摘 要：隨著PLC變頻器控制系統(tǒng)的應(yīng)用逐步廣泛，各式各樣的干擾致使系統(tǒng)實(shí)際工作時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)作，電機(jī)損耗等，采用合理的措施能提升PLC變頻器控制系統(tǒng)的可靠性。文中從變頻器存在的干擾問(wèn)題展開(kāi)研究，介紹了提升PLC變頻器抗干擾性能的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：PLC-變頻器；控制系統(tǒng)；干擾；

中圖分類(lèi)號(hào)：TN77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-04-00-01

隨著變頻器的快速發(fā)展和應(yīng)用，系統(tǒng)的抗干擾性能受更多的關(guān)注。PLC控制系統(tǒng)的可靠性與企業(yè)的安全生產(chǎn)有著必然聯(lián)系，控制系統(tǒng)的抗干擾能力是影響其安全運(yùn)行的重要指標(biāo)。自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的不同PLC，多數(shù)都設(shè)置在強(qiáng)電電路及設(shè)備組合完成的電磁環(huán)境內(nèi)。提高PLC控制系統(tǒng)安全可靠性，不單單要生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力，也要求維護(hù)、設(shè)計(jì)等多個(gè)環(huán)節(jié)的配合才能達(dá)到解決問(wèn)題的目的，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

一、PLC-變頻器控制系統(tǒng)主要的干擾問(wèn)題

干擾類(lèi)型根據(jù)抗干擾產(chǎn)生的原因不同，因噪聲形成因素存在差異，主要分為放電噪聲、浪涌噪聲等，因噪聲的波形或性質(zhì)各不相同，主要分為持續(xù)嘈聲、偶發(fā)嘈聲等內(nèi)容。

（一）電源產(chǎn)生的干擾

電源干擾致使PLC變頻器控制系統(tǒng)遭到較多的障礙，PLC系統(tǒng)正常的供電電源是由電網(wǎng)供電完成。因電網(wǎng)覆蓋范圍比較廣泛，容易因各種空間電磁干擾影響線路上的電壓和電路。特別是電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)生的改變，入開(kāi)關(guān)操作浪涌、交直流設(shè)施引發(fā)的諧波、短路等問(wèn)題，都通過(guò)輸電線路傳送給電源原邊。PLC電源經(jīng)常采用隔離電源，單PLC電源制造工藝不達(dá)標(biāo)，并沒(méi)有得到優(yōu)良的隔離效果。

（二）信號(hào)線引起的干擾

與PLC-變頻器相連接的不同信號(hào)傳輸線，會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)外部干擾信號(hào)侵入的狀況。出現(xiàn)這種干擾主要因以下兩種情況：一是使用變送器電源和電網(wǎng)經(jīng)過(guò)串聯(lián)產(chǎn)生干擾，一般會(huì)忽視這種情況；二是信號(hào)線由于電磁輻射產(chǎn)生的干擾體，干擾情況非常嚴(yán)重。由于信號(hào)線引發(fā)的干擾會(huì)嚴(yán)重影響正常工作，會(huì)導(dǎo)致元器件受損嚴(yán)重。

二、提升PLC變頻器抗干擾能力的辦法

（一）科學(xué)保護(hù)電源系統(tǒng)

電網(wǎng)沖擊嚴(yán)重影響著控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和可靠性，有時(shí)候電網(wǎng)的沖擊也會(huì)為整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重影響。PLC系統(tǒng)在其電源進(jìn)線位置安裝最佳的隔離變壓器、浪涌保護(hù)器等保護(hù)設(shè)施，隔離變壓器屏蔽層接地效果對(duì)干擾信號(hào)有重要影響。同時(shí)，把輸入輸出電源線采用雙絞線設(shè)計(jì)，從而降低電源線之間的干擾性。安裝浪涌保護(hù)器能有效抑制外部電路的電流和尖峰電壓。對(duì)部分重要的設(shè)施也能分離供電系統(tǒng)，安裝變流穩(wěn)壓器等設(shè)施進(jìn)行防范。

（二）輸出及輸入端的保護(hù)措施

在線路內(nèi)安裝濾波器能有效抑制干擾信號(hào)由變頻器通過(guò)電源線傳導(dǎo)干擾著電動(dòng)機(jī)。變頻器的輸出會(huì)在短期內(nèi)產(chǎn)生1.35倍于主電網(wǎng)的脈沖電壓，太大的電壓上升率和極高的電壓峰值會(huì)嚴(yán)重破壞電動(dòng)機(jī)的絕緣體，也會(huì)在電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成軸承電流，電動(dòng)機(jī)的噪音明顯增大，且電動(dòng)機(jī)的壽命降低，為避免電磁噪聲和電動(dòng)機(jī)損耗，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命。為降低對(duì)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，可以在變頻器的輸入部位安裝濾波器。變因?yàn)V波器的接地導(dǎo)線存在極大的短路電流，所以安裝濾波器必須設(shè)定良好的接地設(shè)施，如果可以，可以把濾波器外殼與機(jī)箱的金屬部位直接連接，確保整個(gè)機(jī)箱或接地電阻保持最低狀態(tài)。PLC輸入端最佳的保護(hù)措施是在外設(shè)置光電耦合器，如果出現(xiàn) 高電壓侵入的情況，輸入回路得以隔離達(dá)到保護(hù)效果。與更換熔斷器一樣便于更換損壞的光耦，存在的故障 可以快速排除。一般情況下，PLC輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載主要?jiǎng)澐譃榻涣髫?fù)載 和直流負(fù)載這兩種情況。交流負(fù)載的保護(hù)對(duì)策是并聯(lián)阻容吸收電路，防止浪涌電流的巨大沖擊。頻器的輸出端規(guī)定不要連接電容器，防止逆變器導(dǎo)通或者關(guān)斷時(shí)形成大量的電流，嚴(yán)重?fù)p壞逆變器。輸出濾波器采用LC電路組成時(shí)，濾波器與電容器的一側(cè)相聯(lián)接。

（三）接地保護(hù)措施

合理的接地有助于抵抗外來(lái)的干擾例，也能降低設(shè)備自身對(duì)外界產(chǎn)生的干擾。實(shí)際操作時(shí)，因系統(tǒng)的電源零線、地線不分，控制信號(hào)的屏蔽設(shè)施與主電路導(dǎo)線屏蔽設(shè)施連接混亂，致使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性不高。變頻器主回路端子PE正確的接地方式是提升變頻器抑制噪聲能力的主要手段。變頻器接地端子E的電阻越小越好，接地倒顯得截面積和長(zhǎng)度分別控制為2mm、20m。變頻器接地應(yīng)于動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)相互分開(kāi)，不要共地。信號(hào)輸入線的屏蔽層要設(shè)置在E上，器另一端也不得接于地端，不然會(huì)導(dǎo)致信號(hào)變化波動(dòng)較大。

（四）屏蔽干擾源

屏蔽干擾源也是有效抑制干擾的重要方法，為避免輻射干擾，一般變頻器自身設(shè)置鐵殼進(jìn)行屏蔽，避免變頻器電磁干擾泄漏的情況。輸出線可以使用鋼管進(jìn)行屏蔽，尤其是再采用外部信號(hào)控制變頻器時(shí)，規(guī)定信號(hào)電纜的長(zhǎng)度一般控制在20m以內(nèi)，當(dāng)然不同廠家的具體要求有所差異。信號(hào)電纜一般使用雙芯屏蔽電纜，并與主電路電纜和信號(hào)電纜相互分離，不可以把其設(shè)置在同一個(gè)配管或電纜槽內(nèi)，進(jìn)入柜內(nèi)的信號(hào)電纜可以設(shè)置為同一電壓等級(jí)。為達(dá)到最佳的屏蔽效果，屏蔽罩也要使用最佳的接地方式。

（五）選取合理的接線方式

現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)線接入PLC主要包括單端和差動(dòng)輸入兩種方法。單端方式是把信號(hào)線負(fù)極與PLC系統(tǒng)相連接，只有把正極接入PLC模板的端子，這一接線辦法優(yōu)點(diǎn)能有效節(jié)省硬件資源，但極易受到共模的干擾，所以外界干擾大的位置不要使用這一方法。差動(dòng)方式是各路輸入都獨(dú)立連接PLC系統(tǒng)，這一辦法會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生極強(qiáng)的抵抗力，但端子的利用率比較低，所以必須根據(jù)施工地的具體情況挑選最佳的接線方式。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較系統(tǒng)的工程，主要設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程、接地、傳感器等知識(shí)，只有設(shè)計(jì)可靠性高、實(shí)用性高的PLC控制系統(tǒng)，才能保障整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

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