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核心提示：
1 概述
科學(xué)技術(shù)發(fā)展，PLC工業(yè)控制中應(yīng)用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)可*性直接影響到工業(yè)企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可*運(yùn)行關(guān)鍵。自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用各種類型PLC，有是集中安裝控制室，有是安裝生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機(jī)設(shè)備上，它們大多處強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可*性，要求PLC生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備抗干擾能力；另，要求工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾性能。
2 電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)干擾
2.1 干擾源及干擾一般分類
影響PLC控制系統(tǒng)干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備干擾源一樣，大都產(chǎn)生電流或電壓劇烈變化部位，這些電荷劇烈移動(dòng)部位就是噪聲源，即干擾源。
干擾類型通常按干擾產(chǎn)生原因、噪聲干擾模式和噪聲波形性質(zhì)不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用分類方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)電位差，主要由電網(wǎng)串入、電位差及空間電磁輻射信號(hào)線上感應(yīng)共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓較大，特別是采用隔離性能差配電器供電室，變送器輸出信號(hào)共模電壓普遍較高，有可高達(dá)130V以上。共模電壓不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號(hào)，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高主要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間干擾電壓，主要由空間電磁場信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成電壓，這種讓直接疊加信號(hào)上，直接影響測量與控制精度。
2.2 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾主要來源
2.2.1 來自空間輻射干干擾
空間輻射電磁場（EMI）主由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要兩條路徑：一是直接對(duì)PLC內(nèi)部輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)輻射，由通信線路感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。
2.2.2 來自系統(tǒng)外引線干擾
主要電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。
（1）來自電源干擾
實(shí)踐證明，因電源引入干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障情況很多，筆者某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高PLC電源，問題才到解決。
PLC系統(tǒng)正常供電電源均由電網(wǎng)供電。電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上，分布參數(shù)特別是分布電容存，絕對(duì)隔離是不可能。
（2）來自信號(hào)線引入干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接各類信號(hào)傳輸線，傳輸有效各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是變送器供電電源或共用信號(hào)儀表供電電源串入電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)干擾，即信號(hào)線上外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。隔離性能差系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障情況也很多。
（3）來自接系統(tǒng)混亂時(shí)干擾
接是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）有效手段之一。正確接，既能抑制電磁干擾影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤接，會(huì)引入嚴(yán)重干擾信號(hào)，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。
PLC控制系統(tǒng)線包括系統(tǒng)、屏蔽、交流和保護(hù)等。接系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)干擾主各個(gè)接點(diǎn)電位分布不均，不同接點(diǎn)間存電位差，引起環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接，電纜屏蔽層兩端A、B都接，就存電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，線電流將更大。
此外，屏蔽層、接線和大有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，變化磁場作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，屏蔽層與芯線之間耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)它接處理混亂，所產(chǎn)生環(huán)流就可能線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路正常工作。PLC工作邏輯電壓干擾容限較低，邏輯電位分布干擾容易影響PLC邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬電位分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。
2.2.3 來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部干擾
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路影響，模擬與邏輯相互影響及元器件間相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門是無法
科學(xué)技術(shù)發(fā)展，PLC工業(yè)控制中應(yīng)用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)可*性直接影響到工業(yè)企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可*運(yùn)行關(guān)鍵。自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用各種類型PLC，有是集中安裝控制室，有是安裝生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機(jī)設(shè)備上，它們大多處強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可*性，要求PLC生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備抗干擾能力；另，要求工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾性能。
2 電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)干擾
2.1 干擾源及干擾一般分類
影響PLC控制系統(tǒng)干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備干擾源一樣，大都產(chǎn)生電流或電壓劇烈變化部位，這些電荷劇烈移動(dòng)部位就是噪聲源，即干擾源。
干擾類型通常按干擾產(chǎn)生原因、噪聲干擾模式和噪聲波形性質(zhì)不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用分類方法。共模干擾是信號(hào)對(duì)電位差，主要由電網(wǎng)串入、電位差及空間電磁輻射信號(hào)線上感應(yīng)共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓較大，特別是采用隔離性能差配電器供電室，變送器輸出信號(hào)共模電壓普遍較高，有可高達(dá)130V以上。共模電壓不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號(hào)，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高主要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間干擾電壓，主要由空間電磁場信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成電壓，這種讓直接疊加信號(hào)上，直接影響測量與控制精度。
2.2 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾主要來源
2.2.1 來自空間輻射干干擾
空間輻射電磁場（EMI）主由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要兩條路徑：一是直接對(duì)PLC內(nèi)部輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；對(duì)PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)輻射，由通信線路感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。
2.2.2 來自系統(tǒng)外引線干擾
主要電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。
（1）來自電源干擾
實(shí)踐證明，因電源引入干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障情況很多，筆者某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高PLC電源，問題才到解決。
PLC系統(tǒng)正常供電電源均由電網(wǎng)供電。電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上，分布參數(shù)特別是分布電容存，絕對(duì)隔離是不可能。
（2）來自信號(hào)線引入干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接各類信號(hào)傳輸線，傳輸有效各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是變送器供電電源或共用信號(hào)儀表供電電源串入電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)干擾，即信號(hào)線上外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。隔離性能差系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障情況也很多。
（3）來自接系統(tǒng)混亂時(shí)干擾
接是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）有效手段之一。正確接，既能抑制電磁干擾影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤接，會(huì)引入嚴(yán)重干擾信號(hào)，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。
PLC控制系統(tǒng)線包括系統(tǒng)、屏蔽、交流和保護(hù)等。接系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)干擾主各個(gè)接點(diǎn)電位分布不均，不同接點(diǎn)間存電位差，引起環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接，電纜屏蔽層兩端A、B都接，就存電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，線電流將更大。
此外，屏蔽層、接線和大有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，變化磁場作用下，屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，屏蔽層與芯線之間耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)它接處理混亂，所產(chǎn)生環(huán)流就可能線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路正常工作。PLC工作邏輯電壓干擾容限較低，邏輯電位分布干擾容易影響PLC邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬電位分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測控嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。
2.2.3 來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部干擾
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路影響，模擬與邏輯相互影響及元器件間相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門是無法
