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PLC系统中干扰的主要来源和预防措施

电源的干扰

PLC系统控制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,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、雷达等产生的,通常称为辐射干扰,若PLC系统置于所射频场内,就会收到辐射干扰,而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化,刀开关操作浪涌、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。可能造成*错误或运算错误,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,从而不能保证PLC的正常运行。

与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器或共用信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,由此引起系统故障的情况也很多。

接地系统的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。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PLC系统将无法正常工作。

变频器干扰

一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰,引起电网电压畸变,影响电网的供电质量;二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰,影响周边设备的正常工作。

电源干扰的抑制

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。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,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。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。

对微处理器核心部件所需要的+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。此外可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰,还可以在电源输入端串接LC滤波电路等。

电脑与PLC的连接方式:电脑USB口(该电脑没有RS232串口)←→[USB转RS232电缆的USB插头←→USB转RS232电缆线(电脑已经安装驱动,且默认的COM4端口已经设置为COM1)中间部分←→USB转RS232电缆的RS232公头]←→[[电脑与PLC的连接电缆的RS232母头←→电脑与PLC的连接电缆线的中间部分←→电脑与PLC的连接电缆的RS232公头]]←→PLC的RS232母头。

上面单中括号内为USB转RS232电缆,双中括号内为电脑与PLC的连接电缆。电脑与PLC的连接电缆接线如下:(1).公头(用以连接PLC)的2、3、9分别与母头的2、3、5(用于连接电脑或USB转RS232连接线)短接,这是欧姆龙*的连接方法;(2).公头和母头的2-2、3-3、5-5分别短接,这是RS232连接线的常规连接方法。后来经过实践证明:上面2种电脑和PLC的连接电缆都可以使用。第1种电缆通信稳定可靠。对于第2种电缆,当电脑和PLC之间通过VC应用*进行通信时效果不好,容易丢帧(用串口调试助手可以看到),只有当电脑和PLC共用电源(共地)时才没有发现问题。所以,请尽量采用第1种连接电缆。

有时间电脑和PLC能正常通信,有时间却不行——显示“Modem已经被选中,要继续码?”故障(实际上“码”应当为“吗”),一旦出现该故障信息,就一定会出现以下故障信息: