唐嘉序， 辛君武， 歐陽息良

（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

0 引言

可編程控制器英文簡(jiǎn)稱PLC，由于性能可靠被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制中。隨著我國對(duì)自動(dòng)化要求的提高，PLC被廣泛使用在各種工作環(huán)境。如何確保PLC在電網(wǎng)電壓波動(dòng)大、強(qiáng)電、強(qiáng)磁的情況下不受外界干擾而穩(wěn)定工作，確保工業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行，是一個(gè)非常重要的課題。

在對(duì)可編程控制器工作環(huán)境的干擾源進(jìn)行分析時(shí)可將干擾源分為兩大類。一類是內(nèi)部干擾，干擾源主要是PLC所在的控制柜內(nèi)其他電器元件，如斷路器接觸器動(dòng)作時(shí)的飛弧，小型接觸器的頻繁動(dòng)作，變頻器運(yùn)行時(shí)的電網(wǎng)電壓畸變和電磁輻射；另一類是外部干擾，如強(qiáng)電電纜對(duì)PLC的控制信號(hào)的干擾，來自空間的電磁輻射對(duì)信號(hào)線的共模干擾和差模干擾，由連接在PLC上的電源及控制線接地線導(dǎo)入PLC的干擾信號(hào)對(duì)有效信號(hào)的干擾。

1 內(nèi)部干擾

設(shè)計(jì)PLC所在的電器柜時(shí)，需要對(duì)可能存在的干擾情況進(jìn)行考慮。盡量將高壓電器與低壓電器分別設(shè)計(jì)在強(qiáng)電柜和弱電柜中。PLC要安裝在低壓電器柜中，盡量遠(yuǎn)離大功率電器元件。在接線時(shí)最好將可編程控制器的輸入輸出線及信號(hào)線與電源線動(dòng)力線分別捆扎。PLC多采用微弱的4～20 mA電流做傳遞信號(hào)，走線混亂可能導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作，會(huì)給后期工作帶來很大負(fù)面影響。設(shè)計(jì)控制柜電器元件選型時(shí)，要選擇性能可靠的接觸器與斷路器，可在繼電器、接觸器等電感性負(fù)載線圈的兩頭根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況并接阻容吸收器，最大程度上減少柜內(nèi)干擾。

變頻器經(jīng)常跟PLC設(shè)計(jì)在同一電器柜內(nèi)，變頻器啟動(dòng)和運(yùn)行會(huì)使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變并產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射，對(duì)PLC有較大影響。安設(shè)使用變頻器時(shí)，要將變頻器中性端、外殼、電源中性線、電機(jī)外殼和Y型接法中性端牢固接于電源回路地線上，避免形成“地環(huán)路”，信號(hào)線最好穿金屬軟管敷設(shè)。對(duì)于電源傳導(dǎo)干擾，可以加裝隔離變壓器，不但能隔離干擾，還能變更電壓。

使用濾波器和電抗器可有效減少內(nèi)部干擾。濾波器能抑制電壓的快速變化、降低漏電流和高頻輻射。一些濾波器還能吸收尖峰電壓，并避免設(shè)備將自身干擾傳導(dǎo)回電源。在大型交流電動(dòng)機(jī)與變頻器之間加裝電抗器能抑制發(fā)射干擾、感應(yīng)干擾和電動(dòng)機(jī)電壓的波動(dòng)。在變頻器P1、P+端接電抗器，能改良功率因數(shù)，強(qiáng)效抑止電源浪涌和尖峰電流，極大減少對(duì)可編程控制器的干擾。

2 外部干擾

可編程控制器所在的控制柜應(yīng)安置在遠(yuǎn)離直接振動(dòng)或沖擊的場(chǎng)所，假如工作環(huán)境有難以避免的振動(dòng)，需選擇合適的減振措施?？刂乒褚休^好的密閉性，避免腐蝕和煙塵。良好的控制柜能提供一定的抗干擾性。PLC的通訊信號(hào)、控制信號(hào)都是弱電信號(hào)，當(dāng)這些信號(hào)線處于起隔離作用的控制柜外時(shí)，易受工作環(huán)境的強(qiáng)電干擾。在柜外布線時(shí)最好距離強(qiáng)電200 mm以上。電纜溝采用多層敷設(shè)時(shí)，施工時(shí)應(yīng)將弱電電纜敷設(shè)在強(qiáng)電電纜下方。

疊加在信號(hào)線上的干擾有共模干擾和差模干擾兩種。共模干擾是指信號(hào)線上共有的干擾信號(hào)，多由控制系統(tǒng)的接地點(diǎn)與被測(cè)信號(hào)的接地點(diǎn)存在有害的電位差引起。這類干擾在兩條信號(hào)線上的頻率、周期等十分相似。要抑止和消減共模干擾經(jīng)常使用雙差分輸入的差動(dòng)放大器，利用絞合線的纏繞方式使輸入線上的電感相互抵消。當(dāng)然常用的單邊接地和光電隔離也是很好的方法。

疊加在信號(hào)線上的干擾測(cè)量信號(hào)的有害信號(hào)被稱為差模干擾信號(hào)。差模干擾往往是由耦合引起的頻率很高的交變信號(hào)。要抑制差模干擾首先要針對(duì)此種信號(hào)的特點(diǎn)選用雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器來有效消除高頻干擾，為了消除高次諧波，通常在輸入回路加裝RC濾波器或雙T濾波器。另外可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)再傳輸，采用良好接地電源與控制回路分別接地也可有效抑制差模干擾。

3 結(jié)語

本文對(duì)PLC工作環(huán)境可能存在的干擾源進(jìn)行分析，針對(duì)干擾源自身特點(diǎn)提出有針對(duì)性的抑止措施。在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中還需考慮輸入輸出設(shè)備和工業(yè)環(huán)境等因素，設(shè)計(jì)抗干擾系統(tǒng)時(shí)要周密考慮、認(rèn)真對(duì)待，才能將現(xiàn)場(chǎng)干擾降到最低，使采用PLC系統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備安全、平穩(wěn)、可靠地運(yùn)行。