PLC运行的干扰类型及来源分析

PLC运行的干扰类型及来源分析

赵国岭

江西中烟南昌卷烟厂 江西 南昌 330000

摘 要：现如今，PLC逻辑控制系统已经逐渐渗透应用到我国各个行业领域的运行发展中，这一技术系统凭借自身的便捷操作、维护性能强等重要特点，在我国的工业领域中的系统控制方面上发挥着重要的应用作用。PLC控制系统虽然在操作性与可靠性上能力较强，但会受到所处环境的影响，必然会影响到PLC控制系统在工业领域中的实际运行质量，不能让PLC系统发挥出高质量的运行效率。针对这种一些存在干扰问题的工业环境中，PLC系统的实际运行，必须要研究有效的措施，对系统进行干预，只有这样，才能够保证PLC控制系统在各个行业中的稳定运行，真正发挥出PLC系统的应用效能。

关键词：PLC运行；干扰类型；来源

1 PLC运行的干扰来源

1.1空间电磁辐射

PLC控制系统所受到的空间电磁辐射干扰来源非常广泛，常见的来源主要包括电力网路、雷电、无线电广播、雷达以及高频感应加热设备等，其分布范围非常广泛，所造成的影响也较大。当PLC控制系统工作环境中的电磁辐射超过正常工作所允许的最大值时，就会受到射频所造成的辐射干扰。空间电磁辐射对PLC控制系统所造成的不利影响主要有：一是对PLC的内部设备进行辐射，进而在回路中形成电路感应造成影响；二是对PLC控制系统的通信网络进行辐射影响，在通信线路中形成电路感应而造成间接的不利影响。电磁辐射干扰与现场设备的安装位置和设备工作过程中所产生的电磁场之间具有密切的关系，尤其是与频率之间具有直接关系。

1.2电源系统电磁感应

PLC控制系统设备的电源主要是由电网提供，由于其供电电网的供电范围非常大，导致其供电线路也非常复杂，在空间电磁场的作用下，就会造成供电线路中的电流和电压发生一定的变化。尤其是供电电网内部的电压和电流发生变化，都会影响PLC控制系统的正常工作。例如，操作供电电网开关时形成的浪涌、大型电力设备启停和交直流传动装置引起的谐波以及电网短路时形成的暂态冲击等情况，都会经由供电线路传输给PLC控制设备，进而影响PLC控制设备的正常运行。

1.3信号线引入

PLC控制系统中的信号线负责将各种控制指令快速准确地传输至相应的工作设备中，进而确保各个设备之间能够进行有效地协调配合工作。在控制信号的传输过程中，难以避免会受到来自系统外部信号的侵入，这就会影响正确信号的顺利传输，进而导致部分设备接收错误的控制指令，无法正常运行。外部干扰信号的侵入会导致I/O信号出现工作异常，导致PLC控制系统无法进行准确的测量工作，进而造成系统的测量精度大大降低，严重时还可能导致PLC控制系统内部的元器件发生不同程度的损伤。信号线引入所造成的影响，对于隔离性能较差的PLC控制系统来说，会造成非常严重的信号间干扰，导致控制系统出现逻辑数据异常、误动以及死机等故障。

1.4接地系统

PLC控制系统在工作过程中需要进行良好地接地，进而能够对电磁干扰起到有效的抑制作用，而且还能避免系统设备向外发出干扰信号。如果PLC控制系统没有进行正确地接地或者接地系统出现故障，就会导致系统出现严重的干扰信号，造成PLC控制系统指令无法得到有效传输。PLC接地系统中的地线主要包括系统地、屏蔽地、交流地以及保护地等，各个部分起到不同的保护作用。当接地系统发生故障后，就会导致PLC不同接地点的电位分布不均，进而在不同接地点之间形成一定的电位差，从而形成地环路电流，这会导致PLC控制系统内的电流紊乱，影响其正常工作。此外，PLC控制系统受到变化磁场的影响后，其内部的屏蔽层也会出现一定大小的感应电流，再通过屏蔽层与芯线之间耦合形成的回路，就会对PLC控制系统的正常工作造成不利影响。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生电位分布，PLC内逻辑电路和模拟电路受到影响而无法正常工作。

2 PLC的抗干扰措施

2.1系统硬件结构抗干扰措施

PLC系统在外部结构方面进行的接线抗干扰操作，具体分为以下两点：第一，设计稳定、合理的设备抗干扰电源。系统设备的稳定运行，必须要依靠稳定的电源支持，在系统运行时，设备的外接电源装置上，也会存在部分干扰情况，针对此种问题，必须要重视在系统设备电源方面的抗干扰性能。具体可以采用在系统外部电源上，进行低压配电结构专线电力供给操作，降低与PLC系统设备同在一个电力供应系统中的电子设备装置，对PLC系统运行产生的信号干扰。在系统电源供电线路设置完毕后，需要接入进专用的电路稳压器，利用稳压装置，保证PLC系统在电源供电方面的稳定性。另外，还要在系统电源结构终端位置上，安设电力隔离变压器与电阻量吸收器。如果系统运行地区的周边条件足够允许的话，还可以采用电源隔离变压装置的操作方式，将其接入进波滤装置，提高抗干预效果。另一方面是连接地线装置。此种方式具体有两种，即工作接地与系统接地。在接地连接操作技术中，PLC系统的主控制柜，是采用保温板材质，将系统设备和室内地面做好隔离操作工作。连接系统模拟信号的电缆屏蔽层结构，需要一端接地，在电流进过系统屏蔽层，进入系统模拟电回路之后，就会形成系统共模干扰。利用这种方式，能够有效地避免PLC系统在传输信号时出现干扰问题。针对系统遇到的大频率干扰信号，需要在系统内部，安装电容滤波装置，或电隔离装置，能够消除掉比较难清理的干扰信号。PLC系统的安装操作，是直接将系统设备接地安装，系统中的各类交换信号的频率都在1MHz以下。针对此种情况，需要选择一端接地串联的方式进行接地安装操作。如果PLC控制系统在实际位置上，是集中安装的，要选择一端接地并联的方式，结合专业的设备接地操作技术，在系统的装置节点上，进行接地连接安装，在安装操作时，还要做好屏蔽层设置，以及信号线绝缘操作。

2.2系统软件结构抗干扰措施

PLC控制系统中，在软件设备结构方面，进行抗信号干扰操作措施，简单来说，就是对系统中的所有信号利用设定好的计算机程序做处理，降低干扰信号对系统运行造成的影响程度。此种方式能够最大化节约企业在抗干扰问题上的解决成本投资，在抗干扰方面达到的效果，也比较有保证性。此种技术的应用原理为，采用数字滤波技术，处理系统中所有的信号，并从中将干扰类信号筛选剔除。

对我国目前时期在信号抗干扰措施方面的进行，应用领域较广、抗干扰效果最佳的措施，包括以下几种，惯性滤波、限幅滤波、平均值滤波、中位值滤波等。采用数字滤波抗干扰措施，其效果稳定性最好，在修改PLC系统参数方面比较便捷，能够有效达到滤波操作要求。需要重点注意的是，在应用该技术进行系统抗干扰时，要确定系统里的电回路数量，回路数量过多会增加系统处理干扰信号的时间，难以保证系统及时完成控制程序下达的指令，影响系统运行效率。

结束语

总而言之，PLC控制系统具有非常优良的控制性能，被广泛应用于工业生产过程中，促进了工作效率的不断提高。但由于其工作环境较为恶劣，存在诸多干扰源，会对其正常工作造成不利影响。通过对PLC控制系统运行过程中的干扰类型和干扰源进行深入地分析研究，为制定科学合理的改善措施提供可靠的资料支持。

参考文献：

［1］陈凤华.PLC控制系统应用中干扰问题解决措施［J］.佳木斯职业学院学报，2018（04）：487-488.

［2］刘天生，张南.电磁干扰生产设备PLC的故障分析［J］.设备管理与维修，2018（16）：169-170.