PLC控制系统抗干扰技术设计策略
PLC控制系统抗干扰技术
２２ 来 自系统 外 引线 引入 的 干扰 ．
由于 Ｐ Ｃ要通过导线 与现场 信号 连接 ，线 路距 离有 时 Ｌ
很长 。因此 ，在线 路传输 信号 过程 中，难免 就会 把 一些 干 扰带到 Ｐ Ｃ控制室 。来 自外 引线 的干扰 主要 有以下 三类 ： Ｌ
统混乱对 Ｐ Ｃ系统的干扰主要是各个接地点 电位分布不均 ， Ｌ 不 同接地点 间存在地 电位 差 ，引起 地环 路电 流 ，影 响 系统 正常工作 。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 生不 等电位分 布 ，影 响 Ｐ Ｃ内逻辑 电 Ｌ
需 要。
机 ２台 ，８０ Ｗ（ ｋ 电机 ５Байду номын сангаас，由于 电机启 停 ，常常造成 ５ ｋ ６ Ｖ）
近百伏 的瞬时过 压或 者欠 压 。而 瞬时过 压或者欠 压形 成涌
流 ，即使不 超过 Ｐ Ｃ电源 的工作范 围，也会造 成很 强 的干 Ｌ 扰 和破 坏性 。因此 ，要 提 高 工业控 制 系统 的抗 干扰 性 能 ，
首先要 在电源上下功夫。
２ ）来 自信 号线引入的干扰 。这 种干扰主要通 过信号线
引入 ，在我 国工业 现场较 严重 。与 Ｐ Ｃ控 制 系统连接 的各 Ｌ
类信号传输 线 ，除 了传输 有效 的各类 信息之 外 ，总会 有外 部干扰信号 侵入 。此 干扰 主要 有两种 途径 ：一是 通过 变送 器供 电电源 或共 用 信号 仪表 的供 电 电源 串入 的电 网干 扰 ；
２ 干 扰 的来源
影 响 Ｐ Ｃ控制 系统的干扰 源 ，大都 产生 在 电流或 电压 Ｌ 变化剧 烈 的部 位 ，这些 电荷 剧 烈移 动 的部 位就 是 噪 声 源 ，
PLC实验系统抗干扰技术
４０ １ ） ５ ０ ５
要 ：Ｌ Ｐ Ｃ控 制 系统 在 受 到 干 扰 时 ， 产 生 误 动 作 或 拒 动作 ， 会 引起 控 制 失 败 。 本 文 首 先分 析 了干
扰 产生的原因 ： 电源干扰 、 号线 引入 的干扰 、 信 接地 混乱 引起 的 干扰、 内部干 扰等 然后 就
这 些 干 扰 ， 硬 件 和软 件 两 方 面 入 手 ， 硬 件 方 面 主要 采 取 了抑 制 电 源 干扰 、 小 信 号 线 从 在 减
干扰源 卜— ＿ ＿ 耦合通 道 卜——． 接收 电路 － ｝
下 面对 干扰 的 主要来 源进 行分 析 ： １ １ 来 自电源 的干扰 ．．
对 电源来 说 ， 干扰 主要来 源 于外界 大容 量感 其
郑州航院青年科研基金一《 可编程控制器抗干扰技术研究》
一
１２ 一 ６
维普资讯
工业环 境 中的 干 扰 因素 比较 多 ， Ｐ Ｃ控 制 对 Ｌ 系统造 成 的影 响也 是 多 方 面 的 。但 干 扰 的形 成 须 具备 ３个基 本 因素 ， 干扰源 、 合通道 、 干扰信 号 耦 对
敏感 的接 收 电路 ， 下 图所示 。所 以 ， 除 噪声源 、 如 消 抑 制噪声 耦合 和设 计低 噪声 电路 是最 基本 的方法 。
在学 生实 验 与课 程 设 计 过 程 中 ， 于 各 种 干 由
际上 ， 由于分布参 数特别是分布电容的存在 ， 绝对
隔离 是不 可能 的 。
１２来 自信号线 引 入 的干 扰 ．．
与 Ｐ Ｃ控制 系统连接 的各类信 号线 ， 了向 Ｌ 除
Ｐ Ｃ提供 各类 有效 的控制 信息 外 ， 免会 有外 部 干 Ｌ 难 扰 信 号 的 侵 入 。 这 种 干 扰 主 要 有 两 个 途 径 引 入
PLC可编程控制系统抗干扰技术策略
PLC可编程控制系统抗干扰技术策略[摘要]plc在自动化中的使用极为频发，其安装位置因使用方式有明显不同，有的在控制室，有的在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。
文章从分析plc控制系统的可靠性入手，总结电磁干扰的类型、影响及来源，并且最终提出抗干扰设计策略，并结合汽车行业分析主要的干扰措施。
[关键词]plc；系统干扰；可靠性；电磁中图分类号：tb44.1 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-0510-01一、plc控制系统可靠性plc控制系统作为工程行业一种常用系统，其稳定性尤为重要。
要提高plc控制系统可靠性，一方面要求plc生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。
影响plc控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。
二、电磁干扰的主要来源1.来自空间的辐射干扰空间辐射电磁场（emi）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。
2.来自系统外引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现场较为严重，主要有下面三类：第一类是来自电源的干扰。
实践证明，因电源引入的干扰造成plc控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的plc电源问题才得到解决。
plc系统的正常供电电源均由电网供电，由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流，尤其是电网内部的变化、开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。
工业控制系统中PLC抗干扰技术研究
一
以下 为软 件延 时 ２ ｌ 去抖 的程序 ： ０ＩＳ ｌ
Ａ Ｌ Ｉ ２ ０． Ｏ Ｓ Ｔ＃２ ５ ０Ｍ Ｓ
ＳＤ
Ｔ
Ｏ
Ｎ０Ｐ Ｏ
般 要求 信 号 线有 唯一 的参 考地 ， 屏蔽 电缆 遇
ＮＯＰ Ｏ Ｎ０Ｐ Ｏ
单 点接 点 。
３ Ｐ Ｃ控 制 系 统 的软 件 抗 干 扰 设 计 Ｌ
软 件抗 干扰 方法 没计 简单 、 改灵活 、 费资源 修 耗 少 ，在 Ｐ Ｃ测控 系统 中同样获 得 了广泛 的应用 。软 Ｌ 件 抗干 扰 主要有 采用 数字 滤波 和软 件容错 等经 济有
效 的方 法 。
法 、 动 滤 波 法 等 。 这 些 方 法 已 有 成 熟 的 应 用 ， 滑 。 本 文 重 点 介 绍 Ｐ Ｃ 编 程 过 程 中 适 时 运 用 软 件 容 错 Ｌ 技 术 增 强 Ｐ Ｃ系 统 的抗 干 扰 能 力 的 方 法 ， 以 ＳＥ Ｌ 并 Ｉ．
定 的电源供 给 。Ｐ Ｃ外 供 电最好 从 最近 的低 压 配 电 Ｌ 室 的主母 线排 上采 取 专 用 线 供 电 ， 样 可 以 减少 大 这
ＭＥ Ｓ的 Ｐ Ｃ编程 软件 Ｓ Ｅ ７为 例 ， 明软 件 容错 Ｎ Ｌ ＴＰ 说
的程 序实 现 。 所 谓 容 错 ， 是 在 干 扰 不 能 避 免 的 情 况 下 ， 一 就 万 其对控制 系统造成大 的干扰而使 系统 出现异 常时 ， 控
制系统能对 其及时做 出反应 ， 并根据 出错 时的状态 决
数 字 滤 波 的 抗 干 扰 技 术 是 利 用 数 字 滤 波 程 序 对
干扰 信 号 ， Ｐ Ｃ系统 无法 正 常工作 。 使 Ｌ
西门子PLC的抗干扰措施
西门子PLC的抗干扰措施南京航大意航科技有限公司 左夏1.概述西门子S7系列可编程控制器是专门为工业控制设计的，在设计和制造过程中SIEMENS采取了多层次抗干扰措施，使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。
运行的稳定性和可靠性很高，PLC平均无故障工作时间高达几万小时。
随着计算机技术的发展，PLC的功能也越来越强，使用越来越方便，因此在工业控制系统中使用日益广泛。
但是，产品的可靠性高只是保证系统可靠工作的前提，还必须在设计和安装PLC系统过程中采用相应的措施，才能保证系统可靠工作。
在PLC使用现场的情况往往比较复杂，常常存在各种不同配电、控制及驱动设备,各个设备之间控制电缆的铺设也很接近，这就造成了干扰的产生。
电网的波动、大功率用电设备电缆线及其本身产生的电磁斜波，另外一些自然环境如闪电等都会对PLC的正常工作造成影响。
2.PLC系统设计时的抗干扰措施2.1 .硬件措施2.1.1.屏蔽:采用屏蔽有两个目的：一是限制内部的辐射电磁能越出某一区域；二是防止外来的辐射进入某一区域。
对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件，采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理，以防止外界干扰信号的影响。
选择机柜时因尽量选择框架结构的控制柜，同时要保证机柜的密封性能良好。
2.1.2.滤波:对供电系统计输入线路采用多种形式的滤波处理，以消除和抑制高频干扰信号，也削弱两个模块间的相互影响。
2.1.3.电源调整与保护:电源波动造成电压畸变或毛刺，将对PLC及I/O模块产生不良影响。
对CPU核心部件所需要的＋5V电源采用多级滤波处理，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。
尽量时电源线平行走线，时电源线对地呈低阻抗，以减少电源噪声干扰。
其屏蔽层接地方式不同，对干扰抑制效果不一样，一般次级线圈不能接地。
输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地，以抑制共摸干扰。
2.1.4.隔离:在微处理器与I/O电路之间，采用光电隔离措施，有效地把他们各离开来，以防外部的干扰信号及地线环路中产生的噪声电信号通过公共地线进入PLC本机，从而影响其正常工作。
PLC抗干扰技术在工业控制系统中的应用
张继骞 柳 成 业
科
Ｐ Ｃ抗干扰技术在工业控制系统中的应用 Ｌ
（ 黑龙 江建龙钢铁有限公 司， 黑龙江 双鸭 山 １ ５０ ） ５ １０
摘 要： 主要 阐述 了 Ｐ Ｃ控制 系统在 工业应 用中可能受到的干扰 类型 。 Ｌ 并提 出了针 对性 的抗干扰技术措ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 关键词 ： Ｌ 抗干扰 ； Ｐ Ｃ； 工业控制 系统； 用 应
一
一
但 所 引起 的干 扰 噪 声 将 是 非 常 严 重 的 。 在 处 理 电 阻 可 取 ４ ｎ ～１０ ，且 Ｒ ７ ２ｎ Ｃ尽 可 能 靠 近 负
责 任 编 辑 ： 兆 杰 孙
一
ｌ 一
１ 述 概 脉冲数 字电路时，对脉 冲中包含 的频谱应有 一 载 。 Ｐ Ｅ具有编程 简单 、 用性好 、 Ｉ 通 功能强 、 易 个 粗略概念。 ３ 外部配线的抗 干扰设计 ． ４ 于扩展等优点 ，特别是采用了高集成度的微电 ３ Ｐ Ｃ系统中的抗干扰设计 Ｌ 外部配线之间存在着互感 和分布 电容 ， 进 子器 件， 具有很高 的可靠性 ， 能较强的适应恶劣 ３１ ．接地抗干扰设计 行信号传送时会产生窜扰 。为 了防止或减 少外 的工业环境 ， 已被广泛应用于工业控制领域 中。 接 地在 消除干扰上起很大 的作 用 ， 良好 的 部配线 的干扰 。 交流输入 、输出信号与直 流输 现在 工业 生产线 控制 系统中所使用 的 Ｐ Ｃ 主 援地是 保证 Ｐ Ｃ可靠工作 的重要 条件之一 ， Ｌ ， Ｌ 可 入 、 出信号应分别使用各 自的 电缆 。 输 集成 电路 要是集中安装在主控室 ，它们 大多处在强 电电 以避免偶然发生 的电压冲击危害。为 了抑制 附 或晶体管设备的输人 、 出信号线 ， 输 要使用屏蔽 路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中 ， 容 加 在电源及 输入 、 出端 的干扰 ， 给 Ｐ Ｃ接 电缆 ， 蔽电缆在输入 、 出侧要 悬空 ， 很 输 应 Ｌ 屏 输 而在控 易被周围干扰源干扰而引起控制系统产生误 动 以专用地线 ， 接地线与动力设备洳 电动机） 的接 制器侧要接地。配线时在 ３ Ｏ米以下的短距离 ， 作， 影响系统的正常工作 ， 因此必 须重视 系统 的 地点应分开 ， 若达不到此要求 ， 则可与其它设备 直流和交流输 入、输 出信号线最好不要使用 同 抗干扰设计 。 公共接地 ， 严禁与其它设备 串联接地。 接地 电阻 电缆 ， 如果要走 同一配线管时 ， 输人信号要使 ２ 响 ＰＣ 影 Ｌ 控制系统稳定的干扰类型 要小于 ５ 接地线要粗 ， ｎ， 面积要 大于 ２ 平方 毫 用屏 蔽电缆。Ｏ 一３０ ３ 米 ０ 米距离的配线时 ， 直流 ２１空间辐射干扰 ． 米， 而且接 地点最 好靠近 Ｐ Ｃ装置 。 间的距 和交流输入、输 出信号线要分别使 用各 自的电 Ｌ 其 空间的辐射电磁场 Ｍ） １ 主要 由电力 网络、 离要小 于 ５ 米 ， ０ 接地线应避开强 电回路 ， 无 缆 ， 若 并且输入信号线一定要用屏蔽 线。对于 ３ ０ ０ 电气设备 、 雷电 、 鬲频 感应加 热设备 、 大型整流 法避开时 ， 应垂直相交， 缩短平行走线的长度。 米以上长距离配线时 ，则可用中间继电器转换 设 备等产 生 ， 常称 为辐射干扰 。电气设备 、 通 电 ３２电源部分 的抗干扰设计 ． 信号 ， 或使用远程 Ｉ Ｏ通道 。对于控 制器的接 ／ 子设备的高密度使 用 ， 使空间 电磁波污染越来 电源波 动造成 的电压 畸变或毛刺 。将 对 地线要 与电源线或动力线分开 ， 输入 、 输出信号 越 严重， 些干扰源产生 的辐射波频率范围广 。 Ｐ Ｃ及 Ｉ 这 Ｌ ／Ｏ模块产生不良影响 。据统计 分析 ， 线要与 高电压 、 大电流的动力线分 开配线 。 且 无规律 。空间辐 射干扰 以电磁感应的方式通 Ｐ Ｃ系统 的干扰 中有 ７ ％是从 电源耦 合进 来 Ｌ ０ ３ 软件抗干扰设计 ． ５ 过检测系统的壳体 、 导线等形成接收 电路 ， 造成 的。 了抑制干扰 ，Ｌ 供电系统可采用如下方 为 ＰＣ 尽管硬 件抗干扰可滤 除大部 分干扰信 号 ， 对 系统的干扰。若此时 Ｐ ， Ｉ ． Ｃ置于其辐射场 内 。 式 ， 控制器 和 Ｉ Ｏ系统分别 由各 自的隔离变 压 但 因干扰信号产生的原 因很复杂 。且具有很 大 ／ 其信号 、数据线和 电源线 即可充当天线接受辐 器供 电 ， 与主电路 电源分开。 并 当某一部 分电源 的随机性 ， 很难保证系统完全不受干扰 。 因此往 射干扰 。此种干扰与现场设备布置及设备 所产 出了故 障时 ， 而不会 影响其他部分 ， 如输 入 、 输 往在硬件抗干扰措施 的基础上 。采取软件抗 干 生 的电磁场 的大小 ， 特别是与频率有关， 一般通 出供 电中断时 ， 控制器仍能继续供 电， 提高 了系 扰技术加以补充 ， 为硬件措施 的辅助手段 。 作 软 过 设置屏 蔽电缆 和 Ｐ Ｃ局部屏 蔽及 高压泄放 统 的可靠性 。 Ｌ 件抗干扰方法没计简单 、修改灵活 、耗费资 源 元件进行保护 。 ３ 输人输出信号的抗干扰设计 ＿ ３ 少 ，在 Ｐ Ｃ测控 系统中 同样 获得 了广泛 的应 Ｌ ２２电源的干扰 ． 为 了防止输入 、 出信 号受到 干扰 ， 选 用。对于 Ｐ Ｃ测控装置 ， 输 应 Ｌ 其数据输人 、 输出 、 存 Ｐ Ｃ系统一般 由工业用 电网络供电。 Ｌ 工业 用绝缘型 Ｉ ／Ｏ模块 。 储等系统属于弱电系统 ，如果工作 环境 中存在 系统 中的某些大设备的启动、 机等 ， 引起 停 可能 ３ ． 输入信号 的抗干扰设计。 ．１ ３ 输入信号 的 干扰 ， 就有可能使数据受干扰而破坏 ， 从而造成 电源过压、 欠压、 浪涌、 下陷及产生尖峰干扰 ， 这 输入线之间的差模 干扰可 以利用输入模块滤波 数据误 差、 控制状态失灵 、 程序状态 和某些器件 些 电压噪声 均会 通过 电源内阻耦 合到 Ｐ Ｃ系 来减小干扰 ，而输入线与大地间的共 模干扰可 的工作状态被改变 ， Ｌ 严重时会使系统程 序破坏 。 统的电路 ， 给系统造成极 大的危害 。 通 过控制器的接地来抑制 。在输入端 有感性负 般采 用指令重复执行和数字 滤波 两种方法 。 ２ 来 自 号传输线上 的干扰 ． ３ 信 载时 ，为了防止电路信号突变而产生 感应电势 ３ ． 指令重复执行 。 ．１ ５ 指令重复执行就是根 除了传输有效的信 息外 ，Ｌ Ｐ Ｃ系统 连接的 的影 响 ，可采用硬 件的可靠性 容错和容差设计 据需要 使作用相 同的指令重复 执行 多次 ，一般 各类信号传输线 总会有外部干扰 信号 的侵 入 。 技术 ， 于交 流输入信号 ， 对 可在负载两端 并联 电 适用 于开关量或数字量输入 ， 出的抗 干扰 。 输 在 由信号线引人 的干扰会 引起 Ｉ ／Ｏ信号工 作异 容 ｃ和 电阻 Ｒ 对于直流输人信号 ， 接续流 采集某些开关量或数字萤时 ． 复采 集多次 ， ， 可并 可重 常和测量精度大大降低 ．严重时将引起 元器件 二极管 Ｄ 一般负载容量在 ＩＶ 。 Ｏ Ａ以下时 。 应选 直 到连续两次或两次以上的采集结果完全 相同 损伤 。 系统隔离性能较差 ， 若 还将导致信号间互 Ｃ为 ０１ Ｆ Ｒ为 １ ０ ． ， ２ ，当负载容量在 １Ｖ ０ Ａ以 时才视 为有效 。 若多次采集后 ， 总是变化不 信号 相干扰 ， 引起共地 系统总线回流 ， 造成逻辑 数据 上 时 ， 选 Ｃ为 Ｏ ７ Ｆ Ｒ为 ４ 。 应 ． ， ４ ７ 定， 可停止采集 ， 发出报警信号 。在满足实 时性 变化 、 误动作甚至死机 。 ３３２输 出电路 的抗 干扰设计 。对 于 Ｐ Ｃ 要求 的前提 ，如果在各次采集数守信号之 间插 ．． Ｌ ２４数字电路引起的干扰 ． 系统为开关量输出 ， 可有继 电器输 出、 晶闸管输 入一段延时 ， 数据的可靠性会更高 。 如果在 系统 数字 集成 电路引 出的直 流电流 虽然只有 出 、 晶体管输 出三种形式。 具体选择要 根据 负载 实时性要求不是很高 的情况下 ，其指令重 复周 ｍ Ａ级 ， 但是 当电路处在高 速开 关时 ， 就会形 成 要求来决 定。若负载超过了 Ｐ Ｃ的输出能力 ， 期 尽 可 能 长 些 。 Ｌ 较大的干扰 。 例如 ，ＴＬ门电路在导通状态下从 应外接继 电器或接触器 ， １． Ｉ 才可正常工作 。 Ｌ Ｐ Ｃ输 ３ ． 数字滤波 。在某些信 号的采 集过程 ．２ ５ 直流 电源引 出 ５ ｍＡ左右 的电流 ， 截至状态下则 出端子若接有感性 负载 。 出信号 由 Ｏ Ｆ 为 中，由于存在随机干扰而可能使被测信号 的随 输 Ｆ 变 为 ｌ Ａ， ５ ｍ 在 ｍ的时间 内其 电流变 化为 ４ ｍＡ， 如 Ｏ Ｎ或从 Ｏ Ｎ变为 Ｏ Ｆ时都会有某些 电量的 突 机误差加大。 Ｆ 针对这种情况 ， 以采用数字滤波 可 果在配 电线上具 有 ０ Ｈ的电感 ， ．５ 当这个 门 变而可能产生干扰。在设计时应采取相应 的保 技术。 该方法具有可靠性高和稳定性好 的特点 ， 电路 改 变 状 态 时 ， 配 电 线 上 产 生 的 护措施 ， 以保护 Ｐ Ｃ的输出触点 。对于直流 负 广泛应 用于工业计算机测控系统中。 Ｌ 此外 ， 数字 噪 声 电 压 为 ：Ｕ Ｉ × ｄ ＝ ｊ／ ｄ＝ ． × 载 ， 常是在线圈两端并联续 流二极 管 Ｄ， ｔＯ ５ 通 二极 滤波的常用方 法还有 ： 程序判断滤波法 、 中值滤 １ ｘ ０ ４ × １ 。 ／ ５ × １ ０ Ｏ ＝Ｏ．４ Ｖ 管应 尽可能靠近负 载， 二极管可为 １ Ａ的管子 。 波法 、 平均滤波法 、 算术 递推平均滤波法等。 如果把 这个 数值乘 上典型 系统的大 量门 对 于交流负载 ，应在线圈两端并联 Ｒ Ｃ吸收 电 的数值 ，虽然这种 门电路 的供 电电压仅为 ５ 路 ， Ｖ． 根据负载容量 ， 电容可取 ０１ Ｆ一０ ７ Ｆ ． ． ， ４
PLC程控系统抗干扰技术
极间加装滤 波器可减少差模 干扰。 当 按 钮 、 开 关 作 为 输 入 信 号 时 ， 则 不 可 避 免 产 生 抖 动 ； 输 入 信 号 是 继 电 器 触 点 ， 有 时 会 产 生 瞬 问 跳 动 ， 会 引 起 系 统 误 动 作 。 可 采 用 定 时 器 延 时 来 去 掉 抖 动 ， 定 时 时 间 根 据 触 点 抖 动 情 况 和 系 统 要 求 的 响 应 速 度 而 定 ， 这 样 可 保 证 触 点 稳 定 闭 合 （ 断开后） 执 行。 或 才 对 于 模 拟 信 号 ， 可 采 用 多 种 软 件 滤 波 方 法 来 提 高 数 据 的 可 靠 性 。 连 续 采 样 多 次 ， 采 样 数 据 先 后 存 放 在 不 同 的 数 据 寄 存 器 中 ， 比 较 后 取 中 间 值 或 平 均 值 作 为 当 经
一
接 地 是 提 高 电 子 设 备 电 磁 兼 容 性 （ Ｃ） 有 效 手 段 之 一 。 正 确 的 接 地 ， 既 ＥＭ 的 能 抑 制 电 磁 干 扰 的 影 响 ， 又 能 抑 制 设 备 向 外 发 出 干 扰 。 接 地 系 统 混 乱 对 ＰＬＣ 系 统 的 干 扰 主 要 是 各 个 接 地 点 电 位 分 布 不 均 ， 不 同 接 地 点 问 存 在 地 电 位 差 ， 引 起 地 环 路 电 流 ，影 响 系 统 正 常 工 作 。 ２． 辐射 干扰 ３ ＰＬＣ 程 控 系 统 中 电 磁 场 干 扰 来 自 空 间 的 辐 射 电 磁 场 的 辐 射 干 扰 。 空 间 的 辐 射 电 磁 场 主 要 是 由 电 力 网 路 、 电 气 设 备 的 暂 态 过 程 、 雷 电 、 无 线 电 广 播 、 雷 达 、 高 频 感 应 加 热 设 备 等 产 生 的 电 磁 场 对 线 路 、 导 线 、 壳 体 上 的 辐 射 、 吸 收 与 调 制 ， 其 分 布
PLC电控系统的抗干扰技术
２ 干扰 的来 源
收稿 日期 ：０ ８０ —８ ２０ －８１ 作者简 介： 刘廷 明（９ ４ ） 男 ， １６ 一 ， 山西太谷人 ， 本科 ， 工程师 ， 从事矿山机 电管理工作。
３ ５
２０ ０ ８年 １ ２月
山
西
煤
炭
第 ２ 卷 ８
类信息之外 ， 总会有外部干扰信号侵入。此干扰 主
测 量精 度大 大降 低 ， 重 时将 引起 元 器件 损 伤 。对 严
波电路； 电路板上每个 Ｉ ｃ要并接一个 ００ Ｖ～ ． Ｆ ．１ ｇ ０ 高频电容， 以减小 Ｉ ｃ对电源的影响 ； 可控硅两端并接 Ｒ Ｃ抑制 电路等等。 切断干扰传播路径的常用措施如下 ： ａ 选用 多次 隔离 和 屏 蔽及 采 用 漏 感技 术 电源 。 ．
第２ ８卷
第 ４期
山
西
煤
炭
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ １ １２ ．２
Ｄｅ ． ２ ０８ ｃ ０
２０ ０ ８年 ｌ ２月
Ｓ ＨＡＮ ＡＬ ＸＩＣ０
Ｐ Ｃ电控 系统 的抗干扰技术 Ｌ
刘 廷 明
（ 西山煤 电集团公司马兰矿， 山西 古 交 ０ ０ ０ ） ３ ２５ 摘 要 ： 讨 了影 响 Ｐ Ｃ 电 控 系统 运 行 的 干 扰 类 型 及 来 源 ， 提 出 在 系统 设 计 、 作 、 装 、 探 Ｌ 并 制 安 维
要有 两种途径 ： 是 通过 变 送 器 供 电 电源 或共 用 信 一
增 加续流二极 管 ， 消除断开 线圈时产 生的反 电动势 干 扰； 在继电器接点两端并接火花抑制 电路 ； 电机加 滤 给
号仪表的供电电源串入 的电网干扰 ； 二是信号线受 空间电磁辐射感应的干扰 ， 即信号线上 的外部感应 干扰 ， 种 干扰往 往非 常严重 。 这
关键软硬件设计策略提高PLC抵抗干扰能力
关键软硬件设计策略提高PLC抵抗干扰能力在现代工业自动化系统中，可编程逻辑控制器（PLC）扮演着至关重要的角色。
然而，由于工业环境的复杂性和干扰源的存在，PLC经常会受到电磁干扰的影响。
为了提高PLC的抵抗干扰能力，有一些关键的软硬件设计策略可以采用。
软件设计策略：1.合理的程序设计：在进行PLC程序设计时，应充分考虑干扰的可能源，并采取相应的措施。
例如，在输入信号处理过程中，可以增加滤波器或脉冲抑制电路来降低干扰信号的影响。
此外，为了减少噪音引起的误触发，应关注输入信号的稳定性并进行相应的滤波处理。
2.适当的信号接地：良好的信号接地是提高抗干扰能力的关键。
为了减少信号传输中的干扰幅度，可采用共模抑制技术，将信号引线与地线电位相对接地，以减小干扰信号对地返回的路径。
此外，还可以采用绑线或屏蔽等措施来降低信号干扰，增强系统的抗干扰能力。
3.合理的信号布线：对于PLC的输入输出线路布线，应避免与高功率设备或干扰源的信号线路交叉。
为了减少干扰信号的传播，可以采用分离布线方法，将高功率线路与信号线路分开布置。
此外，还可以利用屏蔽线缆或光纤通信来减少干扰的传输。
硬件设计策略：1.选择抗干扰能力强的硬件：在选用PLC设备时，应注重其抗干扰能力。
选用带有抗干扰滤波器的输入输出模块和专用的处理器模块，可以有效减小干扰信号对PLC的影响。
2.适当的隔离措施：通过使用隔离器件，如光耦、继电器等，可以隔离输入和输出信号，减少干扰信号的传导。
此外，可通过使用电磁屏蔽盒或金属屏蔽罩等措施，进一步提高PLC系统的抗干扰能力。
3.地线设计：良好的地线设计是降低干扰的关键。
首先，要确保地线接地的可靠性，以减少地线干扰。
其次，要采用单点接地的方式，减少接地电势差产生的干扰。
此外，还可以使用地线滤波器或隔离地线等方法来保持地线的纯净和稳定。
4.温度和湿度控制：恶劣的温度和湿度条件对PLC的工作可靠性和抗干扰能力有很大影响。
因此，在安装PLC设备时，应提供合适的散热措施和湿度控制，确保设备在适宜的环境温度和湿度下运行。
PLC控制系统抗干扰的措施及方法
PLC控制系统抗干扰的措施及方法摘要：介绍PLC控制系统在不同的工业环境中受到来自系统本身(包含PLC硬件及软件)以及外界(包含空间辐射电磁场、电源、信号线、接地等)的干扰；并且通过分析产生干扰的原因，提出了解决主要抗干扰措施。
关键词：PLC；控制系统；干扰类型随着科学技术的发展，PLC作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置，因为其本身的高可靠性、允许在较为恶劣的环境下工作而在自动控制领域中得到广泛应用。
由于受到现场条件所限，工业控制系统的各类PLC大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，电磁干扰极其严重，对PLC控制系统可靠运行极其不利，因此，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求使用部门在工程设计、安装调试和运行维护过程中采取抗干扰措施，双方配合才能妥善解决问题，有效增强系统的抗干扰性能。
因此，研究PLC控制系统干扰信号的来源、成因及抑制措施，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。
一、提高PLC硬件抗干扰能力在选择设备时，首先要选择有高效抗干扰能力的产品，其中包括了电磁兼容性。
尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能较好的PLC系统；监控信号在接入PLC前，在信号线与地之间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。
；另外要考察其在类似工作环境中的应用实绩。
在选择国外进口产品要注意：我国是采用220 V高内阻电网制式，而欧美地区是110 V低内阻电网制式。
由于我国电网内阻大，零点电位漂移大，地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上，对系统抗干扰性能要求更高，在国外能正常工作的PLC产品在国内不一定能可靠运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准(GB/T13926)合理选择。
另外，在干扰多的场合，安装在控制对象侧的I/0模块要使用绝缘型的I/0模块；在干扰相对较小的场合，可使用非绝缘型的I/O模块。
PLC抗干扰技术在工业控制系统中的应用
内 部 干 扰 与 系 统 结 构 有 关 ， 主 要 通 过 系 统 内 交 流 主 电路 ，模 拟 量 输 入 信 号 等 引 起 ， 可 合 理 设 计 系 统 线 路 来 削 弱 和 抑 制 内 部 干 扰和防止外部干 扰 。
３． 软 件抗 干扰 措 施 ２ 为 了 提 高 输 入 信 号 的 信 噪 比 ， 常 采 用 软 件 数 字 滤 波 来 提 高 有 用 信 号 真 实 性 。 对 于 有 大 幅 度 随 机 干 扰 的 系 统 ， 采 用 程 序 限 幅 法 ， 即 连 续 采 样 ５次 ， 若 某 一 次 采 样 支
进行 短 时 期 修 复 ，一 旦 查 出某 一 模 块 出现 故 障 ，可 迅 速 更 换 ， 使 系 统 恢 复 正 常 工 作 ，
同 时 也 有 助 于 加 速 查 找 系统 故 障 的 原 因 。 ３． ． 接 地 抗 干 扰 对 策 １２ 接 地 是 抑 制 噪 声 和 防止 干 扰 的 重 要 手 段 ， 良 好 的 接 地 方 式 可 在 很 大 程 度 上 抑 制
方法 和一些对策 。
［ 键 词 ］ ＬＣ 干 扰 类 型 关 Ｐ ［ 图 分 类 号 ］ ９ 中 Ｒ２ ７
１前 言
工 业 控 制 系 统 中 所 使 用 的 各 种 类 型 Ｐ ＬＣ， 它 们 大 多 处 存 强 电 电 路 和 强 电 设 备
所 形 成 的 恶 劣 电 磁 环 境 中 ，虽 然 ＰＬＣ 是 专 门 为 工 业 生 产 环 境 而 设 计 的 控 制 装 置 ， 具
侧 要 接 地 。配 线 时 在 ３ ｍ 以下 的 短 距 离 ，直 ０ 流 和 交 流 输 入 、 输 出 信 号 线 最 好 不 要 使 用
同 一 电 缆 ， 如 果 要 走 同 一 配 线 管 时 ，输 入 信 号 要 使 用 屏 蔽 电 缆 。 ３ ～ ３ ０ 距 离 的 配 ０ ０ｍ
PLC系统抗干扰控制技术设计
能力、允许在 多大 电场强度和 多高 频率 的磁场强度环境中工作等 ；另 外 ，还 要考查其在类似工作中的应 用实绩 。 在选择 国外进 口产 品时要注意 ，
我 国是 采 用 ２ ０ 高 内 阻 电网制 式 ， ２Ｖ
叠加在信号上 ，直接影响测量与控
２０ ．３ 中国信息技术教育 ０８０
，
８１
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编 辑邮 箱 ：ｔｕ ａ Ｉ ｅｔ ．ｅ ．ｎ ｏ ｇ ｏ ＠ｎ ｔ ｍｅ ｎ ｔｃ ｉ
２ 综 合 抗干 扰 设 计 。主 要 考虑 ． 来 自系统 外 部 的几 种 抑 制 措ห้องสมุดไป่ตู้ ， 内
都产生在 电流或电压剧 烈变化的部
位 ，这 些 电荷 剧 烈 移 动 的部 位 就 是 干 扰 源 ，常 分 为 共 模 干 扰 和 差 模 干 扰 。共 模干 扰 是信号 对地 的 电位 差 ， 主 要 由 电 网 串入 、地 电位 差 及 空 间
自信号线 引入的干扰和来 自接地系
广泛 。Ｐ Ｃ 系统 的抗 干 扰 能 力是 关 Ｌ
系到整个 系统可靠运行的关键 。本
文 介绍 了 Ｐ Ｃ运 行 的干 扰 类 型及 来 Ｌ 源 ， 提 出抗 干扰 设 计 的 实施 策略 。 并
雷达 、高频 感应加热 设备等 产生的 空间辐射电磁场 （ ＭＩ ，其分布极 Ｅ ）
为 复杂 。②来 自系 统外 引线的 干扰 。 主 要 是 通 过 电源 和 信 号 线 引 入 的 传 导 干扰 ， 要有 来 自电源 的干 扰 、 主 来
而欧美地区是 １Ｏ ＩＶ低内阻电网。由
于 我 国 电 网 内 阻大 ，零 点 电位 漂 移 大 ， 电位 变 化 大 ， 地 现场 的 电磁 干扰
浅论PLC控制系统抗干扰技术的研究与探讨
主 要 考 虑 来 自 系 统 外 部 的 几 种 抑 制 措 施 ：对 Ｐ Ｃ 系 统 及 外 引 线 Ｌ
疗 设 备 中 。 自动 化 系 统 所 使 用 的 各 种 类 型 Ｐ Ｃ 大 多 处 在 强 电 电 路 和 进 行 屏 蔽 以 防 空 间 辐 射 电 磁 干 扰 ； 外 引 线 进 行 隔 离 、 波 。 别 是 Ｌ 对 滤 特 强 电 设 备 所 形 成 的 恶 劣 电 磁 环 境 中 。 容 易 被 周 围 干 扰 源 干 扰 而 引 动 力 电 缆 应 分 层 布 置 ， 防 通 过 外 引 线 引 入 传 导 电 磁 干 扰 ： 确 设 很 以 正 完 进 起 控 制 系 统 产 生 误 动 作 。为 了 让 控 制 系 统 稳 定 工 作 ， 高 可 靠 性 ， 提 在 计 接 地 点 和 接 地 装 置 ， 善 接 地 系 统 。另 外 还 必 须 利 用 软 件 手 段 ． 系 统设 计与 安装 时应 采 取一 定 的抗 干扰 措施 。 ２．电磁 干 扰 的 主 要 来 源
第 二 类 是 来 自信 号 线 引 入 的 干 扰 。 信 号 引 入 的 干 扰 会 引 起 Ｉ 端 子 的 最 大 电 流 不 应 超 过 Ｐ Ｃ 的 允 许 值 。 则 必 须 外 接 接 触 器 或 继 由 ， Ｌ 否 ０信 号工 作 异常 和测 量 精度 大 大 降 低 ，严 重 时将 引 起 元器 件 损 伤 。 电器 。 同样 ， 负载 电流 低 于规 定 的 最小 时 ， 并 联 一个 阻 容 电路 ， 若 应 对 于 隔 离 性 能 差 的 系 统 ． 将 导 致 信 号 间 互 相 干 扰 ， 起 共 地 系 统 如 图 ｌ所 示 。 还 引
【 关键 词 】 Ｐ Ｃ 抗 干扰 Ｌ
１ 引 言 ．
PLC控制系统抗干扰技术设计策略
扰 信 号 回路 。若 系统 地 与其 它接 地
处 理 混 乱 ，所 产 生 的地 环 流就 可 能
、
来 自信号线引入的干扰。
在 地 线 上产 生 不 等 电位 分 布 ． 响 影
生途 径 和 主要 干扰 方 式 ．详 细 分析 Ｌ Ｐ Ｃ控 制 系统 抗 干 扰 设计 的主 要 内 号 传输 线 ．除 了传输 有 效 的各 类 信 工 作 。Ｐ Ｃ工 作 的逻 辑 电压 干扰 容 Ｌ 息之 外 ．总会 有外部 干扰 信号侵 入 。 限 较 低 ． 辑 地 电位 的分 布 干扰 容 逻 容 以及 实际 工程 设计 中主 要抗 干 扰 措施 信号 线受空 间 电磁辐射 感应 的干扰 ． 易 影 响 Ｐ Ｃ 的 逻 辑 运 算 和 数 据 存 Ｌ
与 Ｐ Ｃ控 制系 统连 接 的各 类 信 Ｐ Ｃ内逻 辑 电路 和 模 拟 电路 的正 常 Ｌ Ｌ
即信 号 线 上 的外部 感应 干扰 。 由信 贮 ，造 成 数据 混 乱 程 序跑 飞 或 死
●关键词：Ｃ 抗干扰 策略 Ｐ Ｌ
号 引入 干扰会 引起 Ｊｏ ／ 信号 工作异 常 机 。模 拟 地 电 位 的分 布 将导 致 测 量
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★
Ｃ。 ｕ Ｍ 盯 Ｍ
Ｐ Ｌ Ｃ控制系统抗干扰 技术设计策略
■ 解放军蚌埠坦克学 院冯根生 李学 武
＿摘要
本 文介 绍 可编 程 控制 器 （Ｌ Ｐ Ｃ） 自动 化控 制 系统 所 面 临干扰 源 的产
由于分 布 参 数特 别 是分 布 电 容 的存 通 过 屏蔽 层 与 芯线 之 间 的耦 合 ，干 在 ，绝对 隔离是 不可 能 的。
来 自 电源 的干扰 。 ＰＣ Ｌ 系统 的正常供 电 电源 均 由电 是 各个 接地 点 电位分 布 不均 ，不 同
PLC控制系统的抗干扰技术
互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的 相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
２ Ｐ Ｃ控制 系统 工程应用 的抗干扰 设计 Ｌ
为了保证系统在工业电磁环境 中免受或减少内 外电磁干扰 ， 必须从设计 阶段开始就采取措施 ； 抑制 干扰源； 切断或衰减电磁干扰的传播途径 ； 提高装置 和系统 的抗干扰能力 ， 以及提高软硬件抗干扰能力。 前三点就是抑制电磁干扰的基本原则。 Ｐ Ｃ控制系统的抗干扰是一个系统工程 ，要求 Ｌ 在工程设计 、 安装施工和运行维护 中予 以全面考虑，
（） １ 空间的辐射干扰。 空间的辐射电磁场（ Ｍ ） ＥＩ 主要由电力网络、 电气设备的暂态过程、 雷电、 无线电 广播、 电视、 雷达、 高频感应加热设备等组成， 其产生的 辐射干扰分布极为复杂。 其影响主要通过两条路径： 一 是直接对 Ｐ Ｃ内部的辐射，由电路感应产生干扰 ； Ｌ 二 是对 Ｐ Ｃ通信网络的辐射， Ｌ 由通信线路的感应引入干 扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场 大小， 特别是频率有关。 （） ２ 电源 的干扰 。因电源 引入 的干 扰造成 Ｐ Ｃ Ｌ
导 电磁干 扰 ； 确设计 接 地点 和接 地装 置 ， 善 接地 正 完
由于信号电缆分布受 电容 和输入装置滤波等 的影 响， 装置之间的信号交换频率一般都低于 ｌ Ｈ ， ｚ所 Ｍ 以 ，Ｌ Ｐ Ｃ控 制 系统 接 地 线采 用 一 点 接地 和 串联 一点
接地方 式 。集 中布置 的 Ｐ Ｃ系统适 于并 联一 点接地 Ｌ
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０ｉ 总第 １１ １ 期
２０ 年第 １ ０８ 期 文 章 编 号 ：６ ２ １ ５ （０ ８０ －０ ８０ １７ — １２ ２０ ）１ ０ ２ － ３
山 西 冶金
PLC控制系统抗干扰技术探究
Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系 统 可 以利 用 定 时 器 设 置 一 个 类似于 “ 看 门狗 ” ， 用 于 对 某 一 部 件 的 工 作状
引起 的磁场 的剧烈变 化，另外接 触点火花、放 电产 生 的高频 辐射 ，都会对 Ｐ Ｌ Ｃ系 统造成 严
统 的来 源 和 措 施 进 行 深 入 的探 究 。
抗 干扰 技术 主要是 依靠 硬件 技术 和软件 技术相结合 的方式，它的优 点是稳定、高效。 接下来主要针对硬件 抗干 扰技术和软件抗干扰 技术两方面进 行分析 。
２ ． １硬 件 抗 干 扰 技 术
３ 总 结
Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系 统 已 经 成 为 工 业 控 制 系 统 的
１ Ｐ Ｌ Ｃ 控制 系统干扰的主要 来源
Ｐ Ｌ Ｃ控 制系 统 的干 扰源 一般 分 为 内干 扰 和 外干扰 两大 类，其 内干扰 就是 Ｐ ＬＣ系 统 内 部 的问题 ，外干扰指 的是传 导型干扰 和辐 射型 干扰及其他外部干扰 。其 中传 导型干 扰是指通 过 电气路 来干 扰 Ｐ Ｌ Ｃ控 制系 统的信 号， 比如 电源线、信号线及接地等干扰 形式 ；辐射 型干 扰存在计算机操作设备 中，主 要通 过电磁 场辐 射影响 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统的正常信号。
２ － ２ ． １削抖
常运转 ，如开关操作 不当、变压器 电压 的切换 状态 、交直流传动装置 引起 的电磁 感应、 电网
间歇 性 短 路 等 。 接 地干 扰。Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系 统 的 地 线 含 有 多 条 线 ，例 如 屏 蔽地 和 保护 地 等 。 接 地 系 统 混 乱
源非常 之多。例如强电场、抢磁场、 电器设
PLC控制系统抗干扰技术研究
电 网 短 路 暂 态 冲击 等
。
模块 和
，
I／O
内部 的 各 元 部 件 与 线 性 设 计不 好 和 屏 蔽性 差 的 系
都 会 通 过 输 电 线路 传 到
2)
影 响 P L C 的运 行
产 生 电磁 干 扰
这 属 于 P L C 制 造 厂 家 对 系 统 内部 进 行 电 磁
吸 收 器等 保 护 电 路 ，交 流 输 出 端 接 阻 容吸 收 电路 或 压 敏 电
阻 ， 晶体 管 及 双 向 晶闸 管输 出端 接 旁 路 电阻 保 护 。控 制 器
触 点 开 关 量 输 出 的场 合 ，应 采 用 图 ３所 示 的输 出端 抗 干 扰 电路 减 清 和 消 除 干 扰 。
步研 究
作
㈦
。
例 如 电缆屏 蔽 层 必 须
，
点接地
，
，
如 果 电缆屏 蔽层
。
2
PLC
PLC
控 制 系统 的主 要 干 扰源
控制 系统 的干扰 源很 多
，
，
两 端都接地
就存在 地 电位 差
，
造成有 电流流过屏蔽层
从 形 式 上 讲 分 为 内部 干 本 身 的 问题
，
若 系 统 地 与其 它 接地 混 乱
、
可 靠 性 高等优
。
的 供 电 电 源 串入 的 电 网 干 扰
这往往被忽视
，
；
二
是信号线
因 此 在 工 业 生 产 过 程 控 制 中 应 用 相 当广 泛
在
一
般的
受 空 问 电磁 辐射感应 的 干 扰
即 信号 线 上 的外 部感应 干
PLC控制系统的抗干扰技术
第２ ７卷第 ６ 期
Ｖｏ ．７ Ｎｏ６ １ ２ ．
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬ ０ＰＭＥＮＴ ０Ｆ ＥＮＴＥＲＰＲＩ Ｅ Ｓ
２０ 年 ６ ０８ 月
Ｊ ｎ２ ｏ ｕ ．０ ８
Ｐ Ｃ控 制 系统 的抗 干扰 技 术 Ｌ
Ｐ Ｃ控制 系 统 的正 常 工作 。 Ｌ
１２ 供 电线路 的 干 扰 ．
③晶 闸管 通断 时 的 干扰 。晶 闸管 通 断 时 的电流 变 化率 很 大 ， 得 晶 闸 管在 导 通 瞬 间 流过 一 个具 有 使
供 电线路 的干扰包括 ： ①电网 电压 波动 的影 响 。数控 系 统 对输 入 电压
窄 脉冲 ， 峰值高 ， 能量大 ， 干扰严 重但变化迅速 ， 不 会 引起 电源监控的反应 ， 如果通过供电线路窜人控 制系统 ， 就会 引起 错误信息 ， 导致 Ｃ Ｕ停止运行 ， Ｐ 系 统 数据 丢 失 。
１ 千扰的 因素
影 响 Ｐ Ｃ控 制 系统 可靠 、 全 运行 的主要 因素 Ｌ 安 是来 自系统 内部和外部 的各种电磁干扰 ， 以及供 电
的允 许 范 围都 有要 求 ， 如果 过 电压 或欠 电压都 会 引
高次谐波 的大 电流 ，在 电源 阻抗 上产生很 大 的压
降 ， 而使 电 网 电 压 出现 缺 口 ， 种 畸 变 了 的 电压 从 这 波形 含有 高次谐 波 。
起电源电压监控报警 ， 而停机。如果线路受 到干 从
扰， 就会产生谐波失真 ， 频率与相位漂移。
②感 性 负 载产 生 的影 响 。大 电感 负 载在 断 电时 统一 般处在恶 劣的工业 环境下与强 电设备一起工 要 把存储的能量释放出来 ， 电网中形成的高峰尖 在 脉 冲 ， 的产 生是 随机 的 ， 波 形 如 图 １ 示 ， 它 其 所 由于 这 种 电感 负载 产 生 的 干扰 脉 冲频域 宽 ， 特别 是 高 频
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PLC控制系统抗干扰技术设计策略中文摘要自动化系统所使用的各种类型PLC中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。
要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。
关键词PLC,industry automation,anti-interference,可编程控制器,自动化Title:PLC control system anti-jamming technology design strategyAbstractAutomation systems used in various types of PLC , some centrally installed in the control room , some installation on production sites and electrical equipment , most of them in a harsh electromagnetic environment formed by the strong electric circuits and power installations .Keywords PLC industry automation anti-interference Programmable controllers automation目录1 PLC控制系统的安装和使用环境···············1.1 PLC的电源与接地····················1.2 软硬件的抗干扰措施··················2 干扰源·························3 PLC系统中的抗干扰分析及措施···············4PLC控制系统的抗干扰设计·················参考文献·························1.PLC控制系统的安装和使用环境：PLC是专为工业控制设计的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。
但是在PLC控制系统中，如果环境过于恶劣，或安装使用不当，会降低系统的可靠性。
PLC使用环境温度通常在0℃ ～55℃范围内，应避免太阳光直接照射，安装位置应远离发热量大的器件，同时应保证有足够大的散热空间和通风条件。
环境湿度一般应小于85%，以保证PLC有良好的绝缘。
在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合，需将PLC封闭安装。
此外，如果PLC安装位置有强烈的振动源，系统的可靠性也会降低，所以应采取相应的减振措施。
PLC的电源与接地：PLC本身的抗干扰能力一般都很强。
通常，只能将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线，对于电源线来的干扰，一般都有足够强的抑制能力。
但是，如果遇上特殊情况，电源干扰特别严重，可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，提高系统的可靠性。
如果一个系统中含有扩展单元，则其电源必须与基本单元共用一个开关控制，也就是说，它们的上电与断电必须同时进行。
良好的接地是保证PLC安全可靠运行的重要条件。
为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接专用地线，并且接地点要与其它设备分开。
若达不到这种要求，也可采用公共接地方式。
但是禁止采用串联接地方式，因为它会使各设备间产生电位差而引入干扰。
此外，接地线要足够粗，接地电阻要小，接地点应尽可能靠近PLC。
接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。
完善的接地系统是PLC控制系统抗干扰的重要措施之一。
接地在消除干扰上起很大的作用。
这里的接地是指决定系统电位的地，而不是信号系统归路的接地。
在PLC控制系统中有许多悬浮的金属架，它们是惧空中干扰的空中线，需要有决定电位的地线。
交流地是PLC控制系统供电所必需的，它通过变压器中心点构成供电两条回路之一。
这条回路上的电流、各种谐波电流等是个严重的干扰源。
因此交流地线、直流地线、模拟地和数字地等必须分开。
数字地和模拟地的共点地最好置悬浮方式。
地线各点之间的电位差尽可能小，尽量加粗地线，有条件可采用环形地线。
系统地端子(LG)是抗干扰的中性端子，通常不需要接地，可是，当电磁干扰比较严重时，这个端子需与接大地的端子(GR)连接。
PLC的输入、输出设备：输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口，其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因素。
以开关量输入为例，按钮、行程开关的触点接触要保持在良好状态，接线要牢固可靠。
机械限位开关是容易产生故障的元件，设计时，应尽量选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关。
此外，按钮触点的选择也影响到系统的可靠性。
在设计电路时，应尽量选用可靠性高的元器件，对于模拟量输入信号来说，常用的有4～20mA、0～20mA直流电流信号；0～5V、0～10V直流电压信号，电源为直流24V。
对于开关量输出来说，PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式，具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定，选择不当会使系统可靠性降低，严重时导致系统不能正常工作。
如晶闸管输出只能用于交流负载，晶体管输出只能用于直流负载。
此外，PLC的输出端子带负载能力是有限的，如果超过了规定的最大限值，必须外接继电器或接触器，才能正常工作。
外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量，是影响系统可靠性的重要因素。
常见的故障有线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良。
这一方面可以通过选用高质量的元器件来提高可靠性，另一方面，在对系统可靠性及智能化要求较高的场合，可以根据电路中电流异常的情况对输出单元的一些重点部位进行诊断，当检测到异常信号时，系统按程序自动转入故障处理，从而提高系统工作的可靠性。
若PLC输出端子接有感性元件，则应采取相应的保护措施，以保护PLC的输出触点。
为了防止或减少外部配线的干扰，交流输入、输出信号与直流输入、输出应分别使用各自的电缆；对于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线、必须使用屏蔽电缆，屏蔽电缆在输入、输出侧悬空，而在控制侧接地。
软件抗干扰措施：硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统，但由于干扰存在的随机性，尤其是在工业生产环境下，硬件抗干扰措施并不能将各种干扰完全拒之门外，这时，可以发挥软件的灵活性与硬件措施相结合来提高系统的抗干扰能力。
1、利用"看门狗"方法对系统的运动状态进行监控。
PLC内部具有丰富的软元件，如定时器、计数器、辅助继电器等，利用它们来设计一些程序，可以屏蔽输入元件的错误信号，防止输出元件的误动作。
在设计应用程序时，可以利用"看门狗"方法实现对系统各组成部分运行状态的监控。
如用PLC控制某一运动部件时，编程时可定义一个定时器作"看门狗"用，对运动部件的工作状态进行监视。
定时器的设定值，为运动部件所需要的最大可能时间。
在发出该部件的动作指令时，同时启动"看门狗"定时器。
若运动部件在规定时间内达到指定位置，发出一个动作完成信号，使定时器清零，说明监控对象工作正常；否则，说明监控对象工作不正常，发出报警或停止工作信号。
2 、消抖。
在振动环境中，行程开关或按钮常常会因为抖动而发出误信号，一般的抖动时间都比较短，针对抖动时间短的特点，可用PLC内部计时器经过一定时间的延时，得到消除抖动后的可靠有效信号，从而达到抗干扰的目的。
3 、用软件数字滤波的方法提高输入信号的信噪比。
为了提高输入信号的信噪比，常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。
对于有大幅度随机干扰的系统，采用程序限幅法，即连续采样五次，若某一次采样值远远大于其它几次采样的幅值，那么就舍去之。
对于流量、压力、液面、位移等参数，往往会在一定范围内频繁波动，则采用算术平均法。
即用n次采样的平均值来代替当前值。
一般认为：流量n= 12，压力n=4最合适。
对于缓慢变化信号如温度参数，可连续三次采样，选取居中的采样值作为有效信号。
对于具有积分器A/D转换来说，采样时间应取工频周期(20ms)的整数倍。
实践证明其抑制工频干扰能力超过单纯积分器的效果PLC控制系统中电磁干扰的主要来源(1)来自空间的辐射干扰空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。
若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径;一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰;而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。
辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
(2)来自系统外引线的干扰主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。