PLC遭遇干擾危機,電工老師傅告訴你該採取什麼抗干擾措施!

電力作業人員都知道:PLC 是以微處理器為核心, 綜合了計算機技術,自動化控制技術和通信技術進而發展起來的一種自動化控制設備。 因PLC具有控制功能強, 可靠性高, 使用靈活方便, 易於擴展等優點,在工業生產和科技的發展中佔有很重要的地位。

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PLC雖然採用現代集成電路技術,內部電路也進行了抗干擾技術, 相對而言具有很高的可靠性。儘管 PLC 在製造時已採取了很多措施,但是為了確保整個系統穩定可靠,還是應當儘量使 PLC 有良好的工作環境和條件,並採取必要的抗干擾措施。

一,PLC控制系統干擾的主要來源及途徑。

1,電源的干擾。

PLC系統的正常供電電源均由電網供電,由於電網覆蓋範圍廣,它將受到所有空間的電磁干擾。空間的輻射電磁場主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線 電廣播、電視、雷達等產生的,通常稱為輻射干擾,若 PLC系統置於所射頻場內,就會收到輻射干擾,而在線路上感應電壓。

尤其是電網內部的變化,刀開關操作浪湧、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊。 可能造成程序錯誤或運算錯誤,從而產生誤輸入並引起誤輸出,這將會造成設備的失控和誤動作,從而不能保證 PLC 的正常運行。

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2,信號線引入的干擾。

與 PLC 控制系統連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信號之外,總會有外部干擾信號侵入。

此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾;二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾。

3,接地系統的干擾。

正確的接地, 既能抑制電磁干擾的影響, 又能抑制設備向外發出干擾; 而錯誤的接地, 反而會引入嚴重的干擾信號, 使 PLC 系統將無法正常工作。

4,變頻器干擾。

(1)是變頻器啟動及運行過程中產生諧波對電網產生傳導干擾, 引起電網電壓畸變,影響電網的供電質量;

(2)是變頻器的輸出會產生較強的電磁輻射干擾, 影響周邊設備的正常工作。

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二,PLC干擾不可避免但是可以採取抗干擾的措施來減輕干擾。

1,電源干擾的抑制。

一般通過設置屏蔽電纜和PLC 局部屏蔽及高壓洩放元件進行保護。選用隔離性能較好的設備、 選用優良的電源、 動力線和信號線走線要更加合理等等, 對電源變壓器、 中央處理器、 編程器等主要部件,採用導電、導磁性良好的材料進行屏蔽處理,以防止外界干擾信號的影 響。

電源調整與保護 :電源波動造成電壓畸變或毛刺, 將對 PLC 及 I/O模塊產生不良影響。 對微處理器核心部件所需要的+5V 電源採用多級濾波處理, 並用集成電壓調整器進行調整, 以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓的影響。其屏蔽層的接地方式不同,對干擾的抑制效果也不一樣,一般次級線圈不能接地。輸入、輸出線應用雙絞線且屏蔽層應可靠接地,以抑制共摸干擾。此外還可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為 1:1的隔離變壓器,以減少設備與地之間的干擾, 還可以在電源輸 入端串接 LC 濾波電路等。

2,信號線引入的防干擾措施。

動力線、控制線以及 PLC 的電源線和 I/O線應分別配線,隔離變壓器與 PLC 和 I/O之間,應採用雙絞線連接。將 PLC 的 I/O線和大功率線分開走線,如必須在同一線槽內,分開捆紮交流線、直流線,若條件允許,分槽走線最好,這不僅能使其有儘可能大的空間距離,並能 將干擾降到最低限度。

此外利用信號隔離器解決干擾問題也是很理想的辦法,其原理是首先 將 PLC 接收的信號,通過半導體器件調製變換,然後通過光感或磁感器件進行隔離轉換,然後再進行解調變換回隔離前原信號或不同信號, 同時對隔離後信號的供電電源進行隔離處理。 保證變換後的信號、電源、地之間絕對獨立。只要在有干擾的地方,輸入端和輸出端中間加上這種隔離器,就可有效解決干擾問題。

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3,正確選擇接地點,完善接地系統。

良好的接地是保證 PLC 可靠工作的重要條件,可以避免偶然發生的電壓衝擊危害。接地的目的通常有兩個,其一為了安全,其二是為了抑制干擾。完善的接地系統是 PLC 控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。在 PLC 控制系統中,具有多種形式的接地,主要有:

(1)信號地。輸入端信號元件的地;

(2) 屏蔽地。 為防止靜電和磁場感應而設置的外殼或金屬絲網, 通過專門的銅導線將其接入地下;

(3) 保護地。 將機器設備的外殼或設備內獨立器件的外殼接地, 用於保護人身安全和防止設備漏電。

為了抑制附加在電源及輸入、輸出端的干擾,應對 PLC 系統進行良好的接地。一般情況 下,接地方式與信號頻率有關,當頻率低於1MHz 時,可用一點接地;高於 10MHz 時,採用多點接地;在 1~10MH 之間時,通常情況下, PLC 控制系統採用一點接地,將所有地線端子和 、最近接地點相連接,以獲得最好的抗干擾能力。接地線截面積不能小於 2mm2,接地電阻不能大於 100;,接地線使用專用地線。

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4,變頻器干擾的抑制。

(1) 加隔離變壓器, 主要是針對來自電源的傳導干擾, 可以將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前。

(2) 使用濾波器, 濾波器具有較強的抗干擾能力, 還具有防止將設備本身的干擾傳導給 電源,有些還兼有尖峰電壓吸收功能。

(3) 使用輸出電抗器, 在變頻器到電動機之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸出在 能量傳輸過程中線路產生電磁輻射,影響其它設備正常。

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三,PLC抗干擾總結:PLC 控制系統中的干擾是一個十分複雜的問題,因此在抗干擾設計中應綜合考慮各方面 的因素,合理有效地抑制抗干擾,才能夠使 PLC 控制系統正常工作。


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