李大文

[摘 要]PLC 以其高可靠性， 較強的工業(yè)環(huán)境適應性在工業(yè)領域得到了廣泛的應用。但由于強電磁干擾、安裝或使用不當?shù)仍颍?使其可靠性降低， 甚至損壞。因此采用適當?shù)目垢蓴_措施變得尤為重要。

[關鍵詞]PLC 干擾 系統(tǒng)故障

中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）37-0005-01

PLC（Programmable Logic Controller）經(jīng)過幾十年的發(fā)展， 其功能從單機邏輯控制、邏輯運算拓展到遠程多臺實時控制等， 目前，PLC 已經(jīng)成為一種多功能智能化的綜合控制設備， 其應用范圍也在不斷地向高精度、多功能、超穩(wěn)定方向發(fā)展， 如高精度定尺剪切控制系統(tǒng)就是計算機根據(jù)采樣信號實時向PLC寫入或讀出數(shù)據(jù)， 達到控制整條生產(chǎn)線的目的， 高檔紡織品面料的印染加工對設備的要求是多單元拖動系統(tǒng)、高精度同步等。廣泛而復雜的應用環(huán)境不僅要求PLC 的工控功能強大， 而且要求使用者比以往更加注重預防外界干擾。干擾會造成PLC 讀入讀出數(shù)據(jù)有誤、程序混亂、死機、I/O 模塊損壞等故障，甚至會造成非常嚴重的安全事故， 因此如何高效可靠地使用PLC 、防范干擾已成為一個引人關注的課題。

1、 PLC系統(tǒng)干擾的主要形式

1.1 電源的干擾

PLC系統(tǒng)控制的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾，空問的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，若P L C系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就會收到輻射干擾，而在線路上感應電壓。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，刀開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊?？赡茉斐沙绦蝈e誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證PLC的正常運行。

1.2 信號線引入的干擾

與P ID控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

1.3 接地系統(tǒng)的干擾

接地是提高電子設備電磁兼容性（E M C）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使PlC系統(tǒng)將無法正常工作。

2、抗干擾的措施

2.1 電源干擾的抑制。一般通過設置屏蔽電纜和PLC 局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。選用隔離性能較好的設備、優(yōu)良的電源、動力線和信號線，走線要更加合理等，對電源變壓器、中央處理器、編程器等主要部件，采用導電、導磁性良好的材料進行屏蔽處理，以防止外界干擾信號的影響。電源調(diào)整與保護電源波動造成電壓畸變或毛刺，將對PLC 及I /O 模塊產(chǎn)生不良影響。

2.2信號線引入的防干擾措施。動力線、控制線以及PLC 的電源線和I /O 線應分別配線，隔離變壓器與PLC 和I /O 之間應采用雙絞線連接。將PLC 的I /O 線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線最好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度。

2.3正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)。良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。在PLC 控制系統(tǒng)中，具有多種形式的" 接地"，主要有：（1）信號地。輸入端信號元件的地；（2）交流地。交流供電電源的N線；（3）屏蔽地。為防止靜電和磁場感應而設置的外殼或金屬絲網(wǎng)，通過專門的銅導線將其接入地下。

3 實例分析

連軋機在換輥順控和手動換輥中，多次出現(xiàn)勾子限位報警，使順控和換輥無法連續(xù)進行，影響生產(chǎn)時間。通過HMI監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，勾子開、關兩個限位同時有信號，可接近開關的狀態(tài)卻顯示正確。經(jīng)過查找，發(fā)現(xiàn)事故的根源是接近開關的線路與工作輥抽出小車電機的線路在同一根卷筒電纜里，因為小車電機是變頻電機，所以干擾太大，雖然設計方在設計中考慮到了干擾問題，并在設計中做了用交流220V電源通過接近開關去驅(qū)動遠程I/O箱內(nèi)的中間繼電器，經(jīng)過中間繼電器的常開點把數(shù)字量模塊所需要的直流24V電源信號傳輸給模塊，此時，無負載方的接近開關線路應無交流電壓。但在實際操作抽出小車電機時，無負載方的接近開關線路卻有50V以上的干擾交流電壓，并伴有180伏尖脈沖，從而造成繼電器線圈瞬間得電，給模塊一個錯誤的信號。致使換輥系統(tǒng)報警，無法順利正常換輥，使每次換輥時間多出0.25個小時，減少了正常軋鋼的時間，導致經(jīng)濟效益大大降低。部領導要求作業(yè)區(qū)電工盡快用現(xiàn)有的設備配件解決這一干擾問題。

我經(jīng)過多方查閱資料并進行了近一個月反復實驗，確定了最終方案：在現(xiàn)場接近開關后加一個中間繼電器，使無負載方的接近開關的線路通過中間繼電器的常閉點直接接地，使干擾電壓引入地線。經(jīng)過實踐，取得成功。

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