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PLC控制柜干扰源分析及解决方案

发布日期:2020-07-11 10:12浏览次数:

随着我们工业生产科学技术的发展,PLC控制柜等自动化设备在工业控制中的应用越来越广泛。这类控制系统的可靠性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控制柜等自动化设备,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各种电机设备上,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。要提高这类控制系统可靠性,必须消除各种干扰才能有效保证系统可靠运行,下面南京PLC控制柜厂家南京中威就为大家分析一下这种干扰的来源与解决方案。

PLC控制柜系统中电磁干扰的主要来源

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控制柜系统置于射频场内,就会收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径;一是直接对PLC控制柜内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC控制柜通信网络的辐射,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系统局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

2.来自系统外引线的传导干扰

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。

A.来自电源的干扰

实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制柜控制系统故障的情况很多。PLC控制柜系统的正常供电电源均由电网供电.由于电网覆盖范围广,将受到所有空间电磁干扰.而在线路上感应电压和电流,尤其是电网内部的变化,开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源边.系统电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想.实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。

B.来自信号线引入的干扰

与PLC控制柜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,这往往被忽略;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的.由传输信号引入的干扰会引起I / O 信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤.对于隔离性能差的系统,还会导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机.PLC控制柜控制系统因信号引入干扰造成I / O 模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。

3.来自接地系统混乱时的干扰

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控制柜系统将无法正常工作.PLC控制柜控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等.接地系统混乱对PLC控制柜系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作.例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A 、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态加雷击时,地线电流会更大。

此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的辐合,干扰信号回路.若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC 内逻辑电路和模拟电路的正常工作.PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC控制柜的逻辑运算和数据存储,造成数据混乱、程序跑飞或死机.模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。

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