PLC控制系统干扰及抗干扰措施研究

PLC 控制系统干扰及抗干扰措施研究

陈明烨

广州应用科技学院，广东 肇庆 526072

摘要：PLC其中的抗干扰能力，只能够直接决定整体系统是否可以做到正常运行。在细致的分析PLC控制系统之后，能够发现其中的控制系统大多数都是来自于空间、系统的外部以及PLC系统的本身干扰基础层面上，系统着重的优化了PLC的控制系统抗干扰能力，从具体样式的硬件配置以及软件优化方面来看，研究出了一系列的抗干扰措施。硬件的抗干扰技术可以有效地控制干扰源头，并且阻断干扰的传输通道，之后使用PLC其中的计算器、定时器以及辅助继电器等等，可以设定抗干扰的程序，以此来优化PLC的抗干扰能力。本篇文章笔者主要针对于PLC的控制系统干扰方面以及抗干扰方面进行了措施方法的分析，希望能够为相关人士带来参考价值。
关键词：PLC控制系统；干扰以及抗干扰；措施研究；
引言：PLC的整体抗干扰能力能够直接影响到系统的正常运行状态。本篇文章笔者主要对于PLC的干扰因素进行了分析，其中来自空间辐射的干扰、PLC系统外部的干扰和PLC的系统本身触发到的干扰，与此同时，也对于这些干扰进行了针对性的解决措施。硬件的抗干扰技术可以对于干扰源进行有效的抑制，并且隔离干扰的整体传输通道，最主要的是可以有效的进行隔离以及屏蔽空间出现的电磁辐射，使用良好的电源开关，就已经是在一定程度上降低了I/O的信号干扰。

硬性的抗干扰方式能够在一定程度上降低干扰，但是没有办法从根本上去除干扰，本篇文章笔者进一步的对于抗干扰措施展开分析研究，软件当中的抗干扰方式主要含有“抖动”的干扰程序以及数字滤波等等。可以同时的使用硬件或者软件开展抗干扰措施，之后完善的进行系统性能改善工作，将PLC系统整体抗干扰能力做到提升^[1]。
一、干扰因素的分析

1. 来自于空间的辐射干扰

空间的辐射电磁场简称为EMI，也成为了辐射干扰，主要是因为雷电、雷达以及无线电广播等等设备产生出来的能量，如果PLC在辐射场内部，那么相关的电源线以及信号线都是能够有效的来使用在接受辐射干扰。影响大多数是通过两种路径进行，第一种是通讯线路其中产生或者引入了一些干扰，这对于PLC的通信网络会造成辐射现象；第二种是因为电路造成的感应干扰现象，会直接的对于PLC内部造成辐射^[2]。

2. 来自于系统的外部干扰

外部干扰主要是从三个方面来进行分析；第一种是电源的干扰，这种情况的干扰又分为三个方面，第一，PLC的控制现场往往会包含大型设备，这些设备当中产生的电压以及尖峰都是会对于电源产生干扰，之后，电网当中的短路暂停状态如果受到了冲击或者是交直流传动装置造成的谐波，那么都也是会影响到电源干扰，最后，使用半导体材质为IGBT/SCR/GTO的零部件，都是会造成高频率谐波出现，这些所有的干扰都会经过耦合直接进入到PLC当中，造成电源干扰出现；

信号的传输线也会产生干扰的状态，PLC的所有信号传输线，在进行信息量传播的过程当中，都是会受到空间的电磁辐射感应干扰，又或者是经过变送器或者公用信号仪器产生电网干扰，这些所有的寄生电容以及电感产生出的电场以及磁场，都会通过耦合形成干扰的状态，之后也被称为容性耦合干扰状态^[3]。

PLC的控制系统地线也包含了非常多的方面，其中逻辑地、模拟地、直流地都是能够为PLC提供工作环境，接地系统的混乱程度对于PLC整个系统的干扰都是因为接地点电位的分布不够均匀化，导致了每个接地的地方都有着电位差量，从而导致地环路产生电流，系统的正常工作会受到不小程度的影响^[4]。

3. PLC系统自身引起的干扰

PLC系统其中主要引起干扰状况的就是系统内部元器件和电路之间的相互电磁辐射造成的，比如，元器件之间状态不符合，又或者逻辑地和模拟地产生相互的影响、辐射等等。使用人员是没有办法对于PLC系统本身造成的干扰进行改变，但是在选择的过程当中，还是要经过严格的考验以及较多实践应用。

2. 硬件的抗干扰方式

1. 空间当中的电磁辐射抗干扰的措施

PLC的控制系统当中的电磁干扰，主要是分为共模干扰以及差模干扰两大类。把可能产生共模干扰的信号线，装置一些共模扼流圈能够起到有效的抑制共模干扰带来的损害。差模干扰的抑制器一般情况来说都是使用的低通滤波元件进行组成的，并且最简易的方式就是把滤波电器接收在两根电源线路之间，从而滤波电路能够有效的形成，这种方式对于高频率的干扰可以有着一定扼制的作用，并且还可以使用隔离以及屏蔽的方法，来对于抗干扰装置的能力进行有效提升。

2. 采用性能较好的电源

大约有百分之七十的干扰都是从电源的耦合进入到的PLC系统，采用一些性能以及隔离性能较好的电源，可以在一定程度上对于电网起到抑制干扰作用。把直流传感器为24v的接入到M端，然后进行电源隔离，让一次侧面和二次侧面分别进行屏蔽层的良好接地，也要为抑制共模的干扰和输出线部分使用双绞线进行固定。如果进行二次屏蔽工作，那么电网抑制的干扰信号效果会更加完善；滤波器有着比较高强度的抗干扰能力，能够有效起到对于设备本身干扰产生抑制作用，甚至有些时候也可以将尖峰的电压完善吸收，在干扰比较严重的状况下，第一步就要将滤波器接入电源内，之后在使用隔离的变压器。

3. I/O信号的抗干扰

信号的抗干扰的输入方面主要为感性元件，一旦信号源进行输入之后，那么之后输出的负载都是会变成感性的元件，在触点闭合状态下产生电弧，断开之后会引发高度的电源电压反电势。直流的电路当中能够采用并连续流的二极管VD，并且交流的电路能够在两端连接RC提供有效抑制。但是输出的能量如果是感性负载的话，因为负载本身就是感性的孕检，因此会受到线路的整体电流发生改变，或者是负载的通断造成干扰状态，根据这些情况，一旦产生的为交流负载，那么负载两端多进行连接的并联RC就会吸收装置当中的电阻，一旦压敏电阻的整体电压超过了电源电压峰值的整体1.3倍，那么这时候就会产生抗干扰状态。但是RC串联接入之后，RC是需要靠近在负载状态，相对于一些直流的负载状况来说，需要把续流的二极管和继电器线圈触头进行并联^[5]。

如果I/O的信号源输出类型为晶体管时，那么就会在关断的过程当中产生大量的漏电现象，元件当中所输出的能量负载是比较小的，所以一旦负载断开之后，那么就会在第一时间产生大量漏电流干扰，这时输入以及输出的信号漏电就会致使I/O出现问题。与此同时，为了能够更好地降低输入的电流，那么就需要对于阻抗的输出减少。

2. 结束语

综上所述，随着当前PLC应用越来越普遍化，所以PLC的控制系统也逐渐复杂化，需要进行解决的干扰因素也在变多，PLC的抗干扰能力已经成为了整个系统当中最需要进行运行的可靠环节之一。只有不断的进行PLC方面的性能改善工作，才可以有效的增强系统抗干扰能力，把失误故障率降到最低，以保证PLC系统长期稳定的运行。

参考文献：

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[2]张东,孙晓东,刘松,尹鹤轩.基于PLC技术的双套管密相气力输灰控制系统[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2021,1701:58-64+69.

[3]陈福兰,何冠华,姚俊辉,焦建刚,杜虹.基于S7-1200PLC的多功能智能埋弧焊接辅助控制系统研究[J].无线互联科技,2021,1802:117-118+125.

[4]朱香将,杜亚江,李宗刚,葛立明,柯良斌.基于PLC控制器的复合绝缘子憎水性全自动检测系统设计[J].机床与液压,2021,4904:63-68.

[5]林子其,郝建豹,潘伟荣,易焕银,胡君增,梁其金.一种基于PLC及工业机器人的码垛工作站设计[J].广东轻工职业技术学院学报,2020,1901:6-10+17.

作者简介：陈明烨，男，1993.08。工作单位：广州应用科技学院。学历：本科。职称：助理实验师。研究方向：电气工程及其自动化。