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可编程控制器系统中的主要干扰源

  (1)来自空间的辐射干扰


  空间辐射电磁场(EMI)主要由电网、电气设备的瞬变过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生。通常称为辐射干扰,其分布极其复杂。如果将PLC系统置于射频场中,会受到辐射干扰,其影响主要通过两条途径:一是直接辐射到PLC内部,通过电路感应造成干扰;它是PLC通信中对网络的辐射,干扰是由通信线路的感应引入的。辐射干扰与现场设备的布局和设备产生的电磁场有关,尤其是频率,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压放电元件来保护。

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  (2)系统外部导线的干扰


  主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业领域更为严重。


  来自电源的干扰


  PLC系统的正常供电由电网提供。由于电网覆盖面广,它会受到全空间电磁干扰,并在线路上感应出电压和电路。特别是电网中的变化,如接入浪涌、大型电力设备的启停、交流/DC传输装置引起的谐波、电网的短路瞬态影响等。通过传输线传输到电源的初级侧。隔离电源通常用于PLC电源,但由于其机理和制造工艺因素,其隔离效果并不理想。事实上,由于分布参数的存在,特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。


  信号线的干扰


  与PLC控制系统相连的各种信号传输线,除了传输各种有效信息外,总会受到外界干扰信号的入侵。


  这种干扰主要有两种方式:一是通过发射机电源或普通信号仪电源串联的电网干扰,这种干扰往往被忽略;二是信号线受到空间电磁辐射的干扰,也就是外界对信号线的感应干扰,非常严重。信号引入的干扰会导致I/O信号异常运行,大大降低测量精度,严重时甚至会造成元器件损坏。对于隔离性能差的系统,还会造成信号之间的相互干扰,造成普通系统的总线回流,造成逻辑数据变化,误操作,死机。在可编程控制器控制系统中,信号干扰导致的输入输出模块损坏数量相当严重,导致许多系统故障。


  混沌接地系统的干扰


  接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地不仅可以抑制电磁干扰的影响,还可以抑制设备向外的干扰;错误的接地会导致信号严重干扰,使PLC系统无法正常工作。


  PLC控制系统的接地线包括系统接地、屏蔽接地、交流接地和保护接地等。混沌接地系统对PLC系统的干扰主要是由于各接地点的电位分布不均匀,以及不同接地点之间的电位差,造成接地回路电流,影响系统的正常运行。例如,电缆屏蔽必须在一点接地。如果电缆屏蔽的A端和B端都接地,就会产生接地电位差,有电流流过屏蔽。当雷击等异常状态时,接地电流会更大。此外,屏蔽层、地线和大地可以形成闭环。在变化磁场的作用下,屏蔽层可能会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合干扰信号回路。如果将系统与其他接地处理混淆,产生的接地循环可能会在接地线上产生不均匀的电位分布,影响PLC中逻辑电路和模拟电路的正常运行。PLC的逻辑电压干扰容限低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储,导致数据混乱、程序失控或死机。模拟地电位的分布会导致测量精度下降,造成信号测控严重失真和误操作。


  (3)来自可编程控制器系统内部的干扰


  主要是系统中元器件与电路之间的相互电磁辐射引起的,如逻辑电路的相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响,元器件之间的使用不匹配等。这些都属于系统中PLC厂商的电磁兼容设计,比较复杂。作为一个应用部门,是无法改变的,不需要想太多,但是要选择一个应用成果多或者测试过的系统。

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