何永濤 劉青 王洪亮

摘 要：可編程邏輯控制器PLC因其系統(tǒng)構(gòu)成靈活、編程簡(jiǎn)單、能適應(yīng)多種惡劣環(huán)境而在現(xiàn)代工業(yè)中扮演著重要角色，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的控制核心，因此PLC的運(yùn)行狀況將直接影響到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。本文分析了影響PLC正常運(yùn)行的一些因素及其影響，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：PLC可靠運(yùn)行；干擾因素；影響

1 干擾源分類

1.1 差模干擾與共模干擾

通常我們把PLC的干擾源分為差模干擾和共模干擾。“差?！焙汀肮材！笔亲兓碾妷弘娏鳎?jīng)導(dǎo)線傳輸時(shí)存在的兩種形態(tài)。差模干擾和共模干擾大多發(fā)生在系統(tǒng)中電壓或者電流變化劇烈的部分，電路中曲電壓突變引起電場(chǎng)的變化，曲電流突變引起電場(chǎng)的變化，通常差模電流與以磁場(chǎng)為主的環(huán)境相關(guān)，而共模電流與以電場(chǎng)為主的環(huán)境相關(guān)。差模干擾是載流導(dǎo)體之間不希望有的電位差，主要是由于空間電磁場(chǎng)與傳輸信號(hào)的耦合感應(yīng)或者由于不平衡電路引起的共模干擾形成的電壓，這種電壓會(huì)與傳輸?shù)男盘?hào)疊加，進(jìn)而影響PLC對(duì)其他設(shè)備的有效控制。共模干擾是載流導(dǎo)體對(duì)地不希望有的電位差，其產(chǎn)生的原因主要有三種，一種是導(dǎo)線在空間電磁場(chǎng)中感應(yīng)產(chǎn)生電壓，另一種是導(dǎo)線兩端所接設(shè)備的地電位不同，最后一種是傳輸導(dǎo)線對(duì)大地的電位差產(chǎn)生的共模電流而形成強(qiáng)烈的電磁場(chǎng)從而影響PLC的工作性能。

1.2 差模干擾與共模干擾對(duì)PLC的影響

一般有些人會(huì)認(rèn)為共模干擾電壓并不會(huì)影響電路的正常工作的，而差模電壓則是干擾PLC可靠運(yùn)行的罪魁禍?zhǔn)?，但事?shí)并非如此，因?yàn)樵谀承┣闆r下，這兩種干擾會(huì)相互轉(zhuǎn)化，假如傳輸信號(hào)線路不平衡，信號(hào)線會(huì)與信號(hào)地線產(chǎn)生不同幅度的共模電流從而產(chǎn)生差模干擾，此外共模電流會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射，干擾周圍電路的正常運(yùn)行。因此差模干擾與共模干擾都會(huì)對(duì)PLC的可靠運(yùn)行產(chǎn)生影響。

2 干擾因素的來(lái)源

2.1 電磁干擾

電磁干擾的主要來(lái)源分為兩種，一種是空間輻射干擾，另一種是傳導(dǎo)干擾，主要包括電源干擾和信號(hào)線引入干擾。

2.1.1 輻射干擾

若PLC系統(tǒng)置于所射頻場(chǎng)內(nèi)，由于PLC內(nèi)部電路受電磁輻射而感應(yīng)電壓進(jìn)而對(duì)PLC產(chǎn)生的干擾為輻射干擾。輻射干擾對(duì)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行有時(shí)會(huì)很嚴(yán)重，甚至可能會(huì)引起災(zāi)難性后果，因此必須采取抑制措施。

2.1.2 傳導(dǎo)干擾

若干擾信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線直接影響PLC的正常運(yùn)行，這種干擾稱為傳導(dǎo)干擾。傳導(dǎo)干擾與輻射干擾一樣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行都會(huì)有影響，都必須抑制在一定范圍內(nèi)，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2.1.3輻射或者傳導(dǎo)干擾對(duì)PLC運(yùn)行的影響

PLC運(yùn)行時(shí)，各種信號(hào)線除了承載正常的信號(hào)外，還會(huì)引入外部干擾，這種干擾會(huì)瞬時(shí)改變正常信號(hào)線某處的電平狀態(tài)，或者信號(hào)電壓大小，這種干擾可能會(huì)引起PLC的正常運(yùn)行，比如IO誤動(dòng)，采樣漂零超標(biāo)等。一般干擾信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線或者空間電磁場(chǎng)對(duì)PLC的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。比如通過(guò)變送器或者共用儀表的供電電源串入電源干擾，或者PLC信號(hào)受空間電磁場(chǎng)輻射而產(chǎn)生的感應(yīng)干擾。信號(hào)線之間也會(huì)產(chǎn)生干擾，特別是相鄰兩信號(hào)線，當(dāng)一個(gè)信號(hào)線的電平發(fā)生跳變時(shí)，若兩信號(hào)的間距較近時(shí)，會(huì)引起另外一個(gè)信號(hào)的變化，進(jìn)而引起系統(tǒng)的不正常運(yùn)行。比如在某些特殊場(chǎng)合，在線纜的鋪設(shè)過(guò)程中，不能使高壓線與PLC的信號(hào)線有效隔離，在高壓線大電流接通或者斷開時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁輻射。當(dāng)這種電磁輻射達(dá)到一定程度時(shí)，對(duì)PLC的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此我們?cè)诰€纜鋪設(shè)時(shí)應(yīng)特別注意高壓線與信號(hào)線的隔離問(wèn)題。

2.1.4 來(lái)自接地系統(tǒng)干擾

改變或者阻斷騷擾信號(hào)的傳播路徑是解決一切EMC問(wèn)題的關(guān)鍵而接地是關(guān)鍵手段，PLC系統(tǒng)的地線有三種，分別是屏蔽地、交流地、系統(tǒng)地和保護(hù)地。若PLC接地系統(tǒng)處理不當(dāng)，PLC信號(hào)傳輸線的屏蔽層、接地線、和大地會(huì)構(gòu)成閉合回路，形成地環(huán)流產(chǎn)生干擾，影響PLC正常運(yùn)行。

3 干擾因素對(duì)PLC可靠運(yùn)行的影響

PLC采取光電耦合輸入，小型繼電器輸出等抗干擾措施，對(duì)PLC的可靠運(yùn)行具有積極作用，在一定程度上降低了外部干擾。若PLC本身無(wú)法有效抑制外部干擾時(shí)，就必須采取相應(yīng)的抗干擾措施。事實(shí)上PLC正常的邏輯電壓干擾容限有限，若干擾不能被自身有效抑制時(shí)，就會(huì)影響到PLC的邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理，進(jìn)而引起數(shù)據(jù)出錯(cuò)，程序紊亂，測(cè)量數(shù)據(jù)失真，誤動(dòng)作等非正常運(yùn)行狀態(tài)，鑒于本文只討論影響PLC可靠運(yùn)行的因素及其影響，具體抗干擾措施本文不再論述。

4 結(jié)語(yǔ)

PLC的可靠運(yùn)行，是企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，將影響到產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)而影響到企業(yè)的市場(chǎng)利益。隨著自動(dòng)化技術(shù)的高速的發(fā)展，PLC在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛深入，PLC安裝的環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，它們的安裝大多無(wú)法避免復(fù)雜的電磁環(huán)境，盡管PLC本身已經(jīng)采取了較好的隔離措施，具備了相當(dāng)好的抗干擾能力，但絕對(duì)隔離是不存在的，因此為確保PLC可靠運(yùn)行，對(duì)于這些會(huì)影響到PLC，或者可能會(huì)影響到PLC可靠運(yùn)行的因素及其影響，就不得不去考究。

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