淺析PLC、DCS系統(tǒng)干擾問題及解決方案

1、淺析plc、dcs系統(tǒng)干擾問題及解決方案隨著科學技術(shù)的進展，在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛。plc控制系統(tǒng)的牢靠性挺直影響到工業(yè)企業(yè)的平安生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到囫圇系統(tǒng)牢靠運行的關(guān)鍵。系統(tǒng)中所用法的各種類型plc，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各種電機設(shè)備上，它們大多處在強電和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高plc控制系統(tǒng)牢靠性，設(shè)計人員惟獨預先了解各種干擾才干有效保證系統(tǒng)牢靠運行。2.電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾影響plc控制系統(tǒng)的干擾源于普通影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在或強烈變幻的部位，這些電荷強烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。干擾類型通常按

2、干擾產(chǎn)生的緣由、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的緣由不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按聲音干擾模式不同，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的分類辦法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特殊是采納隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130v 以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，挺直影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)i/o 模件損壞率較高

3、的緣由），這種共模干擾可為直流、亦可為溝通。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓挺直疊加在信號上，挺直影響測量與控制精度。3. plc 控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有哪些呢？(1) 來自空間的輻射干擾空間的輻射電磁場（emi）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、廣播、電視、雷達、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。若plc 系統(tǒng)置于所場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是挺直對plc 內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對plc 通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干

4、擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特殊是頻率有關(guān)，普通通過設(shè)置屏蔽電纜和plc 局部屏蔽及高壓泄放元件舉行庇護。(2) 來自系統(tǒng)外引線的干擾主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴峻(3) 來自電源的干擾實踐證實，因電源引入的干擾造成plc 控制系統(tǒng)故障的狀況無數(shù)，筆者在某工程調(diào)試中碰到過，后更換隔離性能更高的plc 電源，問題才得到解決。plc 系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。因為電網(wǎng)籠罩范圍廣，將受到全部空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變幻，開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都

5、通過輸電線路到電源邊。plc 電源通常采納隔離電源，但其機構(gòu)及創(chuàng)造工藝因素使其隔離性并不抱負。事實上，因為分布參數(shù)特殊是分布的存在，肯定隔離是不行能的。(4) 來自信號線引入的干擾與plc 控制系統(tǒng)銜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(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴峻的。由信號引入干擾會引起i/o信號工作異樣和測量精度大大降低，嚴峻時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導致信號間相互干擾，引起共地系統(tǒng)回流，造成規(guī)律數(shù)據(jù)變幻

6、、誤動和死機。plc 控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成i/o模件損壞數(shù)相當嚴峻，由此引起系統(tǒng)故障的狀況也無數(shù)。(5) 來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾接地是提高設(shè)備電磁兼容性（）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴峻的干擾信號，使plc 系統(tǒng)將無法正常工作。plc 控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、溝通地和庇護地等。接地系統(tǒng)混亂對 plc 系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必需一點接地，假如電纜屏蔽層兩端a、b都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發(fā)生異樣

7、狀態(tài)加雷擊時，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變幻磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會浮現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響plc 內(nèi)規(guī)律電路和的正常工作。plc 工作的規(guī)律電壓干擾容限較低，規(guī)律地電位的分布干擾簡單影響plc 的規(guī)律運算和數(shù)據(jù)存儲，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴峻失真和誤動作。(6) 來自plc 系統(tǒng)內(nèi)部的干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的互相電磁輻射產(chǎn)生，如規(guī)律電路互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與規(guī)律地

8、的互相影響及元器件間的互相不匹配用法等。這都屬于plc 創(chuàng)造廠對系統(tǒng)內(nèi)部舉行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容，比較復雜，作為應(yīng)用部門是無法轉(zhuǎn)變，可不必過多考慮，但要挑選具有較多應(yīng)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。4怎樣才干更好、更容易解決plc系統(tǒng)干擾？1）選用隔離性能較好的設(shè)備、選用優(yōu)良的電源、動力線和信號線走線要越發(fā)合理等等，能解決干擾，但是比較煩瑣、不易操作而且成本較高。2）利用信號隔離器這種產(chǎn)品解決干擾問題。只要在有干擾的地方，輸入端和輸出端中間加上這種產(chǎn)品，就可有效解決干擾問題。5為什么解決plc系統(tǒng)干擾首選信號隔離器呢？1）用法容易便利、牢靠，成本低廉。2）可大量減輕設(shè)計人員、系統(tǒng)調(diào)試人員工作量，即使復雜的系統(tǒng)在一般的設(shè)計人員手里，也會變的十分容易牢靠。6信號隔離器工作原理是什么？首先將plc接收的信號，通過器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件舉行隔離轉(zhuǎn)換，然后再舉行解調(diào)變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離后信號的供電電源舉行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間肯定自立。7. 現(xiàn)在市場有那么多品牌的隔離器，價格參差不齊，該怎么挑選呢？隔離器位于二個系統(tǒng)通道之間，所以挑選隔離器首先要確定輸入輸出功能，同時要使隔離器