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[摘要] PLC是一种用于工业现场控制的设备，如果系遭受某种干扰而失灵，将造成设备的失控和误动。虽然PLC本身已采取了一系列抗干扰措施，但这并不说明它已具有完美的可靠性。随着PLC应用的日渐广泛，其抗干扰同题也显得日益重要。本文有针对性的提出了一系列抗干扰措施，在实际应用中对PLC系统的抗干扰能力，可靠性明显提高。
[关键词] PLC 控制系统 抗干扰
PLC在设计、制造中已很好地完善了主机本身的抗干扰措施，如滤波、屏蔽、隔离和接地，因此，就PLC本身而言，其工作可靠性是非常高的。但是PLC的工作环境大多是电磁干扰强烈的工业环境，加上外围电路设计及安装使用不当，这样就降低了整个PLC控制系统的可靠性，严重时会使系统失控或损坏。因此，在系统设计时，必须采取相应的可靠性措施，增强系统的抗干扰能力，以保证整个控制系统的正常运行。
一、干扰的主要来源
1.电弧干扰。在切断负载的瞬时，按钮、接触器、继电器等带有触点的电器触点之间便会产生电孤，从而引发电弧干扰，被切断负载的电流越大，电压越高，切断所用时间越长，干扰就越强。
2.反电势干扰。感性负载如接触器、继电器、电磁阀等在切断电源时，励磁线圈上会产生反电势V暖＝-L·di/dt从而引发干扰，该干扰发生在与前磁线圈相连的线路上，电感L越大，瞬同电流i变化越大，切断电源所用的时间t越短，产生的反电势越大，则反电势干扰就越大。
3.共模干扰。电源线、输入输出信号线与接地线之间所产生的电位差，会对PLC内部回路与各线路之间的寄生电容进行充放电，引起PLC内部回路电压剧烈波动，这就叫做共模干扰。各导线上感应电弧，高电位的感应电压、电渡和静电等均能引发共模干扰 寄生电容的容量越大，则PLC内部回路电压波动越大，干扰就越大。
4.常模干扰。感性负载或与电源系统连接的感性电器设备产生的反电势叫常模干扰，存在于电源线和输入输出信号线上，也叫线何干扰，线圈的电感L越大，产生的反电势越大，所引起的常摸干扰也就越大。
另外还有一些干扰诸如在PLC附近的高频加热器、高频淬火设备、无线电收发设备等产生电波的设备引发的电子干扰;电源电压的波动、波形畸变、瞬停或雷电引发的电源干扰均能使PLC发生故障。
二、控制系统的抗干扰措施
消除干扰的主要方法是抑制干扰源，阻断干扰侵入的途径，降低系统对干扰的敏感性以及提高系统自身的抗干扰能力。
1.电源部分防干扰措施。电源质量的好坏直接影响PLC控制系统的可靠性。在干扰较强或对可靠性要求较高的场合，可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以抑制从电源线窜人的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力，屏蔽层应可靠接地。考虑到高频谐波干扰不是通过变压器绕组的互感耦合，而是靠初、次级寄生电容耦合，因此，隔离变压器的初、次级之间应采用三层屏蔽层保护，这样可明显提高对共模干扰信号的抑制能力。
2.对感性负载的处理。感性负载具有储能作用，当控制触点断开时，电路中的感性负载会产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电势，触点闭合时会因触点的抖动而产生电弧，它们都会对系统产生干扰。当PLC的输入、输出端接有感性负载时，应在它们两端并联浪涌电压抑制电路。常用的几种浪涌电压抑制电路。
3.PLC输入、输出口的漏电流处理
(1)当接近开关、光电开关这一类两线式传感器的漏电流较大时，可能出现错误输入信号。可在PLC的输入端并联旁路电阻以减小输入电阻，如图1所示。旁路电阻的阻值兄和功率由下式确定:R≤7.2／(2．4I一3)(kW); ≥32.3／R(w)。式中，是输入元件的漏电流(mA)。
（2)双向晶闸管输出单元驱动小电流负载时，晶闸管的漏电流可能会造成负载无法断开的现象。此时可在输出负载两端并联一个旁路电阻，如图2所示。
4.PLC的接地处理。PLC系统的接地最好采用单点接地和专用地线，并且接地点要与其他设备分开，如图3(a)所示。现场安装时如达不到这种条件，可采用图3(b)所示的公共接地方式。但不允许采用图3(c)所示的接地方式，这样会使各设备间产生电位差而引入干扰。
5.防外部配线干扰。为了防止或减少外部配线的干扰，交流输入、输出信号与直流输入、输出信号应分别使用各自的电缆。对于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线，必须使用屏蔽电缆，屏蔽电缆在输入、输出侧悬空，而在控制侧接地。
三、结论
PLC控制系统的抗干扰设计是整个控制系统设计巾的一个重要组成部分。针对PLC的工作环境和被控负载的性质，应充分考虑到各种干扰因素，采用外围硬件电路设计和软件编程相结合的方法，来提高PLC的抗干扰能力，从而提高整个控制系统的可靠性。
参考文献:
[1]廖常初:可编程序控制器应用技术[M]．重庆：重庆大学出版社，2002
[2]段苏振:提高PLC控制系统可靠性的设计因素[J]．电气传动，2003
[3]王燕妮李传伟:PLC控制系统的抗干扰设计[J]．机械T人，2004
[4]杨新泉胡艳:提高PLC控制系统的可靠性[J]．自动化博览，2005
[5]熊幸明:PLC控制系统可靠性设计的研究[J]．煤矿机电，2004
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
[关键词] PLC 控制系统 抗干扰
PLC在设计、制造中已很好地完善了主机本身的抗干扰措施，如滤波、屏蔽、隔离和接地，因此，就PLC本身而言，其工作可靠性是非常高的。但是PLC的工作环境大多是电磁干扰强烈的工业环境，加上外围电路设计及安装使用不当，这样就降低了整个PLC控制系统的可靠性，严重时会使系统失控或损坏。因此，在系统设计时，必须采取相应的可靠性措施，增强系统的抗干扰能力，以保证整个控制系统的正常运行。
一、干扰的主要来源
1.电弧干扰。在切断负载的瞬时，按钮、接触器、继电器等带有触点的电器触点之间便会产生电孤，从而引发电弧干扰，被切断负载的电流越大，电压越高，切断所用时间越长，干扰就越强。
2.反电势干扰。感性负载如接触器、继电器、电磁阀等在切断电源时，励磁线圈上会产生反电势V暖＝-L·di/dt从而引发干扰，该干扰发生在与前磁线圈相连的线路上，电感L越大，瞬同电流i变化越大，切断电源所用的时间t越短，产生的反电势越大，则反电势干扰就越大。
3.共模干扰。电源线、输入输出信号线与接地线之间所产生的电位差，会对PLC内部回路与各线路之间的寄生电容进行充放电，引起PLC内部回路电压剧烈波动，这就叫做共模干扰。各导线上感应电弧，高电位的感应电压、电渡和静电等均能引发共模干扰 寄生电容的容量越大，则PLC内部回路电压波动越大，干扰就越大。
4.常模干扰。感性负载或与电源系统连接的感性电器设备产生的反电势叫常模干扰，存在于电源线和输入输出信号线上，也叫线何干扰，线圈的电感L越大，产生的反电势越大，所引起的常摸干扰也就越大。
另外还有一些干扰诸如在PLC附近的高频加热器、高频淬火设备、无线电收发设备等产生电波的设备引发的电子干扰;电源电压的波动、波形畸变、瞬停或雷电引发的电源干扰均能使PLC发生故障。
二、控制系统的抗干扰措施
消除干扰的主要方法是抑制干扰源，阻断干扰侵入的途径，降低系统对干扰的敏感性以及提高系统自身的抗干扰能力。
1.电源部分防干扰措施。电源质量的好坏直接影响PLC控制系统的可靠性。在干扰较强或对可靠性要求较高的场合，可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以抑制从电源线窜人的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力，屏蔽层应可靠接地。考虑到高频谐波干扰不是通过变压器绕组的互感耦合，而是靠初、次级寄生电容耦合，因此，隔离变压器的初、次级之间应采用三层屏蔽层保护，这样可明显提高对共模干扰信号的抑制能力。
2.对感性负载的处理。感性负载具有储能作用，当控制触点断开时，电路中的感性负载会产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电势，触点闭合时会因触点的抖动而产生电弧，它们都会对系统产生干扰。当PLC的输入、输出端接有感性负载时，应在它们两端并联浪涌电压抑制电路。常用的几种浪涌电压抑制电路。
3.PLC输入、输出口的漏电流处理
(1)当接近开关、光电开关这一类两线式传感器的漏电流较大时，可能出现错误输入信号。可在PLC的输入端并联旁路电阻以减小输入电阻，如图1所示。旁路电阻的阻值兄和功率由下式确定:R≤7.2／(2．4I一3)(kW); ≥32.3／R(w)。式中，是输入元件的漏电流(mA)。
（2)双向晶闸管输出单元驱动小电流负载时，晶闸管的漏电流可能会造成负载无法断开的现象。此时可在输出负载两端并联一个旁路电阻，如图2所示。
4.PLC的接地处理。PLC系统的接地最好采用单点接地和专用地线，并且接地点要与其他设备分开，如图3(a)所示。现场安装时如达不到这种条件，可采用图3(b)所示的公共接地方式。但不允许采用图3(c)所示的接地方式，这样会使各设备间产生电位差而引入干扰。
5.防外部配线干扰。为了防止或减少外部配线的干扰，交流输入、输出信号与直流输入、输出信号应分别使用各自的电缆。对于集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线，必须使用屏蔽电缆，屏蔽电缆在输入、输出侧悬空，而在控制侧接地。
三、结论
PLC控制系统的抗干扰设计是整个控制系统设计巾的一个重要组成部分。针对PLC的工作环境和被控负载的性质，应充分考虑到各种干扰因素，采用外围硬件电路设计和软件编程相结合的方法，来提高PLC的抗干扰能力，从而提高整个控制系统的可靠性。
参考文献:
[1]廖常初:可编程序控制器应用技术[M]．重庆：重庆大学出版社，2002
[2]段苏振:提高PLC控制系统可靠性的设计因素[J]．电气传动，2003
[3]王燕妮李传伟:PLC控制系统的抗干扰设计[J]．机械T人，2004
[4]杨新泉胡艳:提高PLC控制系统的可靠性[J]．自动化博览，2005
[5]熊幸明:PLC控制系统可靠性设计的研究[J]．煤矿机电，2004
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。