌入的电网干扰；第二种途径是信号线外部受到电磁辐射感应的干扰，例如静电放电、切换电压等引起的电磁辐射干扰。

电源线输入的干扰。PLC系统的用电都是来源于电网，由于电网的覆盖密度较大，所以供电站的不当操作会直接影响到PLC的正常运转，如开关操作不当、变压器电压的切换状态、交直流传动装置引起的电磁感应、电网间歇性短路等。

接地干扰。PLC控制系统的地线含有多条线，例如屏蔽地和保护地等。接地系统混乱会造成各个接地点电位分布不均，接地点之间存在电位差，从而引起地环路电流，影响PLC的正常运转。另外，接地失误会降低电子设备电磁兼容性，减少抗电磁干扰能力，从而引起严重的干扰信号，使PLC系统无法正常运转。

1.2.2 辐射型干扰

通常PLC系统处在较强磁场或者电磁辐射源的环境下。特别是出现大功率负载切断时引起的磁场的剧烈变化，另外接触点火花、放电产生的高频辐射，都会对PLC系统造成严重的影响。

2 PLC控制系统的抗干扰措施

抗干扰技术主要是依靠硬件技术和软件技术相结合的方式，它的优点是稳定、高效。接下来主要针对硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术两方面进行分析。

2.1 硬件抗干扰技术

2.1.1 电源部分的选用

电源变压器是电源部分的常用元件，当系统对环境要求较低时，那么对电压的要求也相对较低，可以采用单向工频交流电即可满足抗干扰要求。如果系统对于可靠性要求较高时，那么必须对原有的工频电源进行处理，通常情况下采用屏蔽层的隔离变压器进行抗干扰。另外，可以在PLC电源输入端加接滤波器，从而过滤交流电源输送过来的高频电磁干扰和高次谐波。

2.1.2 控制系统接地抗干扰设计

系统接地的结果直接影响到系统正常工作，好的接地方法可以有效地减少动作失误，提高抗干扰的能力。将控制器和其他设备分别接地是最好的接地方法，当要求不高时，可以共通接地，尽量避免与电机、变压器等动力设备共通接地。在接地时应注意接地线要避开强电回路和主回路的电线，实在避开不了时，应垂直相交，而且尽可能减小平行走线长度。

2.1.3 电缆敷设的抗干扰设计

PLC控制系统中包括动力电源信号、控制信号等各不相同且非常之多的信号。不同的信号必须由不同电缆敷设传输，信号电缆应按传输信号种类进行分层敷设，禁止同一电缆的不同导线同时传送电源和信号。另外，通常采用钢带铠装屏蔽电缆，进而降低电缆生产的电磁干扰。与此同时，敷设电缆还要注意几点：模拟量输出线与数字量信号线可以在相同的非屏蔽电缆槽里；直流电压数字信号线和模拟量信号线不许和交流电压线装置同一电缆槽里。

2.2 软件抗干扰技术

2.2.1 削抖

在PLC系统中在链接按钮或者执行开关时，如果发生振动现象，那么往往会使按钮或者行程中开关发生振动而使得发出错误信号，引起系统干扰，针对这种情况，可以设置一个延时程序来降低抖动，从而得到可靠性较高的信号，最终达到抗干扰的效果。

2.2.2 定时器

PLC控制系统可以利用定时器设置一个类似于“看门狗”，用于对某一部件的工作状态进行监视，当该部件的动作指令发出启动的时，启动该装置，如果该部件在规定的时间内完成某个动作货指标，会发出相应的信号，则表明监控对象工作正常；若发出警报或者停止信号，则表明工作对象不正常。

3 总结

PLC控制系统已经成为工业控制系统的重要技术，逐渐被广大的用户所认可和使用。但是干扰问题却是一个普遍的现象，所以抗干扰技术显的特别重要。应该结合多方面因素找出存在的干扰源，并且及时、有效地解决问题，进而保证系统长期高效、可靠的工作。

参考文献

[1]周万珍，高鸿斌.PLC分析与设计应用[M].电子工业出版社，2010（01）.

[2]王培清，李迪译.电子系统中噪声的抑制与衰减技术[M].电子工业出版社，2009（09）.

[3]李俊秀.可编程控制器应用技术[M].化学工业大学出版社，2008（12）.

作者简介

戴芬良（1985―），女，贵州从江人，毕业于贵州大学，硕士，讲师，主要从事自动化教学及科研工作。

作者单位

贵州工业职业技术学院 贵州省贵阳市 550008