可編程plc控制器(PLC)是一種專門為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的自動化技術(shù)控制裝置。一般不需要特殊措施就可以直接用于大多數(shù)工業(yè)環(huán)境。但如果生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強，或者安裝使用不當，就不能保證系統(tǒng)的正常安全運行。干擾可能導致PLC接收錯誤信號，造成誤操作，或者造成PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失，嚴重時甚至使系統(tǒng)失控。在設(shè)計系統(tǒng)時，應(yīng)采取相應(yīng)的可靠性措施，消除或減少干擾的影響，保證系統(tǒng)的正常運行。
控制系統(tǒng)的可靠性一直是機電行業(yè)和自動化生產(chǎn)線關(guān)注的焦點，因為它直接影響企業(yè)的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟效益，而系統(tǒng)的抗干擾能力是保證系統(tǒng)可靠運行的重要指標之一。影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源大多出現(xiàn)在電流或電壓變化劇烈的部位。原因是電流的變化產(chǎn)生磁場，磁場對設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射，磁場的變化產(chǎn)生電流，電磁場的高速變化產(chǎn)生電磁波。
在實際工作中，可以采用硬件和軟件抗干擾措施來防止干擾。其中，硬件抗干擾是最基本也是最重要的抗干擾措施。一般從抗干擾和反干擾兩方面抑制和消除干擾源。在設(shè)計系統(tǒng)時，應(yīng)采取相應(yīng)的可靠性措施，消除或抑制干擾降低的影響，保證系統(tǒng)的正常運行，提高系統(tǒng)的可靠性。
1.應(yīng)對電源干擾的措施
電源的干擾主要是由供電線路的阻抗耦合引起的，各種大功率電氣設(shè)備是主要干擾源。在干擾強或可靠性要求高的場合，可在PLC的交流電源輸入端增加帶屏蔽層的隔離變壓器和低通濾波器。隔離變壓器可以抑制來自電源線的外部干擾，提高抗高頻共模干擾能力。屏蔽層應(yīng)可靠接地。
低通濾波器可以吸收電源中的大部分“毛刺”。圖中的L1和L2用于抑制高頻差模電壓。L3和L4用等長導線反向纏繞在同一磁環(huán)上。磁環(huán)中50Hz工頻電流產(chǎn)生的磁通量相互抵消，磁環(huán)不會飽和。磁環(huán)內(nèi)兩根導線中的共模干擾電流產(chǎn)生的磁通量疊加，共模干擾被L3和L4阻擋。圖中的C1和C2用于濾除共模干擾電壓，C3用于濾除差模干擾電壓。r是一個壓敏電阻，其擊穿電壓略高于電源正常工作時的最高電壓，通常相當于開路。遇到峰值干擾脈沖時被擊穿，干擾電壓被壓敏電阻箝位。此時，壓敏電阻的端電壓等于其擊穿電壓，峰值脈沖消失后，壓敏電阻可恢復正常狀態(tài)。
高頻干擾信號不是通過變壓器繞組的耦合傳輸，而是通過初級和次級繞組之間的分布電容傳輸。在一次繞組和二次繞組之間繞一層屏蔽層，與鐵芯一起接地，可以降低繞組間的分布電容，提高抗高頻干擾能力。也可以選擇電源濾波器產(chǎn)品。由于其良好的共模濾波、差模濾波和高頻干擾抑制性能，能有效抑制線間和線與地間的干擾。
2.感性負載的處理措施
感性負載具有儲能功能。當控制觸點斷開時，電路中的感性負載會產(chǎn)生比電源電壓高幾倍甚至幾十倍的反電動勢。當觸電閉合時，由于觸頭的晃動會產(chǎn)生電弧，對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾?？刹扇∫韵麓胧?當PLC的輸入或輸出接感性元件時，對于DC電路(圖2)，應(yīng)在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；對于交流電路，應(yīng)并聯(lián)阻容電路，以抑制電路斷開時產(chǎn)生的電弧對PLC的影響。電阻可為51 ~ 120ω，電容可為0.1~0.47μF，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓。續(xù)流二極管可選用1A管，其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的2~3倍。
3.安裝和布線措施
一般開關(guān)信號對信號電纜沒有嚴格要求，一般電纜都可以。當信號傳輸距離較遠時，可以使用屏蔽電纜。模擬信號和高速信號(如脈搏傳感器和數(shù)字撥號盤等提供的信號)應(yīng)選擇屏蔽電纜。).通信電纜要求高可靠性。一些通信電纜具有高信號頻率。一般應(yīng)使用特殊電纜(如光纜)。當要求不高或信號頻率較低時，也可以使用屏蔽多芯電纜或雙絞線電纜。
當開關(guān)I/O線不能與電源線分開布線時，可以使用繼電器來隔離輸入/輸出線上的干擾。當信號線之間的距離超過300米時，應(yīng)使用中間繼電器來轉(zhuǎn)換信號，或使用PLC的遠程I/O模塊。I/O線和電源線應(yīng)分開布線并保持一定距離。如果你必須在同一個線槽中布線，你應(yīng)該使用屏蔽電纜。交流和DC線應(yīng)分別使用不同的電纜；開關(guān)和模擬I/O線應(yīng)分開敷設(shè)，并對后者進行屏蔽。如果模擬輸入/輸出信號遠離PLC，應(yīng)采用4~20mA或0~10mA的電流傳輸方式，而不是易受干擾的電壓傳輸方式。不同的信號線不應(yīng)該用同一個連接器切換。如果必須使用同一個連接器，應(yīng)使用備用端子或接地端子將它們分開，以減少相互干擾。
4.強烈干擾環(huán)境的隔離措施
在PLC中，光耦離合器、輸出模塊中的小繼電器、光電晶閘管等器件用于隔離外部的開關(guān)量信號，PLC的模擬I/O模塊也用于隔離模擬I/O模塊。這些裝置不僅可以減少或消除外部干擾對系統(tǒng)的影響，還可以保護CPU模塊免受PLC外部高壓的危害。因此，一般不需要在PLC外部安裝干擾隔離裝置。為了提高抗干擾能力和防雷保護，PLC與計算機之間的串行通信線路可考慮采用光纖或帶光耦離合器的通信接口。
5.接地的可靠性措施
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。PLC控制系統(tǒng)的接地線包括系統(tǒng)接地、屏蔽接地、交流接地和保護接地等。接地系統(tǒng)混沌對PLC系統(tǒng)的干擾主要是由于各接地點電位分布不均勻，不同接地點之間存在電位差，引起接地回路電流，影響控制系統(tǒng)中邏輯電路和模擬電路的正常工作。
完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地；不接地時，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應(yīng)連接牢固并絕緣，避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯雙絞線主屏電纜連接時，屏蔽層之間應(yīng)相互連接并絕緣。
接地時要注意:接地線盡量粗一些，一般用大于2mm2的銅芯線接地；接地點盡量靠近PLC控制器，接地線盡量避開高壓回路和主回路的電線。如果無法避免，應(yīng)垂直交叉，盡量縮短平行布線的長度。
6.輸出可靠性測量
當負載所需的輸出功率超過PLC的允許值時，應(yīng)設(shè)置外部繼電器。PLC輸出模塊中的小繼電器觸點小，分斷電弧能力差，不能直接用于DC 220V電路中。外部繼電器必須由PLC驅(qū)動，外部繼電器的觸點用于驅(qū)動DC 220V負載，以提高可靠性。
總之，對PLC控制系統(tǒng)的干擾是一個非常復雜的問題，不僅涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，還會因溫度、濕度、振動、沖擊等對PLC產(chǎn)生很大的影響。因此，在應(yīng)用中，必須找出問題所在，了解現(xiàn)場干擾的來源，綜合考慮各種因素，才能合理有效地抑制干擾，使PLC控制系統(tǒng)正常工作。
