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,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰能。
二、电磁干扰源及对系统的干扰
1干扰源及干扰一般分类
影响PLC控制系统的干扰源与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、噪声干扰模式和噪声的波形质的不同划分。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、质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,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)电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离能差的配电器供电室,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模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,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,这种直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
2 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源
2.1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。若PLC系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;而是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,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。
2.2来自系统外引线的干扰
主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
(1)来自电源的干扰
CUTLER HAMMER A10FNO SIZE 4 STARTER
BALDOR ADJUSTABLE SPEED DRIVE ID15H405-E
STEC MASS FLOW CONTROLLER SEC-4600M H2 50SLM
STEPPER DRIVE 0100-00003 Rev. C
NIKON 4S782-766
MITSUBISHI MELSEC PLC A1S61PN A2USCPU A1SX42 A1SY42
LOT OF 5 SIGMATEC LTD. PRESSURE SWITCH MODEL # PS-21V
V-TEX ROLLCAM GATE VALVE IRF-03055-2-01
NSK SERVO DRIVE ESA-LYA3T13-21
SMC NP420-DN1 PNEU MANIFOLD VV5Q11-ULB990232 MIRRA MESA
SMC NP420-DN1 PNEU MANIFOLD VV5Q11-ULB990071 MIRRA MESA
Lot of (5) Five Varian NW-40-R/O L6281-703 Valves
ITE SIEMENS 100A 3 POLE ED23B100 W 30MA GRND FAULT RLAY
GRANITE MICROSYSTEMS PC ZNUGR-22375-06
GE STARTER WITH OVERLOAD RELAY CR305EO SIZE 3 CR324FXLS
MARWAY POWER AC DISTRIBUTION UNIT MPD 208A-127 MPD208A
SMC VV5Q11-ULB970145 PNEUMATIC MANIFOLD
MKS BARATRON PRESSURE TRANSDUCER 631A13TBEH 133.32 Kpa
HITACHI KOKUSAI ULTRASONIC GENERATOR U01200PMQA-DS1CE
GRANVILLE PHILLIPS STABIL-ION GAUGE & MODULE 20347057
STELLAR DYNAMICS OPEN INDUSTRIAL CONTROL PANEL
RECIF SA VMT-8 (VMT8) A8040TOUCH SCREEN DISPLAY PANEL
LINTEC LIQUID FLOW METER LM-1100M-8 1.5G/MIN 3030-04916
MKS BARATRON 627A-22750 .25 TORR
MKS BARATRON 627A.1TBD 0.1 TORR
MKS BARATRON 627A-13614 .25 Pa/133.32
SQUARE D QOB120 20A 1 POLE CIRCUIT BREAKER
SMC NP420-DN1 PNEU MANIFOLD VV5Q11-ULB990069 4060-01164
MKS BARATRON CAPACITANCE MANOMETER 100 TORR 622A12TBE
YASHAWA JVOP-147 VS-606V7 DIGTAL OPERATOR CIMR-V7CC24P0
(5) Varian NW16 A/O L6281701 Valves
KOYO DIRECT LOGIC 205 DL240 D2-16ND3-2 D2-08CDR
MKS BARATRON 127AA-00010B 10 TORR TYPE 127
MKS BARATRON 122B-11441—-S 10 TORR TYPE 122B
SQUARE D 225A 2 POLE CIRCUIT BREAKER KAL262251127J
ONTEC SAVE NET I/O MODULE SN-2016-TRDS
LAMBDA REGULATED POWER SUPPLY LRS-54M-24
PHASETRONICS POWER CONTROL SYSTEM P-1050-X2-60
MAPPING ANTENNA MOTOR FAULHABER 43:1 010758 233435649
MKS BARATRON 627A.1TBD 13.332 Pa
CUTLER HAMMER 9-2024-2 MOTOR STARTER AND COIL
WEST 8010 N8011 ROBUST HYDROGEN SENSOR H2SCAN 11320117
SQUARE D ALTIVAR 18 TELEMECANIQUE INVERTER ATV18U29M2
WESTINGHOUSE INDUS CIRCUIT BREAKER 125A 3 POLE FD3125LS
WESTINGHOUSE CIRCUIT BREAKER 125A 3 POLE FD3125LSA06S02
WESTINGHOUSE INDUS CIRCUIT BREAKER 150A 3 POLE FD3150LS
WESTINGHOUSE CIRCUIT BREAKER 150A 3 POLE FD3150LSS02
SQUARE D 30A THERMAL MAGNETIC CIRCUIT BREAKER FC34030
MKS BARATRON 622A01TDE 1 Pa/133.32
NSK MOTOR CONTROLLER EE0408C05-25
FUJI 70A 3 POLE CIRCUIT BREAKER BU-FSB3070
PARKER VERIFLO SQMICROHF302PFSFF 45300783
NEW SWAGELOK 6L-ELD8-11XM-P
ITE SIEMENS GF01ED60BO 30MA GROUND FAULT RELAY
SANYO DENKI PY SUPER PY SERVO AMPLIFIER PY2E015A3MH1P00
ESI EDWARDS FIRE ALARM AUXILIARY POWER SUPPLY APS8B
AERA TC FC-D980C 5 SLM N2
AERA TC FC-D981SBC 10 SLM N2
AERA TC FC-D980C 1 SLM N2