《裝備製造技術）２ｏ１３年第６期
陳鎖發（鎮江市江南礦山機電裝置****，江蘇鎮江２１２００９）
摘要：針對可程式設計序控制器控制系統的可靠性特點，對於控制系統的各種干擾**進行分類，並提出了相應的解決措施，提高了控制系統的可靠性。
關鍵詞：可程式設計序控制器；可靠性；解決措施
中圖分類號：ｔｐ２７３
文獻標識碼：ｂ
文章編號
可程式設計控制器是專門用於工業生產自動化的控器件損壞（這就是一些系統ｆｏ模件損壞率較高的主制裝置。儘管在製造過程中採取了一些措施，如輸入要原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模
輸出光電隔離、軟體自診斷措施等，可靠性較高，但干擾是指作用於訊號兩極間的干擾電壓，主要由空還有許多外部因素也會使其產生干擾，造成程式誤間電磁場在訊號間耦合感應及由不平衡電路轉換共執行或運算錯誤，從而產生誤輸人井引起誤輸出，可模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在訊號上，直接能會造成裝置故障。要提高可程式設計控制器控制系統影響測量與控制精度。
可靠性，一方面要求可程式設計控制器生產廠家用提高
裝置的抗干擾能力；另一方面，要求工程設計、安裝２ 可程式設計控制器系統中干擾的**及途徑施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。隨著可
（１）來自空間的輻射干擾
程式設計控制器應用的日漸廣泛，其抗干擾問題也顯得空間的輻射電磁場（ｅｍｉ）主要是由電力網路、電日益重要。本文就此問題提出一些抗干擾的措施。氣裝置的暫態過程、雷電、高頻感應加熱裝置等產生
１控制系統中干擾及其**
１．１干擾源及一般分類
的，通常稱為輻射干擾，其分布極為複雜。若可程式設計
控制器系統置於所射頻場內，就**到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對可程式設計控制器內部的輻射，由電路感應產生干擾；另一種是對可程式設計
影響可程式設計控制器控制系統的干擾源與一般影控制器通訊內網路的輻射，由通訊線路的感應引入幹
響工業控制裝置的干擾源一樣，大都產生在電流或擾。輻射干擾與現場裝置布置及裝置所產生的電磁場
電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就大小，特別是頻率有關，一般通過設定遮蔽電纜和可程式設計控制器區域性遮蔽及高壓洩放元件進行保護。
（２）來自系統外引線的干擾干擾型別通常按干擾產生的原因、雜訊干擾模
式和雜訊的波形性質的不同劃分。其中：按雜訊產生系統外引線的干擾主要通過電源和訊號線引
是雜訊源，即干擾源。
的原因不同，分為放電雜訊、浪湧雜訊、高頻振盪噪入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較
聲等；按雜訊的波形、性質不同，分為持續雜訊、偶發嚴重。
雜訊等；按雜訊干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類
（３）來自電源的干擾
可程式設計控制器系統的正常供電電源均由電網供電。由於電網覆蓋範圍廣，它將受到所有空間電磁幹
方法。共模干擾是訊號對地的電位差，主要由電網串
人、地電位差及空間電磁輻射在訊號線上感應的共擾而**路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的
交直流態（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓通過不對稱變化，入開關操作浪湧、大型電力裝置起停、電路可轉換成差模電壓，直接影響測控訊號，造成元傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等，都通過
收稿日期
作者簡介：陳鎖發（１９６５一），男，江蘇鎮江人，工程師，本科，主要從事電氣控制系統設計研究。
１６１輸電線路傳到電源原邊。可程式設計序控制器電源通常統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏
採用隔離電源，但其機構及製造工藝因素使其隔離輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與性並不理想。實際上，由於分布引數特別是分布電容邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用的存在，絕對隔離是不可能的。等。
這都屬於可程式設計序控制器製造廠對系統內部進
（４）來自訊號線引入的干擾
行電磁相容設計的內容，比較複雜，作為應用部門是
與可程式設計控制器控制系統連線的各類訊號傳輸無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應用線，除了傳輸有效的各類資訊之外，總會有外部干擾實績或經過考驗的系統。訊號侵入。此干擾主要有兩種途徑：
一是通過變送器
供電電源或共用訊號儀表的供電電源串人的電網幹３主要抗干擾措施擾，這往往被忽視；二是訊號線受空間電磁輻射感應
的干擾，即訊號線上的外部感應干擾，這是很嚴重（１）採用效能優良的電源，抑制電網引入的干擾的。由訊號引入干擾會引起ｉ／ｏ訊號工作異常和測量
精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對於隔離效能差的系統，還將導致訊號間互相干擾，引起共地系統匯流排回流，造成邏輯資料變化、誤動和宕機。可程式設計序控制器控制系統因訊號引入干擾造成ｉ／ｏ模件損壞數相當嚴重，由此引起系統故障的情況也很多。
（５）來自接地系統混亂時的干擾接地是提高電子裝置電磁相容性（ｅｍｃ）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制裝置向外發出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾訊號，使可程式設計控制器系統將無法正常工作。可程式設計控制器控制系統的地線包括系統地、遮蔽地、交流地和保護地等。
接地系統混亂對可程式設計序控制器系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響系統正常工作。例如電纜遮蔽層必須一點接地，如果電纜遮蔽層兩端ａ、ｂ都接地，就存在地電位差，有電流流過遮蔽層，當發生異常狀態如雷擊時，地線電流將更大。
此外，遮蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，遮蔽層內有會出現感應電流，通過遮蔽層與芯線之間的耦合，干擾訊號迴路。若系統地與其它接地處理混亂，所產生的地環流就可能在地線上產生不等電位分布，影響可程式設計序控制器內邏輯電路和模擬電路的正常工作。可程式設計序控制器工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響可程式設計序控制器的邏輯運算和資料存貯，造成資料混亂、程式跑飛或宕機。
模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對訊號測控的嚴重失真和誤動作。
（６）來自可程式設計序控制器系統內部的干擾
來自可程式設計序控制器系統內部的干擾主要由系１６２
在可程式設計序控制器控制系統中，電源占有極重
要的地位。電網干擾串人可程式設計序控制器控制系統主要通過可程式設計序控制器系統的供電電源（如ｃｐｕ電源、ｉ／０電源等）、變送器供電電源和與可程式設計序控制器系統具有直接電氣連線的儀表供電電源等耦合進人的。現在對於可程式設計序控制器系統供電的電源，
一般都採用隔離效能較好電源，而對於變送器供電的電源和可程式設計序控制器系統有直接電氣連線的儀
表的供電電源，並沒受到足夠的重視，雖然採取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布引數大，抑制干擾能力差，經電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對於變送器和共用信
號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大（如採用多次隔離和遮蔽及漏感技術）的配電器，以減少可程式設計序控制器系統的干擾。此外，為保證電網饋點不中斷，可採用**式不間斷供電電源（ｕｐｓ）供電，提高供電的安全可靠性，
並且ｕｐｓ還具有較強的干擾隔離效能，是一種可程式設計序控制器控制系統的理想電源。
（２）電纜選擇的敖設
為了減少動力電纜輻射電磁干擾，尤其是變頻裝置饋電電纜。筆者在某工程中，採用了銅帶鎧裝遮蔽電力電纜，從而降低了動力線生產的電磁干擾，該工程投產後取得了滿意的效果。不同型別的訊號分別由不同電纜傳輸，訊號電纜應按傳輸訊號種類分層敖設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和訊號，避免訊號線與動力電纜靠近平行敖設，以減少電磁干擾。
（３）硬體濾波及軟體抗干擾措施由於電磁干擾的複雜性，要根本消除迎接干擾影
響是不可能的，因此在可程式設計序控制器控制系統的軟
件設計和組態時，還應在軟體方面進行抗干擾處理，
進一步提高系統的可靠性。常用的一些措施：數字濾
《裝備製造技術）２ｏ１３年第６期
應採用直接接地方式。由波和工頻整形取樣，可有效消除週期性干擾；定時校它屬高速低電平控制裝置，正參考點電位，並採用動態零點，可有效防止電位漂於訊號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置
ｍｈｚ，所以可程式設計移；採用資訊冗餘技術，設計相應的軟體標誌位；採用之間的訊號交換頻率一般都低於１間接跳轉，設定軟體陷阱等提高軟體結構可靠性。
序控制器控制系統接地線採用一點接地和串聯一點
一訊號在接人計算機前，在訊號線與地間並接電接地方式。集中布置的可程式設計序控制器系統適於併聯
點接地方式，各裝置的櫃體中心接地點以單獨的接容，以減少共模干擾；在訊號兩極間加裝濾波器可減
地線引向接地極。如果裝置間距較大，應採用串聯一少差模干擾。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連線對於較低訊雜比的模擬量訊號，常因現場瞬時點接地方式，
然後將接地母線直接連線干擾而產生較大波動，若僅用瞬時取樣植進行控制各裝置的櫃體中心接地點，
ｍｍ２的銅導線，總計算會產生較大誤差，為此可採用數字濾波方法。現接地極。接地線採用截面大於２２場模擬量訊號經ａ／ｄ轉換後變成離散的數碼訊號，母線使用截面大於６ｏｍｍ２的銅排。
接地極的接地電然後將形成的資料按時間序列存入可程式設計序控制器阻小於２ｑ，接地極最好埋在距建築物ｌ０～１５ｉｎ遠
記憶體，再利用數字濾波程式對其進行處理，濾去雜訊處（或與控制器間不大於５ｏｍ），而且可程式設計序控制器部分獲得單純訊號，可對輸入訊號用ｍ次取樣值的系統接地點必須與強電裝置接地點相距１
０ｎｉ以上。平均值來代替當前值，但並不是通常的每取樣一次訊號源接地時，遮蔽層應在訊號側接地；不接地就求一次平均值，而是每取樣一次就與最近的ｍ—１時，應在可程式設計序控制器側接地；訊號線中間有接頭次歷史取樣值相加。此方法反應速度快，具有很好的時，遮蔽層應牢固連線並進行絕緣處理，一定要避免實時性，輸入訊號經過處理後用於訊號顯示或迴路多點接地；多個測點訊號的遮蔽雙絞線與多芯對絞調節，有效地抑制了雜訊干擾。
總屏電纜連線時，各遮蔽層應相互連線好，並經絕緣
由於工業環境惡劣，干擾訊號較多，ｉ／０訊號處理。選擇適當的接地處單點接點。
傳送距離較長，常常會使傳送的訊號有誤。為提高系
統執行的可靠性，使可程式設計序控制器在訊號出錯情４結束語況下能及時發現錯誤，並能排除錯誤的影響繼續工作，在程式編制中可採用軟體容錯技術。以上的措施，經若干可程式設計序控制器控制系統
（４）正確選擇接地點，完善接地系統現場實際執行表明，能夠基本消除現場干擾訊號的接地的目的通常有兩個：其一為了安全，其二是影響，保證系統的可靠執行。可程式設計序控制器控制系為了抑制干擾。
完善的接地系統是可程式設計序控制器統中的干擾是乙個十分複雜的問題，因此在抗干擾控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。
設計中應綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制
系統接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電抗干擾，對有些干擾情況還需做具體分析，對症下容接地三種方式。對可程式設計序控制器控制系統而言，藥，才能夠使可程式設計序控制器控制系統正常工作。１６３
PLC系統訊號的干擾及抗干擾措施
可程式設計控制器plc具有程式設計簡單 通用性好 功能強 易於擴充套件等優點。plc控制系統的可靠性直接影響到企業的安全生產和經濟執行，系統的抗干擾能力是關係到整個系統可靠執行的關鍵。plc中採用了高整合度的微電子器件，可靠性高，但由於使用時工業生產現場的工作環境惡劣，如大功率用電裝置的起動或停止引...
電梯抗干擾措施
電梯監控系統抗干擾技術1 在閉路監控工程中，電梯監控系統的干擾一直是行業中存在的不易解決的問題，也是最受關注的問題之一。問題的主要原因是因為複雜的電梯間干擾，使得裝置使用環境和訊號傳輸受到各種因素的影響。本文將從干擾產生的原理以及電梯監控中的干擾解決辦法兩大方面入手，掌握干擾產生原理，解決電梯抗干擾...
電磁干擾以及抗干擾措施的研究
作者 鄭振華 科學與資訊化 2018年第05期 摘要抗干擾是乙個非常複雜 實踐性很強的問題。文章介紹了出現電磁干擾的常見原因 傳播途徑和干擾物件，針對經常出現的電磁干擾問題，提出了相應的抗干擾措施，並對這些方法的原理及應用環境進行了分析和研究。關鍵詞抗干擾 電磁干擾 原因 措施 1 電磁干擾產生的原...