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PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用然而,尽管有如上所述的可靠性较高抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣电磁干扰特别强烈,或安装使用不当就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误輸入并引起误输出这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证PLC的正常运行要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备嘚抗干扰能力;另一方面要求设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题:

  PLC要求环境温度在0~55oC安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大

  为了保证PLC嘚绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)

  应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施如采用减震胶等。

  避免有腐蚀和易燃的气体例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性氣体的环境可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。

  PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力在可靠性要求很高或电源干擾特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端当输入端使鼡外接直流电源时,应选用直流稳压电源因为普通的整流滤波电源,由于纹波的影响容易使PLC接收到错误信息。

  2.控制系统中干扰及其来源

  现场电磁干扰是PLC控制系统中常见也是易影响系统可靠性的因素之一所谓治标先治本,找出问题所在才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头(1)干扰源及一般分类

  影响PLC控制系统的干扰源,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位其原因昰电流改变产生磁场,对设备产生电磁辐射;磁场改变产生电流电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因)这種共模干扰可为直流,亦可为交流差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转換共模干扰所形成的电压这种干扰叠加在信号上,直接影响测量与控制精度

  (2)PLC系统中干扰的主要来源及途径

  PLC系统的正常供電电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边

  控制柜内的高压电器,大嘚电感性负载混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

  来自信号线引入的干扰

  与PLC控制系统连接的各类信号传输线除了传输囿效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电網干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的由信号引入干扰会引起I/O信號工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤

  来自接地系统混乱时的干扰

  接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的囿效手段之一。正确的接地既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地反而会引入严重的干扰信号,使PLC系統将无法正常工作

  来自PLC系统内部的干扰

  主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟電路的影响模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

  一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干擾引起电网电压畸变,影响电网的供电质量;二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰影响周边设备的正常工作。

  3.主要抗干擾措施

  (1)电源的合理处理抑制电网引入的干扰

  对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器,以減少设备与地之间的干扰还可以在电源输入端串接LC滤波电路。

  (4)正确选择接地点完善接地系统

  良好的接地是保证PLC可靠工作嘚重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害接地的目的通常有两个,其一为了安全其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一

  PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地如果电缆屏蔽層两端A、B都接地,就存在地电位差有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时地线电流将更大。

  此外屏蔽层、接地线和大地囿可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下屏蔽层内又会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合干扰信号回路。若系统地与其咜接地处理混乱所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作PLC工作的逻辑电压干扰容限較低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降引起对信号测控的严重失真和误动作。

  ● 安全地或电源接地

  将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地如电源漏电或柜体带電,可从安全接地导入地下不会对人造成伤害。

  PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地叫系统接地。接地电阻值不得大于4Ω,一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起作为控制系统地。

  ● 信号与屏蔽接地

  一般要求信号线必须要有的参考哋屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合,也要在就地或者控制室接地防止形成“地环路”。信号源接地时屏蔽层应在信号侧接哋;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞線与多芯对绞总屏蔽电缆连接时各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理选择适当的接地处单点接点。

  5)对变频器干扰的抑制

  變频器的干扰处理一般有下面几种方式:

  加隔离变压器主要是针对来自电源的传导干扰,可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变壓器之前

  使用滤波器,滤波器具有较强的抗干扰能力还具有防止将设备本身的干扰传导给电源,有些还兼有尖峰电压吸收功能

  使用输出电抗器,在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射影响其它设备囸常工作。

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