【plc控制系統乾貨分享】8大plc控制系統抗干擾方法
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作為plc控制系統工程設計人員是不是常常會覺得了解抗干擾的原則，掌握抗干擾的最基本措施還不夠，許多情況下干擾源對系統的干擾不是那麼明顯，應綜合考慮各方面的因素，在實踐中不斷總結。在實際的工程設計中通常採用的主要抗干擾措施有哪些呢？plc控制系統乾貨分享，8大plc控制系統抗干擾方法。讓你遠離plc控制系統被幹擾煩惱。
（1）選擇抗干擾能力強的產品
在控制系統的設備選型階段，考慮到各廠家PLC抗干擾性能的優劣，選型時就需選擇有較高抗干擾能力的產品，其包括了電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC），尤其是抗外部干擾的能力，如採用浮地技術、隔離性能好的PLC。其次還應瞭解生產廠家給出的抗干擾指標，如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環境中工作等。另外最好的方法是考察該型號PLC在類似工作環境中的使用情況。
（2）採用性能好的電源，抑制電網干擾
在PLC控制系統中，電源佔有極重要的地位。電網干擾串入PLC控制系統主要通過PLC系統的供電電源（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入。PLC系統的供電電源一般都採用隔離性能較好的電源，變送器的電源及與PLC有直接電氣連接的儀表的供電電源應選擇分佈電容小、抑制帶大（如採用多次隔離和屏蔽及漏感技術）的產品，以減少對PLC系統的干擾。
此外，PLC電源要與整個供電系統的動力電源分開，一般在進入PLC系統時加屏蔽隔離變壓器。屏蔽隔離變壓器的次級側至PLC系統間必須採用不小於2mm2的雙絞線。屏蔽體一般位於一、二次側兩線圈之間並與大地連接，這樣就可消除線圈間的直接耦合。另外，電源諧波比較嚴重時，可在隔離變壓器前面加濾波器來消除電源的大部分諧波。必要時可在供電的電源線路上接入低通濾波器，以濾去高頻干擾信號。濾波器應放在隔離變壓器之前，即先濾波後隔離。分離供電系統，將控制器、I/O通道和其他設備的供電採用各自的隔離變壓器分離開來，也有助於抗電網干擾。
（3）電纜的選擇和敷設
PLC控制系統的線路中有電源線、輸入/輸出線、動力線和接地線，佈線不當則會造成電磁感應和靜電感應等干擾，因此必須按照特定的要求佈線。動力電纜為高壓大電流線路，PLC系統的配線靠近時會受到干擾，因此佈線時要將PLC的輸入/輸出線與其他控制線分開，不要共用一條電纜。開關量信號線與模擬量信號線也應分開佈線，而且後者應採用屏蔽線，並且將屏蔽層接地。數字傳送線也要採用屏蔽線，並且要將屏蔽層接地。外部佈線時應將控制電纜、動力電纜、輸入/輸出線分開且單獨佈線，相互之間一般應保持750px以上的間距。當實際情況只能允許在同一線槽佈線時，就用金屬板把控制電纜、動力電纜、輸入/輸出線間隔開來並屏蔽，金屬板還必須接地。隔離變壓器二次側的電源線要採用2mm2以上的銅芯聚氯乙烯絕緣雙絞軟線。經過這樣處理的電源線、輸入/輸出線與動力線就可以減少外界磁場及相互之間的干擾。
（4）安裝中的抗干擾措施
PLC控制系統所處的環境對其自身的抗干擾也有一定的關係，因此在安裝時應注意以下幾個方面。
①濾波器、隔離穩壓器應設在PLC控制櫃的電源進線口處，不讓干擾進入控制櫃內，或儘量縮短進線距離。
②PLC控制櫃應儘可能遠離高壓櫃、大動力設備和高頻設備。
③PLC要儘可能遠離繼電器之類的電磁線圈和容易產生電弧的觸點。
④PLC要遠離發熱的電氣設備或其他熱源，並放在通風良好的位置上。
⑤PLC的外部要有可靠的防水措施，以防止雨水進入，造成機器損壞。
（5）正確選擇接地點，完善接地系統
接地的目的通常有兩個，一是為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統是PLC控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。
系統接地方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地3種。PLC控制系統屬於高速低電平控制裝置，應採用直接接地方式。由於信號電纜分佈電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低於1MHz，所以PLC控制系統的接地線一般採用一點接地和串聯一點接地的方式，最好單獨接地，也可以與其他設備公共接地，但嚴禁與其他設備串連接地。集中佈置的PLC系統適於並聯一點接地方式，各裝置的櫃體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應採用串聯一點接地的方式，即用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的櫃體中心接地點，然後將接地母線直接連接接地極。接地線採用截面大於 20mm2的銅導線，總母線使用截面大於60mm2的銅排。接地極的接地電阻應小於2Ω，接地極最好埋在距建築物10～15m遠處，而且PLC系統的接地點必須與強電設備的接地點相距10m以上。
信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地，不接地時應在PLC側接地。信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接並進行絕緣處理，一定要避免多點接地。多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，並經絕緣處理。連接接地線時，應注意以下幾點：
①PLC控制系統單獨接地。
②PLC系統的接地端是抗干擾的中性端子，正確接地可以有效消除電源系統的共模干擾。
③PLC系統的接地線至少用20mm2的專用接地線，以防止感應電的產生。
④輸入/輸出信號電纜的屏蔽線應與接地端子連接，且接地良好。
（6）外圍設備干擾的抑制
①PLC輸入/輸出端子的保護
當輸入信號源為感性元件，輸出驅動的負載為感性元件時，對於直流電路應在其兩端並聯續流二極管。對於交流電路，應在其兩端並聯阻容吸收電路。其作用是為了防止在感性輸入或輸出電路斷開時產生很高的感應電勢或浪湧電流對PLC輸入/輸出端和內部電源的衝擊，若PLC的驅動元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈，應在PLC輸出端與驅動元件之間增加光電隔離的過零型固態繼電器。
②輸入/輸出信號的防錯
當輸出元件為雙向晶閘管或晶體管而外部負載又很小時，因為這類輸出元件在關斷時有較大的漏電流，使輸入電路和外部負載電路不易關斷，導致輸入/輸出信號的錯誤，為此應在這類輸入/輸出端並聯旁路電阻，以減小PLC的輸入電流和外部負載上的電流。
③漏電流
當採用接近開關、光電開關等直流兩線式傳感器輸入信號時，若漏電流較大，應考慮由此而產生的誤動作，使PLC輸入信號不能關斷。一般在PLC的輸入端子上接一旁路電阻，以減少輸入阻抗。同樣用雙向晶閘管輸出時，為避免漏電流等原因引起的輸出元件關斷不了，也可以在輸出端並聯一旁路電阻。
④浪湧電壓
在PLC觸點（開關量）輸出的場合，不管PLC本身有無抗干擾措施，都應採用RC吸收回路（交流負載）或並接續流二級管（直流負載），以吸收感性負載產生的浪湧電壓。
⑤衝擊電流
用晶體管或雙向晶閘管輸出模塊驅動白熾燈之類的負載時，為保護輸出模塊，應在PLC輸出端並接旁路電阻或與負載串聯限流電阻。
（7）電磁干擾的抑制
根據干擾模式的不同，PLC控制系統的電磁干擾分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射等在信號線上感應的電壓疊加所形成。共模電壓有時較大，特別是採用隔離性能差的配電器供電時，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換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這是PLC系統I/O模塊損壞率較高的主要原因）。這種共模干擾可為直流，也可為交流。差模干擾是指作用於信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間的感應以及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓。這種電壓疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。為了保證PLC控制系統在工業環境中免受或減少電磁干擾，一般採用隔離和屏蔽的方法。
（8）軟件抗干擾措施
由於電磁干擾的複雜性，要根本消除干擾的影響是不可能的，因此在PLC控制系統的軟件設計和組態時，還應在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統的可靠性。
由於噪聲、開關的誤動作、模擬信號誤差等因素的影響，PLC的外部開關量和模擬量輸入信號會出現錯誤，引起程序判斷失誤，造成事故。當按鈕、開關作為輸入信號時，則不可避免產生抖動。如果輸入信號是繼電器/接觸器觸點，有時會產生瞬間跳動，引起系統誤動作。在這種情況下，可採用定時器延時來去掉抖動，定時時間根據觸點抖動情況和系統要求的響應速度而定，這樣可保證觸點確實穩定閉合（或斷開）後才執行特定的任務處理。
對於模擬信號可採用多種軟件濾波方法來提高數據的可靠性。連續採樣多次，採樣間隔根據Ａ/Ｄ轉換時間和信號的變化頻率而定。採樣數據先後存放在不同的數據寄存器中，經比較後取中間值或平均值作為當前輸入值。常用的數字濾波方法有程序判斷濾波、中值濾波、滑動平均值濾波、防脈衝干擾平均值濾波、算術平均值濾波、去極值平均濾波等。
①程序判斷濾波適用於對採樣信號因受到隨機干擾或傳感器不穩定而引起的失真進行濾波。設計時根據經驗確定兩次採樣允許的最大偏差，若先後兩次採樣的信號差值大於偏差，表明輸入是干擾信號，應去掉，用上次採樣值作為本次採樣值。若差值不大於偏差，則本次採樣值有效。
②中值濾波是連續輸入3個採樣信號，從中選擇中間值作為有效採樣信號。
③滑動平均值濾波是將數據存儲器的一個區域（20個單元左右）作為循環隊列，每次數據採集時先去掉隊首的一個數據，再把新數據放入隊尾，然後求平均值。
④去極值平均濾波是連續採樣n次，求數據的累加和，同時找出其中的最大值和最小值，從累加和中減去最大值和最小值，再求（n－2）個數據的平均值作為有效的採樣值。
⑤算術平均值濾波是求連續輸入的n個採樣數據的算術平均值作為有效的信號。它不能消除明顯的脈衝干擾，只是削弱其影響。要提高效果可採用去極值平均濾波。
⑥防脈衝干擾平均值濾波是連續進行4次採樣，去掉其中的最大值和最小值，再求剩下的兩個數據的平均值。它實際上是去極值平均濾波的特例。
在plc控制系統設計中還可以用線性插值法、二次拋物線插值法或分段曲線擬合等方法對數據進行非線性補償，提高數據的線性度。也可採用零位補償或自動零跟蹤補償等方法來處理零漂，修正誤差，提高採樣數據的精度。
注意事項
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plc控制系統知識普及