PLC控制系统的抗干扰设计方案
模拟量信号干扰分析及11种解决秘诀
模拟量信号干扰分析及11种解决秘诀关键词：PLC 模拟量 信号干扰1、概述随着科学技术的发展，PLC 在工业控制中的应用越来越广泛。
PLC 控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。
自动化系统中所使用的各种类型PLC ，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，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，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。
2、电磁干扰源及对系统的干扰影响PLC 控制系统的干扰源于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噪声源，即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。
其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。
共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V 以上。
共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O 模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信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，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
3、PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢？(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。
plc控制系统设计
B地启动
1
小车前进
B点行程开关闭合
2
启动2S定时
2S定时到
3
小车后退
A点行程开关闭合
4
启动5S定时
5S定时到
4 、SFC转换为梯形图
1)初始（第0）工作步的梯形图
该步的启动条件之一是其它工作步均未 工作。
第1步
第2步
第n步
第0步
当初始步的建立需要一定的条件时, 还
应将各条件的逻辑组合作为启动条件。
2.集中控制系统
上位机
PC
受控对象A 受控对象B 受控对象C
该形式系统构成简单, 相对成本低。一般用于各 受控对象位置比较集中且相互之间有一定联系的
场合。
3.分散控制系统
上位机A
上位机B
PC — A
PC—B
PC—C
受控对象A 受控对象B 受控对象C
该形式系统安全性较高, 便于维护。多用于 大型生产装置或多条流水线的控制。
V1、V2.V3均关闭，搅拌器
液体A
V1
不工作。 控制要求：按启动按钮后，
液体B
V2
V1打开，充液体A；充至I
位 H后，V1关闭，V2打开
，充液 I体B；充至H位后
，V2关闭，
L
搅拌器启动，搅拌6秒；搅 拌停止后，开V3阀排放，排 放至L位2秒后，关闭V3，
V3 M
按开停始止下按循钮环后。, 系统不立即停止工作, 须待一个循环
其它设备电源
采用UPS备用电源:
220VAC
总 电 源
UPS 控制器电源 I/O电源
其它设备电源 隔离变压器
双路供电:
双
A路 AA
路 切
PLC控制系统中的抗干扰分析及措施
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
PLC控制系统抗干扰的方法
２ ． １ ． １ 稳压
可编程控制器简称为 Ｐ Ｌ Ｅ ． 是一种 专门用 于工业 环境 的数字运 算 选 用质量好 、 工作 可靠的电子交流稳压器 ． 用 以给 Ｐ Ｌ Ｃ系统提供 操作系统 ， 通过数字式 或模 拟式的输入 、 输 出控 制各种类型 的机械设 稳定 的交流电压 ． 稳压器不仅 可以提供稳定 的电压 ． 同时可以消除 高 备或生产过程 ． 易于和 工业 控制系统联成一个整 体 ． 并容易进行功 能 频脉冲的干扰 。选用稳定的交流电源 ， Ｐ Ｌ Ｃ系统 的电源 与动力线路分 扩充。 Ｐ Ｌ Ｅ能在工业环境 中直接运用 ， 不需专 门的空调和恒温装 置 具 别 引 自不同的变压器 ．可 以避免 大感性负载 的启停对 供电电源 的影 有体积小 、 功能强 、 速度快 、 可靠性高、 通讯能力强 的特点 ， 广泛用于机 响。如果实际中可能只有一 台变压器 ． 则可 以采用从配 电母排上引专 械制造 、 冶金、 化工 、 交通 、 电子 、 印刷 、 食 品、 建筑等行业 。但在工业环 用线 的方法 ． 尽量减小干扰的影 响 境中 ， 电压的变化 、 强磁场 、 电气设备特别是 电子设备 的大量应用产生 ２ ． １ ． ２ 滤波 的高频干扰 ． 严重影响到 Ｐ Ｌ Ｃ的正常运行 ． Ｐ Ｌ Ｃ系统抗 干扰措施是否 增加低通滤波器 ，用来滤去交流 电源 中的高频分量或脉 冲电流 得力 ． 关 系到 Ｐ Ｌ Ｃ系统是否能正常执行控制功能 对 于直流供 电， 可用电容 滤波， 消除干扰对 Ｐ Ｌ Ｃ系统的影响。 ２ ． １ ． ３ 隔离 １ 干扰 的类 型 增加 隔离变压器。在 电源接入 Ｐ Ｌ Ｃ系统前加装隔离变压器 ． 其初 在工业 环境 中． 可编程控制器所受 的干扰 主要分 为传导 型和辐射 级屏 蔽层接 中性线 ． 二 次侧屏 蔽层与 Ｐ Ｌ Ｃ系统共地 ． 用以阻断干扰 的 型二种。顾名思义 ． 传 导型干扰就是通过电气 线路进入 Ｐ Ｌ Ｃ系统 的干 传导通路 ， 并抑制干扰信号的强度 ． 同时配合使用低通滤波 器。 扰信号 ： 辐射型干扰是通过空间感应进 入 Ｐ Ｌ Ｃ系统的干扰信号 。 ２ ． ２ 强 电干扰方面 １ ． １ 传导型干扰 主要采取 以下措施 通过各种电气线路进入 Ｐ Ｌ Ｃ系统 ． 包括供 电干扰 、 强 电干扰 和接 ２ ． ２ ． １ 在 电感 性负载旁并联一 阻容 吸收装置或二极管 、 稳压管 ． 用来 地干扰。 吸收瞬时过 电压 ‘ １ ． １ ． １ 供 电干扰 ２ ． ２ ． ２ 采用光电耦合 的办法进行隔离 。 Ｐ Ｌ Ｃ系统本身一般都 配备有专用的电源模块 ． 用 于给 Ｐ Ｌ Ｃ系统提 ２ ． ３ 接地干扰
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
PLC控制系统的干扰因素分析与抗干扰措施
ｈ ｒ ｗａ ｅ ｃ ｎ ｇ ｒ ｔ ｎ ｏｔ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｓ ｅ ｔ ｐ ｔ ｏ ｗａｄ ｃ ｎｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｎｉｉ ｔｒｅｅ ｃ ａ ｕ ｅ ． ａ ｄ ｒ ｏ ｆ ｕ ａｉ ，ｓ ｆ ｒ ｅ ｉｎ ａ ｐ ｃｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｔ ｓ ｉ ｏ ｗ ｆ ｏ ｓ ｅ ａ ｔ ｎ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓ —
此， 应按 我 国的标 准合 理选 择 。 ２ 综 合抗干扰设 计 。主要 考虑 来 自系统 外部 的 ） 几种抑制 措施 ， 括对 外 引线 进行 屏 蔽 ， 防空 间辐 包 以
２ 电路 耦 合 干 扰 。 由 于 Ｐ Ｃ接 地 点 选 择 不 当 ） Ｌ 或 接地 不 良， 过 回路 公 共 阻抗 耦 合 而 产 生 的 电流 通
Ａｂｓｒ ｃ ： ｓ ｒｂｅ ａｆ ｃ ＬＣ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｔ ｂ ｅ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｆ ｃｏ ｓ ｔ ａ ｔ Ｄｅ ｃ ｉ ｆｅ ｔＰ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｓａ ｌ ｎｔｒｅ ｅ ｃ ａ ｔ ｒ ．Ｆｒ ｍ ｑ ｐ ｎ ｅｅ ｔｏ ｏ ｅ ｕｉｍｅ ｔｓ ｌ ｃｉｎ，
１ 供 电 电源 。 由于 Ｐ Ｃ本 身 抗 干 扰 的 能力 很 ） Ｌ 强 ， 常 只要 将 Ｐ Ｃ 电 源 与 系 统 动 力 设 备 分 别 配 通 Ｌ 线， 就对 来 自电源 的 干 扰 具 有 足 够 强 的 抑 制 能 力 。
２ 提高 Ｐ Ｃ控制 系统抗干扰能力 的措施 Ｌ
ＬＵ ｎ ｗｅ ，ＺＨＡＯ ａ ｇ Ｂｉ ｇ ｎ Ｌｉｎ
（ ． ｉｇ ａ ＳｌＬ ｋ ｒｕ ｅｅ ｐ ｅｔ ｏＬｄ； １ Ｑｎ ｈ ｉ ａｔ ａ ｅＧｏｐＤ ｖｌ ｍ ｒ ．ｔ ｏ ｔＣ ２ Ｑａｈ ｉ ａｔ ｋ ｒｕ ｈｍｉ ｌ ｏ Ｌｄ ｉ ｈ ｉ ｏｍ ｄ８６ ０ ， ｈｎ ． ｉ ａ ｌＬ ｅＧｏｐＣ ｅ ｃ ． ｔ，Ｑｎ ａ Ｇ ｌｕ １０ ０ Ｃ ｉ ｇ Ｓ ａ ａＣ ｇ ａ）
PLC系统安装时的抗干扰措施
１ 电 源 接 线 。 电 与 弱 电 要 严 格 分 开 ， 弱 电 电 源 线 要 尽 强 且 量 加 宽 。一 般 通 过 设 置 屏 蔽 电缆 和 Ｐ Ｃ局 部 屏 蔽 及 高 压 泄 放 元 件 进 Ｌ
要 】 Ｌ 控 制 系统 在 自动化 系统 中广 泛应 用 ， 可 靠性 应 该 引起 高度 重 视 ， 安 装 时 应 该 注意 提 高设 备 的抗 干 扰 能 力 。 ＰＣ 其 在
【 关键 词 】 Ｌ 系 统 ； 拟 线路 ； 感性 负载 ＰＣ 模 电
Ｏ
引 言
２２ 交 流 输 出线 与支 流 输 出 线 不 能 使 用 同一 根 电 缆 。 输 出线 应 远 离 ． 高压 线 和 动 力 线 ， 不 得 并行 。 得 将 外 部 设 备 连 接 到 带 “ ” 且 不 。 的输 出端
自动 化 系 统 中所 使 用 的 各 种 类 型 的 Ｐ Ｃ， 过 于 恶 劣 的 环 境 或 者 Ｌ 在 上。 安 装不 当 等 情 况 下 ， 都有 可 能 引 起 内 部 原 件 损 坏 。因此 ， Ｌ Ｐ Ｃ各 部 分 的 ２３ 输 出 回 路 中 应 有熔 断 器保 护 Ｐ Ｃ 的 输 出 元 件 。流 入 输 出端 子 的 ． Ｌ 组 成 和 系 统 连 接 及 装 配 方 法 必 须 严 格 按 照 说 明书 上 的 女 装 要 求 进 行 ， 最 大 电流 不 可 超 过 Ｐ Ｃ 的 允许 值 ， 则必 需 外接 接 触器 或继 电器 。同 Ｌ 否
一
行 保 护 。 用 隔 离 性 能 较 好 的 设 备 、 用 优 良 的 电源 、 选 选 动力 线 和信 号线 ３ 走 线 要 更 加 合 理 等 等 ， 电 源 变 压 器 、 央 处 理 器 、 程 器 等 主 要 部 对 中 编
简述PLC控制系统的抗干扰措施
简述 Ｐ Ｃ控制系统的抗干扰措施 Ｌ
徐 娓
（ 东滨 州技术 学 院 山东 滨 州 ２ ６ ０ 山 ５ ０ ０）
摘
要 ：分 析 了提 高 Ｐ Ｃ控 制 系统 抗 干扰 措 施 的 重要 性 ，指 出在 工程 应 用 时必 须综 合 考 虑控 制 系统 的抗 干扰 性 能 ，并提 出几 种抗 干 Ｌ
扰措施 。
关 键词 ：可靠性 抗 干扰 硬件 软 件 引 言 Ｐ Ｃ Ｌ ，是可 编 程控 制 器 的 英文 缩 写 ，它 是一 种 专 门 为适 应工 业 生 产环 境 而设 计 的控 制 设 备 。他 们 有 的 是 集 中安 装 在 控制 室 ， 有 的是 分散 安 装在 生 产现 场 的 各单 机 设 备上 ．为适 应 由强 电 电路 和 强 电设备 所 形成 的恶 劣 电磁 环境 ，生产 厂 家在 设计 和制造 过 程 中采用 了多层 次 抗 干扰 和 精选 元 件 措 施 ，故 Ｐ Ｃ具 有抗 干扰 强 、 Ｌ 运 行稳 定 、可靠 性 高 等优 点 。适 应 恶 劣工 业尽 管 其制 造 厂采 取 了 些措 施 ，使 得 它 的可 靠 性 较 高 ，但 是 由于它 直 接 和现 场 的 ＩＯ ， 设备 相连 ，外 来干 扰很 容 易通 过 电 源线 或 Ｉ ／ Ｏ传输 线 侵入 ，造成 程 序误 变或 运 算错 误 ，从 而产 生 误 输入 并 引起 误 输 出 ，这将 会造 成设 备 的失 控 和误 动作 。从 而 引起 控 制 系统 的误 动 作 。Ｐ Ｃ受 到 Ｌ 的干 扰 可分 为外 部 干扰 和 内部 干扰 。在 实 际 的生 产环 境 下 ，外部 干扰 是 随机 的 ，与 系统 结构 无 关 ，且干 扰源 是 无 法消 除 的 ，只能 针对 具 体情 况 加 以 限制 ；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 。随 着 Ｐ Ｃ应 用的 日渐广 Ｌ 泛 ，其抗 干 扰 问题 也 显 得 日益 重 要 。本 文就 此 问题 提 出一些 抗 干 扰 的措 施 。
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PLC控制系统的抗干扰设计
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便采取三个方面抑制措施：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。
这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
pic控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具体情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。
进行具体工程的抗干扰设计时，应注意以下两个方面。
1)设备选型
在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性(EMC)，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比、耐压能力、允许在多火电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作。
2)综合抗干扰设计
主要考虑来自系统外部的几种抑制措施。
主要内容包括：对PLC 系统及外引线进行屏蔽，以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是原理动力电缆，分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。
另外，还必须利用软件手段，进一步
提高系统的安全可靠性。
在PLC控制系统中，电源占有极其重要的地位。
电网干扰串入PLC 控制系统，丰要是通过PLC系统的供电电源(如CPL电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。
现在，对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，而对于变送器供电的电源和与PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并未受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。
所以，对于变送器和共用信号仪表供电，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PLC系统的干扰。
此外，为保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源(UPS) 供电，提高供电的安全可靠性。
并且UPS还具有较强的干扰隔离性能，是一种PLC控制系统的理想电源。
(1) PLC电源线、I/O电源线、输入信号线、输出信号线、交流线、直流线都应尽量分开布线。
开关量信号线与模拟量信号线也应分开布线，且后者应采用屏蔽线，并且将屏蔽层接地。
数字传输线也要用屏蔽线，并且要将屏蔽层接地。
由于双绞线中电流方向相反、大小相等，可将感应电流引起的噪声相瓦抵消，故信号线多采用双绞线或屏蔽
线。
(2)输入/输出信号的防错：
当输入信号源为晶体管，或是光电开关输出类型时，在关断时仍
有较大的漏电流。
而PLC的输入继电器灵敏度较咼，若漏电流干扰超过一定值，就形成了误信号。
同样，当输出元件为VTH(双向晶体闸管)或是晶体管输出，而外部负载又很小时，会因为这类输出元件在关断时有较大的漏电流，弓I起微小电流负载的误动，导致输入与输出信号的错误，给设备和人身造成不良后果。
解决上述问题的方法是在这类输入、输出端并联旁路电阻，以减
小PLC输入电流和外部负载上的电流。
还有一种方法是在PLC输入端加RC滤波环节，利用RC的延迟作用来抑制窜入脉冲所引起的干扰；在晶闸管输出的负载两端并联RC
浪涌电流抑制器，减小漏电流的干扰。