工业控制设备电磁兼容性与抗干扰对策
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PLC控制系统中的抗干扰分析及措施
SI L ICO N
LLE Y . 珍
PLc 控制系统中的抗干扰分析及措施
周红英 ( 苏州1 业职业技术学院 江苏 苏州 215000)
[摘 要」 随着PL 应用越来越广泛， C 它的抗干扰问题也日 益引起人们的重视。分析PL 控制系统中的主要干扰来源，并提出了几种PL 控制系统的具体抗干扰拮施。 C c
[关键词」 C控制系统 抗干扰 措施 L P 中图分类号: TN 97 文献标示码: A 文章编号: 1671一75， (20 8) 0310 20一01 7 0 0
随着科学技术的发展，PL 在工业控制中的应用越来越广泛。尽管 C PLC自 具备较好的抗干扰能力， 身己 但还有很多外部因素会使它产生干扰， 造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出， 造成设备的失控 和误动作。要提高设备的可靠性，一方面要求P比生产厂家提高设备的抗干 扰能力， 另一方面要求在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视. 一、干扰耳分析
源原边。
容，作为应用部门是无法改变，可不必考虑。作为用户应选择具有较高抗 干扰能力的产品， 应了解厂家给出的抗干扰指标，系统能承受的电场强度 和频率的范围等，要采用具有较多应用实绩的系统。 1. 采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰 在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰窜入PL 控制系 C 统主要通过PL 系统得供电电源 ( 如CP 电源、1/ 0电源等) 、变送器供电电 c U 源等藕合进入的. 虽然采取了一定的隔离措施，但普遍做得不够，主要是 使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，容易经电源祸合而窜入 共模干扰和差模干扰。所以，对于变送器和共用仪表信号供电电源应选择 分布电容小、抑制带大 ( 如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术) 的配电器. 以减少PL 系统的干扰。此外，为保证电网馈点不中断，可采用在线式不间 c 断供电电源 (U S 供电，以提高供电的安全可靠性。 P) 2. 外部配线抗干扰技术 ( 1 电缆的选择和布置。为了减少动力电缆辐射的电磁干扰，尤其 ) 是变频装置馈电电缆，应选用屏蔽电缆。采用铜带恺装屏蔽电力电缆，可 以大大降低动力线产生的电磁干扰，使工程取得较满意的效果。不同类型 信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层铺设. 严禁用 同一电缆的不同导线同时传送电力电源和信号; 避免信号线与动力电缆靠 近平行铺设，以减少电磁干扰。 ( 2) 输入、输出信号的抗干扰技术。当输入信号源为感性，输出驱 动的负载为感性元件时，为防止电路断开时产生很高的感应电动势或浪涌
LLE Y . 珍
PLc 控制系统中的抗干扰分析及措施
周红英 ( 苏州1 业职业技术学院 江苏 苏州 215000)
[摘 要」 随着PL 应用越来越广泛， C 它的抗干扰问题也日 益引起人们的重视。分析PL 控制系统中的主要干扰来源，并提出了几种PL 控制系统的具体抗干扰拮施。 C c
[关键词」 C控制系统 抗干扰 措施 L P 中图分类号: TN 97 文献标示码: A 文章编号: 1671一75， (20 8) 0310 20一01 7 0 0
随着科学技术的发展，PL 在工业控制中的应用越来越广泛。尽管 C PLC自 具备较好的抗干扰能力， 身己 但还有很多外部因素会使它产生干扰， 造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出， 造成设备的失控 和误动作。要提高设备的可靠性，一方面要求P比生产厂家提高设备的抗干 扰能力， 另一方面要求在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视. 一、干扰耳分析
源原边。
容，作为应用部门是无法改变，可不必考虑。作为用户应选择具有较高抗 干扰能力的产品， 应了解厂家给出的抗干扰指标，系统能承受的电场强度 和频率的范围等，要采用具有较多应用实绩的系统。 1. 采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰 在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰窜入PL 控制系 C 统主要通过PL 系统得供电电源 ( 如CP 电源、1/ 0电源等) 、变送器供电电 c U 源等藕合进入的. 虽然采取了一定的隔离措施，但普遍做得不够，主要是 使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，容易经电源祸合而窜入 共模干扰和差模干扰。所以，对于变送器和共用仪表信号供电电源应选择 分布电容小、抑制带大 ( 如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术) 的配电器. 以减少PL 系统的干扰。此外，为保证电网馈点不中断，可采用在线式不间 c 断供电电源 (U S 供电，以提高供电的安全可靠性。 P) 2. 外部配线抗干扰技术 ( 1 电缆的选择和布置。为了减少动力电缆辐射的电磁干扰，尤其 ) 是变频装置馈电电缆，应选用屏蔽电缆。采用铜带恺装屏蔽电力电缆，可 以大大降低动力线产生的电磁干扰，使工程取得较满意的效果。不同类型 信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层铺设. 严禁用 同一电缆的不同导线同时传送电力电源和信号; 避免信号线与动力电缆靠 近平行铺设，以减少电磁干扰。 ( 2) 输入、输出信号的抗干扰技术。当输入信号源为感性，输出驱 动的负载为感性元件时，为防止电路断开时产生很高的感应电动势或浪涌
浅谈PLC控制系统中电磁干扰的主要来源及措施
什 么 是 电磁 干 扰 源 及 对 系 统 的干 扰 呢 ？
供电电源均 由电网供 电。 由于 电网覆盖范 围Ｊ 一， 将 受到所有空间电磁干扰而 在线路上感应 电压和电路。电网内部的变化 ， 入开关操作浪涌、 大型 电力设 备起停、 交直流转动装置引起 的谐波 、 电网短路暂态冲击等 ， 都通 过输电线 路到电源边 Ｐ Ｌ Ｃ电源通常采用隔离电源， 但其机构及制造工艺因素使其隔 离 性 并 不理 想 。 四、 来 自Ｐ ＬＣ系 统 内 部 的 干 扰 主要 由系统 内部元器件及 电路间的相互 电磁辐射产生 ，如逻辑 电路互 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问的相 互不 匹配使用等。Ｐ Ｌ Ｃ￣ Ｊ Ｉ 造厂对 系统 内部进行 电磁兼容设计的 内容，较 复 杂， 应用部 门是无法改变 ， 应少考虑， 但要选择具有较多应用实绩或经过考 验 的系统。所有现场设备不接地， 使所有过程环路只有一个接地 点， 不能形 成 回路 ， 这种方法看似简单， 但实际应用中往往很难实现， 因为某些设备要 求必须接地才 能保证测量精度或人身安全，某些设备可能因为长 期遭到腐 蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。 五、 来 自接 地 系统 混 乱 时 的 干 扰 接地是提 高电子 设备 电磁兼容性 （ Ｅ ＭＣ ） 的有效手段之 。正确的接 地， 既能抑制 电磁干扰的影响， 又能抑制设备 向外发出干扰 ； 而错误的接地， 反而会引入严重 的干扰信号， 使Ｐ Ｌ Ｃ系统将无法正常工作 。Ｐ Ｌ Ｃ控制系统的 地线包括系统地 、 屏蔽地 、 交流地和保护地等。接地 系统混乱对Ｐ Ｌ Ｃ系统的 十扰主要 是各个接地点 电位分布不均， 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 。例如电缆屏蔽层必须一点接地， 如果 电缆屏 蔽层两端Ａ、 Ｂ 都接地 ， 就 存在地电位差， 有 电流流过屏蔽层 ， 当发生异 常状 态加雷击 时， 地线电流将更大。在各个过程环节中使用信号隔离器， 断开过 程 环路 ， 同时 过 程信 号 的正 常 传 输 没有 影 响 ， 解 决地 环 路 的 问 题 。 屏 蔽层 、 接地线和大地有可能构成闭合环路 ， 在变化磁场的作用 下， 屏 蔽层内有会出现感应 电流 ， 通过屏蔽层与芯线之间的耦合， 干扰信号 回路 。 若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电 位分布 ， 影ｎ ＮＰ Ｌ Ｃ内逻辑电路和模拟 电路的正常工作。 因此 要更好、 更简单解决Ｐ Ｌ Ｃ系统 干扰 ， １ ） 选用 隔离性 能较 好的设备 、 选用优 良的电源 、 动力线和信号线走线要更加 合理等等， 能解决干扰 ， 但是 比较烦琐、 不易操作而且成本较高。 ２ ） 利用信号隔离器这种产 品解 决干扰 问题 。只要在有干扰的地方， 输入端和输出端中间加 Ｅ 这种产 品， 就 可有效 解 决干扰 问题 。 此外， 为保证 电网馈 电不 中断， 可采 用在线式不间断供 电 电源（ ｕｐ ｓ ） 供电， 提 高供 电的安全可靠性 。而且ｕＰ ｓ 还 具有较强 的十扰 隔离 性能， 是一种Ｐ Ｌ ｃ 控 制系统 的理想电源 。 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统的干扰 是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设 计中应 综合考虑 各方 面的因素 ， 合理有效地抑制干扰 ， 对有些干扰情况还需做具体 分析， 采取对症下药 的方法 ， 才 能够 使Ｐ Ｌ Ｃ控制系统 正常 工作， 保证工业设 备 安 全 高 效运 行 。 ■
供电电源均 由电网供 电。 由于 电网覆盖范 围Ｊ 一， 将 受到所有空间电磁干扰而 在线路上感应 电压和电路。电网内部的变化 ， 入开关操作浪涌、 大型 电力设 备起停、 交直流转动装置引起 的谐波 、 电网短路暂态冲击等 ， 都通 过输电线 路到电源边 Ｐ Ｌ Ｃ电源通常采用隔离电源， 但其机构及制造工艺因素使其隔 离 性 并 不理 想 。 四、 来 自Ｐ ＬＣ系 统 内 部 的 干 扰 主要 由系统 内部元器件及 电路间的相互 电磁辐射产生 ，如逻辑 电路互 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问的相 互不 匹配使用等。Ｐ Ｌ Ｃ￣ Ｊ Ｉ 造厂对 系统 内部进行 电磁兼容设计的 内容，较 复 杂， 应用部 门是无法改变 ， 应少考虑， 但要选择具有较多应用实绩或经过考 验 的系统。所有现场设备不接地， 使所有过程环路只有一个接地 点， 不能形 成 回路 ， 这种方法看似简单， 但实际应用中往往很难实现， 因为某些设备要 求必须接地才 能保证测量精度或人身安全，某些设备可能因为长 期遭到腐 蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。 五、 来 自接 地 系统 混 乱 时 的 干 扰 接地是提 高电子 设备 电磁兼容性 （ Ｅ ＭＣ ） 的有效手段之 。正确的接 地， 既能抑制 电磁干扰的影响， 又能抑制设备 向外发出干扰 ； 而错误的接地， 反而会引入严重 的干扰信号， 使Ｐ Ｌ Ｃ系统将无法正常工作 。Ｐ Ｌ Ｃ控制系统的 地线包括系统地 、 屏蔽地 、 交流地和保护地等。接地 系统混乱对Ｐ Ｌ Ｃ系统的 十扰主要 是各个接地点 电位分布不均， 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 。例如电缆屏蔽层必须一点接地， 如果 电缆屏 蔽层两端Ａ、 Ｂ 都接地 ， 就 存在地电位差， 有 电流流过屏蔽层 ， 当发生异 常状 态加雷击 时， 地线电流将更大。在各个过程环节中使用信号隔离器， 断开过 程 环路 ， 同时 过 程信 号 的正 常 传 输 没有 影 响 ， 解 决地 环 路 的 问 题 。 屏 蔽层 、 接地线和大地有可能构成闭合环路 ， 在变化磁场的作用 下， 屏 蔽层内有会出现感应 电流 ， 通过屏蔽层与芯线之间的耦合， 干扰信号 回路 。 若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电 位分布 ， 影ｎ ＮＰ Ｌ Ｃ内逻辑电路和模拟 电路的正常工作。 因此 要更好、 更简单解决Ｐ Ｌ Ｃ系统 干扰 ， １ ） 选用 隔离性 能较 好的设备 、 选用优 良的电源 、 动力线和信号线走线要更加 合理等等， 能解决干扰 ， 但是 比较烦琐、 不易操作而且成本较高。 ２ ） 利用信号隔离器这种产 品解 决干扰 问题 。只要在有干扰的地方， 输入端和输出端中间加 Ｅ 这种产 品， 就 可有效 解 决干扰 问题 。 此外， 为保证 电网馈 电不 中断， 可采 用在线式不间断供 电 电源（ ｕｐ ｓ ） 供电， 提 高供 电的安全可靠性 。而且ｕＰ ｓ 还 具有较强 的十扰 隔离 性能， 是一种Ｐ Ｌ ｃ 控 制系统 的理想电源 。 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统的干扰 是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设 计中应 综合考虑 各方 面的因素 ， 合理有效地抑制干扰 ， 对有些干扰情况还需做具体 分析， 采取对症下药 的方法 ， 才 能够 使Ｐ Ｌ Ｃ控制系统 正常 工作， 保证工业设 备 安 全 高 效运 行 。 ■
电磁兼容整改措施__概述及解释说明
电磁兼容整改措施概述及解释说明1. 引言1.1 概述电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指在复杂电磁环境下，各种电子设备和系统能够正常工作，并且不会对周围环境和其他设备产生不可接受的干扰。
随着科技的快速发展和广泛应用，电磁兼容性问题日益突出，给人们的日常生活、工业生产以及航空航天等领域带来了许多挑战。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
首先，在引言中将介绍电磁兼容整改措施的概述以及文章的结构；其次，在第二部分中阐述了电磁兼容整改措施的解释说明，包括对电磁兼容概念进行解释、分析电磁干扰问题产生原因以及为何需要采取整改措施；第三部分将对电磁兼容整改措施进行分类和方法论述，涉及线缆布置与屏蔽处理相关措施、地线设计和接地处理相关措施以及EMI滤波器和抑制器的应用措施；第四部分将通过具体案例，提供电磁兼容整改措施的实施细节和分析；最后，在结论部分总结了电磁兼容整改的重要性、整改措施实施对产品或系统绩效的影响以及未来发展趋势和挑战。
1.3 目的本文的目的是介绍和解释电磁兼容整改措施的基本概念与原理，为读者提供一种了解和应用这些措施的方法。
通过深入理解电磁兼容整改问题，读者可以有效地识别和解决相关问题，并采取相应的措施来确保设备和系统在复杂电磁环境中的正常运行。
2. 电磁兼容整改措施解释说明:2.1 电磁兼容概念解释电磁兼容指的是在电子设备或系统中，各种不同的电子设备能够在不产生互相干扰或受到外界干扰的情况下协同工作的能力。
在现代科技发展中，电子设备越来越复杂，频谱资源日益紧张，因此保持良好的电磁兼容性显得尤为重要。
2.2 电磁干扰问题分析在电子设备中，存在着各种类型的电磁场，包括辐射、传导和导耦等。
这些电磁场可能会对其他附近的设备或系统造成干扰，导致无法正常工作或降低性能。
例如，在无线通信系统中，如果存在强大的脉冲噪声源，则可能会引起接收器敏感度下降或信号质量恶化。
工业自动化控制系统的抗干扰措施
２ ７ 第６ ０ 年 期 ０
河 北 煤 炭
ｌ ５
是各个接地点电位分布不均，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 。 此 外 ，屏 蔽层 、接 地线 和大地 有 可能构 成 闭合 环路 ，在变化 磁场 的作 用下 ，屏 蔽层 内有会 现 感
维普资讯
１ ４
河 北 煤 炭
２ ７ 第６ ０ 年 期 ０
工业 自动化 控 制 系统 的抗 干扰 措施
萧凤志 ，魏 洪新
（ 河北煤炭科学研究所 ，ｆ 北 邢台 ・ ０４ ０ ） ５ ０ ０
摘 要 ：分 析 了工 业 自动 化控 制 系统在 现 场 施 工 、生 产 中产 生 干扰 的各 种 原 因，并 找 出 了解 决
应 电 流 ，通过 屏蔽 层与 芯线之 间 的耦合 ，干扰信 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 在地线 上产 生不 等 电位 分 布 ，影 响 自控 系统 内逻辑 电路 和模 拟 电路 的正 常工作 。逻 辑地 电
采用 信息 冗余技 术 ，设计 相应 的软件标 志 位 ；采 用 间接跳 转 ，设 置软件 陷 阱等提高 软件结 构可靠 性
号间耦合感应及由不平衡 电路转换共模干扰所形成 的 电压 ，这 种干扰 叠加在 信号 ｔ，直接 影 响测量 与 ：
控制精度 。
１２ 干扰 的主 要来 源及途径 ． １２ １ 来 自空 间的辐射 干扰 ．．
（来 自 ３ ） 接地Ｃ） Ｅ 的有 效手 段之一 。正确 地 接地 ，既能抑 制 电磁干扰 的影响 ，又能抑 制设备 向 外发 出干扰 ；而错误 地接 地 ，反而 会引入严 重 的干 扰 信号 ，使 自控 系统将 无法 正常工 作 。 自控 系统 的地线 包括 系统地 、屏 蔽地 、交 流地 和保 护地 等 。接 地 系统混 乱对 自控 系统的干 扰主要
工业PLC应用的抗干扰措施
析及其 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 模拟研究『 ． Ｊ西安科技学 院学报 ，０ ２ ：７ — ７ ． １ ２ ０ ．２ ２ ２ ３ ９ ［］ ３ 张应迁，张洪才 ．Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ有限元分析从入 门到精通［ ． Ｍ】
３ 结束语
通 过试 验 对 比 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 方 法模 拟 的温 度 与 ＮＹ
等。 对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境 ， 可将
Ｐ Ｃ安装 在封 闭性 较好 的控 制 室或控 制柜 中。 Ｌ
４ Ｐ Ｃ系统 内部 的干扰 Ｌ
主要 由系统 内部元 器件 及 电路 间 的相 互 电磁 辐射
２ 电源 的 干 扰
产生 ， 如逻辑 电路相互辐射、 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。 这都属于 Ｐ Ｃ Ｌ 制造厂
多方配合才能完善解决问题 ，有效地增强系统的抗干
扰能 力 。
３ 信号线引入 的干扰
此 干扰 主要有 两种 途径 ：一 是通 过变 送器 供 电 电
１ 工作环境干扰
（ ） 度 １ 温
源或共用信号仪表 的供 电电源串人的电网干扰 ；二是 信号线受空间电磁辐射感应 的干扰 ，即信号线上的外 新Biblioteka 疆 有 色 金 属 第 ５期
工业 Ｐ Ｃ应用 的抗干扰措施 Ｌ
李 东 （ 疆新 鑫矿 业股份 有 限公 司喀拉 通 克铜 镍 矿 富蕴 ８ ６ ０ ） 新 ３３０
摘 要 通过对 Ｐ Ｃ Ｌ 干扰源 的分析 ， 探讨抗干扰的措施。
关键词 Ｐ Ｃ 抗 干扰 措施 Ｌ
可 编 程 逻 辑 控制 器 （Ｌ ） 用 于工 业 现 场 的前 端 于 电网覆 盖范 围广 ， Ｐ Ｃ是 它将 受到 所有 空 间 电磁 干扰 ， 间 空 自动化技 术 基础装 备 ，可 以直接 在大 多数 工业 环境 中 的辐射 电磁场（ Ｍ ） Ｅ Ｉ主要是 由电力 网络 、 电气设备 的
３ 结束语
通 过试 验 对 比 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 方 法模 拟 的温 度 与 ＮＹ
等。 对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境 ， 可将
Ｐ Ｃ安装 在封 闭性 较好 的控 制 室或控 制柜 中。 Ｌ
４ Ｐ Ｃ系统 内部 的干扰 Ｌ
主要 由系统 内部元 器件 及 电路 间 的相 互 电磁 辐射
２ 电源 的 干 扰
产生 ， 如逻辑 电路相互辐射、 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。 这都属于 Ｐ Ｃ Ｌ 制造厂
多方配合才能完善解决问题 ，有效地增强系统的抗干
扰能 力 。
３ 信号线引入 的干扰
此 干扰 主要有 两种 途径 ：一 是通 过变 送器 供 电 电
１ 工作环境干扰
（ ） 度 １ 温
源或共用信号仪表 的供 电电源串人的电网干扰 ；二是 信号线受空间电磁辐射感应 的干扰 ，即信号线上的外 新Biblioteka 疆 有 色 金 属 第 ５期
工业 Ｐ Ｃ应用 的抗干扰措施 Ｌ
李 东 （ 疆新 鑫矿 业股份 有 限公 司喀拉 通 克铜 镍 矿 富蕴 ８ ６ ０ ） 新 ３３０
摘 要 通过对 Ｐ Ｃ Ｌ 干扰源 的分析 ， 探讨抗干扰的措施。
关键词 Ｐ Ｃ 抗 干扰 措施 Ｌ
可 编 程 逻 辑 控制 器 （Ｌ ） 用 于工 业 现 场 的前 端 于 电网覆 盖范 围广 ， Ｐ Ｃ是 它将 受到 所有 空 间 电磁 干扰 ， 间 空 自动化技 术 基础装 备 ，可 以直接 在大 多数 工业 环境 中 的辐射 电磁场（ Ｍ ） Ｅ Ｉ主要是 由电力 网络 、 电气设备 的
工业控制系统中的抗干扰分析及措施
将导致测量精度下降，引起信号测控失真和误动 作。 （ ） 自控制器系统内部的干扰。主要 由系 ５ 来
的正常安 全运行 。干 扰可能使 Ｐ Ｃ接收 到错 误 的 Ｌ
阻抗耦合产生的。因电源引入的干扰造成控制系
统故 障 的情 况很多 ， 换隔离性 能好 的 ｕ ｓ电源 ， 更 Ｐ
才能解决问题。控制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
信号 ，造成误动作 ， 或使 Ｐ Ｃ内部的数据丢失， Ｌ
地等 。这样会引起各个接地点电位分布不均 ，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 。 例如 电缆屏 蔽层 必须 一点 接地 ，
如果电缆屏蔽层两端 Ａ、Ｂ 都接地，就存在地 电
位 差 ，有 电 流流 过屏 蔽层 ，当发 生异 常情 况 时 ， 地 线 电流将更 大 。 屏蔽 层 、接地 线 和大地 也 有 可能构 成 闭合 环
噪声等 。
（ 来 自接地 系 统混 乱 的干 扰 。控制 系统 正 ４） 确 的接 地 ，是 为 了抑 制 电磁干 扰 的影 响 ，又能 抑 制设 备 向外 发 出干 扰 ；而 错误 的 接地 ，反 而会 引 人严 重 的干 扰 信号 ，使 系统 无 法 正常工 作 。控 制 系统 的地线 包 括系 统地 、屏 蔽 地 、交流 地 和保护
路 ，在变化磁场的作用下 ，屏蔽层 内会 出现感应 电流 ，通过屏蔽层与芯线之间的耦合干扰信号回 路。若系统地与其它接地处理混乱 ，所产生的地
环流 就 可能 在地 线 上产 生 电位 分布 ，影 响控 制器
内逻辑电路和模拟电路的正常工作。控制器工作 的逻辑电压干扰容限较低 ，逻辑地电位的分布干 扰容易影响的逻辑运算和数据存贮 ，造成数据混
电磁干扰和抗干扰方法措施
耦合干扰
总结词
通过电磁感应和电容耦合传播的干扰。
描述
耦合干扰是指电磁干扰信号通过电磁感应和电容耦合的 方式，从干扰源传播到受害电路的现象。这种干扰主要 发生在相近的电路之间，如相邻的电路板、导线等。电 磁感应是由于磁场变化引起的电动势，而电容耦合则是 由于电场变化引起的电流。耦合干扰的强度取决于干扰 源与受害电路之间的距离、耦合面积以及电磁场强度等 因素。降低耦合干扰的方法包括增加间距、减小耦合面 积、采用差分信号等。
描述
传导干扰是指电磁干扰信号通过导线或电路板上的传导路径，从干扰源传播到受害电路的现象。这种干扰主要通 过电路中的导线、电源线和信号线等路径传播，可以在电路的各个部分之间产生不利影响。传导干扰的强度取决 于干扰源的幅度、频率以及传输路径的特性。
辐射干扰
总结词
通过空间电磁波传播的干扰。
描述
辐射干扰是指电磁干扰信号通过空间电磁波的方式传播，直接影响受害电路的性能。这种干扰源可以 来自电路中的高速数字信号、天线、开关电源等。辐射干扰通过空气传播，不需要物理连接，因此在 复杂电子系统中很难预测和控制。降低辐射干扰的方法包括屏蔽、布局优化、滤波等。
信号接地
将信号回路线与地线相连 ，确保信号稳定传输，并 防止地线干扰。
功率接地
将大功率设备与地线相连 ，降低设备对周围环境的 电磁干扰，同时提高设备 工作效率。
04
案例分析与实践
常见电磁干扰问题解析
同频干扰
同频干扰是指两个或多个信号使 用相同的频率，导致信号互相干 扰的现象。解决方法包括采用频 率复用技术、信号同步技术等。
滤波技术
01
02
03
电源滤波
在电源输入端加入滤波器 ，滤除电源线上的高频噪 声和干扰，保证电源稳定 性。
电磁干扰解决方案
电磁干扰解决方案
《电磁干扰的解决方案》
随着现代科技的不断发展，电磁干扰问题也越来越突出。
电磁干扰指的是电磁场对设备或系统正常工作造成的影响，它可能导致通信中断、设备损坏甚至安全事故。
因此，如何解决电磁干扰成为了一个迫在眉睫的问题。
在面对电磁干扰问题时，我们可以采取以下解决方案：
1. 设备屏蔽：为了减少电磁干扰，可以在设备上采用屏蔽措施，如在电路板设计中添加屏蔽层、采用屏蔽壳体等，以阻隔外部电磁波的干扰。
2. 使用滤波器：在通信系统中，可以采用滤波器来削弱或者消除干扰信号，保证信号的稳定传输。
3. 地线布局优化：通过合理设计电子设备的地线布局，减少电磁干扰的传播，从而提高设备的抗干扰能力。
4. 电磁兼容性测试：在产品研发的早期阶段，进行电磁兼容性测试，及时发现并解决潜在的电磁干扰问题。
5. 频谱管理：在无线通信系统中，通过合理的频谱规划和管理，避免不同系统之间的频谱干扰，确保通信质量和可靠性。
总的来说，要解决电磁干扰问题，需要综合考虑设计、测试、
管理等多方面的因素。
通过合理的规划和技术手段，可以有效地解决电磁干扰问题，为现代科技的发展提供稳定的环境和保障。
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IEC61000-4-3
IEC61000-4-4 IEC61000-4-5 IEC61000-4-6
IEC801-3
IEC801-4 IEC801-5 IEC801-6
电压瞬时跌落和中断抗扰度IEC61000-4-11
13
IEC61000-4-2：静电放电抗扰度试验 试验目的：模拟操作人员或物体在接触或靠近设备 时的放电。 试验方法：高压电源+150pF储能电容，尖端放电。 试验等级： 接触放电：2kV(1级）,4kV,6kV,8kV. 空气放电：2kV(1级）,4kV,8kV,15kV.
14
IEC61000-4-3：辐射电磁场抗扰度试验 试验目的：考察设备抗移动电话、对讲机等连续波 发射设备干扰的能力。 试验方法：电波室，频率可达150MHz-5GHz 试验等级（场强）： 1V/m(1级):低强度电磁辐射，如1km远的电视台 3V/m:中等强度的电磁辐射，如1-2m远的手持 式1W步话机。 10V/m:严重的电磁辐射，如与设备靠近的大功 率步话机(5W以上）。
1989，欧共体发布89/336/EEC产品法令，规定到1995 年底为过渡期，之后凡未达到改指令中电磁兼容标准的 产品，不得进入欧盟市场。该法令主要采用EN55XXX （等同采用CISPR标准）和EN6XXXX（等同采用IEC标 准）系列标准。
美国：FCC & FDA FCC Part15: 射频设备发射要求 FCC Part18: 工业，科学和医疗设备发射要求 FDA：对医疗设备的抗扰度要求
21
工业控制设备（ICE）EMC产品簇标准 IEC61326:2002测量,控制和实验室用电气装置 电 磁兼容性要求 作废标准：IEC61326-1-1997（等效GB/T182682000）测量,控制和实验室用电气装置 电磁兼容性 要求 IEC61326:2002代替了IEC61326-1:1997及其 1998和2000年两次补充。
18
IEC61000-4-8:工频磁场抗扰度试验 试验目的：考察设备对工频电流（50Hz/60Hz) 产 生的磁场的抗扰度。 试验方法：用一个小的工频线圈贴近并延设备外壳 边缘移动。 试验等级
1级：连续场强1A/m,无短时间持续（1-3秒,下同）场强。 2级：连续场强3A/m,无短时间持续场强。 3级：连续场强10A/m,无短时间持续场强。 4级：连续场强30A/m,短时间持续场强300A/m。 5级：连续场强100A/m,短时间持续场强1000A/m。
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IEC61000-4-11：电压瞬间跌落或中断抗扰度试验
试验目的：考察电源电压瞬间跌落或中断的影响， 如误动、数据丢失等。 电压跌落：跌落大于10%以上，持续时间0.5-50 个周波 电压中断：电压跌落到0。 试验方法：电压切换装置。 试验等级 跌落30%，持续5个周波 跌落60%，持续1个周波 电压中断，持续0.5个周波
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工业控制中常用的IEC61000-4系列标准
标准内容 抗扰度试验综述 静电放电抗扰度 IEC61000-4标准 对应原IEC801标准 (GB/T17626系列）（GB/T13926系列） IEC61000-4-1 IEC61000-4-2 IEC801-1 IEC801-2
辐射电磁场抗扰度
快速瞬变脉冲群抗扰度 浪涌抗扰度 射频场传导骚扰抗扰度
消除上述三要素之一，产品间电磁干扰就不存在。
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电磁骚扰的种类 自然噪声： 宇宙射线和太阳辐射（频率大于10MHz）。 雷电（频率小于10MHz）。 人为噪声： 故意行为：雷达、电子战发射装置。 无意行为：电焊机、电源、继电器、静电等。
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骚扰信号被接收：形成干扰 通过天线或等效于天线的结构接收 通过机箱接收 通过导线接收 对于上述三种基本的信号传播机构，可构成9种可 能的耦合，其中，天线——天线，天线——导线， 导线——导线，是三种最主要的耦合方式，所以电 磁兼容性的研究和标准也主要是围绕这三种模式进 行的。
IEC61000-6-2:工业环境中的抗扰度要求
DCS作为工业控制产品，更关心的是抗扰度。
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EMC标准的分类方法二
基础标准：只阐述测量和试验方法，不规定环境，不规定 何种产品应达到什么等级的要求。如IEC61000-4系列，规 定了基础性抗扰度标准。 通用标准：对规定的某类环境中的产品提出一系列最低的 电磁兼容性要求。如IEC61000-6系列，规定了住宅和工业 环境的电磁兼容标准。 产品簇标准：在通用标准和基础标准的基础上，具体规定 了某类产品的电磁兼容要求和测试方法。如： GB/T17618-1998(idt CISPR 24:1997)——《信息技术设备 抗扰度限值和测量方法》。 专用产品标准：具体规定某一型号产品的电磁兼容要求， 一般不单独编制某产品的电磁兼容标准，而只是将其电磁 兼容的要求编写在该产品的通用技术条件或产品标准中， 以引用其它电磁兼容标准的条款的形式表达。
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工业控制系统中设备的EMC要求
工业控制系统中设备分类
工业控制设备（ICE：Industrial
Control Equipment）：主控制器，IO，机柜。 Technology Equipment）；操作员站，工程师站等PC机。
信息技术设备（ITE：Information
不同类型设备的EMC要求是不一样的。
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IEC61000电磁兼容标准组成
IEC61000-1:《总论》，一般性的讨论和定义，术语。 IEC61000-2:《环境》，环境分类及描述。 IEC61000-3:《限值》，发射和抗扰度限值。 IEC61000-4:《测试技术》，测量和试验技术。 IEC61000-5:《安装于调试指南》，安装指南，调试方法与 设备。 IEC61000-6:《通用标准》，规定不同环境下的抗扰度和发 射要求。
工业控制设备
电磁兼容性与抗干扰对策
史洪源
2004.6
电磁兼容性的定义
EMC: Electromagnetic Compatibility 电磁兼容性：设备在其电磁环境中能正常工作，且不对该 环境中其它设备构成不能承受的电磁骚扰的能力。 研究电磁兼容性，不是处于理论上的目的，而是处于实践 上的需要，它是DCS系统电气抗干扰能力的综合体现。 系统的电磁兼容性是通过一些实践性很强的技术手段获得 的，这些手段主要有： 接地 隔离 屏蔽 双绞 吸收 滤波
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国际电磁兼容性标准体系
发射 基础发射标准 基础标准 抗扰度 基础抗扰度标准
通用发射标准
通用标准
通用抗扰度标准 B类： 商业 环境 抗扰 度标 准 A类： 工业 环境 抗扰 度标 准
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B类： 商业 环境 发射 标准
A类： 工业 环境 发射 标准
产品簇标准
专用产品标准
电磁兼容性的强制性法令（Regulations） 欧盟（EU）：89/336/EEC
IEC：国际电工委员会来自ISO: 国际标准化组织，只制订一些特殊的标准。 ITU：国际电信联，只制订通信设备的标准。 欧盟 CENELEC：欧洲电工标准委员会
CENELEC制订的标准号以EN开头
ETSI：欧洲电信标准局 北美 FCC：美国联邦通信委员会 IEEE：国际电气与电子工程师协会 ANSI：美国国家标准局
机箱——机箱模式除低频磁场外，一般不是主要的。
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电磁兼容性标准的分类方法一
发射(Emission/Disturbance)标准：用于表述产品 发出电磁信号骚扰别的产品的具体规定。如：
IEC61000-6-4:工业环境中的发射标准
抗扰度(Immunity)标准：用于表述产品抵抗电磁骚 扰信号的具体规定。如：
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IEC61000-4-6：射频场传导骚扰抗扰度试验 试验目的：考察设备对射频骚扰的抵抗能力 试验方法：采用电缆耦合传导输入的方式，分为连 续波和脉冲波两种型式。可以等效取代辐射骚扰抗 扰度试验(IEC61000-4-3)。 试验等级（150kHz-80MHz干扰,并用1kHz正弦波 调幅后通过耦合器加入） 1V(1级):低强度电磁辐射，如1km远的电视台 3V:中等强度的电磁辐射，如1-2m远的1W手持 式步话机。 10V:严重的电磁辐射，如与设备靠近的大功率 步话机(5W以上)。
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IEC61000-4-5：浪涌抗扰度试验 试验目的：考察us级电压电流波动对系统的影响。 100/1300us电压或电流浪涌（指上升时间 100us,持续时间1300us）：大容量熔断器烧毁 的瞬间。 1.2/50us电压8/20us电流：电网开关动作或雷击 10/700us电压：Modem等通讯设备的雷击放电 试验方法：电压或电流跌加到电源线或IO线。 试验等级（电压） 浪涌电压500Vp(1级):电站控制室 浪涌电压1kVp:无强干扰的工厂 浪涌电压2kVp:变电站 浪涌电压4kVp:民用架空线环境
FCC（Federal Communications Commission） FDA（ Food and Drug Administration） 10
电磁兼容性标准主要研究机构
国际 CISPR ：国际无线电干扰特别委员会
1934年，IEC成立“国际无线电干扰特别委员会”（法文缩写为CISPR,现为IEC下属的半独 立机构)，开始制定一系列的电磁兼容标准。 IEC TC65：1979年，IEC在TC65专业（工业过程测量和控制设备专业委员会）下成立WG4 工作组，专门研究该领域的电磁兼容性问题，并于1984年提出了IEC801系列标准。 IEC TC77：1990年，IEC TC77(专门研究电气设备电磁兼容的委员会）认为IEC801的成果 与其工作重叠，决定采纳IEC801为基础标准，改标准号为IEC61000-4系列。
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