1 引言
隨著plc" title="plc">plc技術(shù)的不斷成熟,，基于plc的控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制,。因此,，plc控制系統(tǒng)的可靠性將直接影響企業(yè)的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益,，而系統(tǒng)的抗干擾" title="抗干擾">抗干擾能力則是保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要指標(biāo)之一。在濟(jì)鋼中厚板廠加熱爐區(qū)域使用的plc一部分安裝在控制室,，一部分是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),。安裝在現(xiàn)場(chǎng)的plc則處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高plc控制系統(tǒng)可靠性,，我們一方面要求plc生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備的抗干擾能力,；另一方面，我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì),、安裝施工和使用維護(hù)中引起了高度重視,，多方配合才能完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能,。
2 plc系統(tǒng)干擾源
2.1 來自電源的干擾
加熱爐plc系統(tǒng)的供電電源由電網(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" title="電磁干擾">電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路,。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,，如開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停,、交直流傳動(dòng)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,。雖然plc電源采用隔離電源,，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上,，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,，絕對(duì)隔離是不可能的[1]。如濟(jì)鋼二號(hào)蓄熱式加熱爐在調(diào)試初期,，cpu模塊上的led“intf”,、led“extf”經(jīng)常報(bào)紅，使整個(gè)plc系統(tǒng)無法正常運(yùn)行,，我們自plc程序到i/o模板逐一排查,，未查出問題，但將plc重啟后故障消除,。如此重復(fù)數(shù)次后,，我們懷疑是電源引入的干擾造成plc控制系統(tǒng)故障，所以我們改用在線式不間斷供電電源(ups)為plc供電,，ups具有較強(qiáng)的干擾隔離性能,，是一種plc控制系統(tǒng)的理想電源。經(jīng)改造后,，plc不再頻繁報(bào)故障,，只是隔一段時(shí)間,，偶爾報(bào)一次故障。
2.2 來自信號(hào)線的干擾
與plc控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,，除了傳輸有效的各類信息之外,，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,，這往往被忽視,；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾,，這是很嚴(yán)重的,。如濟(jì)鋼中厚板廠二號(hào)蓄熱式加熱爐的自動(dòng)出鋼系統(tǒng)，由于出鋼機(jī),、爐門的電機(jī)電源線與控制回路的信號(hào)線的距離偏近,，出鋼機(jī)起停過程中產(chǎn)生電磁輻射，控制回路的信號(hào)線受電磁輻射感應(yīng)的干擾,，致使自動(dòng)出鋼系統(tǒng)時(shí)常在自動(dòng)出鋼時(shí)工作異常：出鋼機(jī)前進(jìn)過程中,，爐門突然下降，使?fàn)t門與出鋼托桿相撞,，將爐門撞壞,。后經(jīng)改造，使控制回路的信號(hào)線遠(yuǎn)離強(qiáng)電電源,，才得以控制,。
2.3 來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。正確的接地,，既能抑制電磁干擾的影響,，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地,，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),，使plc系統(tǒng)將無法正常工作[2]。
plc控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地,、屏蔽地,、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì)plc系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,，不同接地點(diǎn)間存在地電位差,，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作,。如濟(jì)鋼中厚板廠蓄熱式加熱爐在大修施工期間，將plc系統(tǒng)的系統(tǒng)地,、屏蔽地,、保護(hù)地接到一起,，造成整個(gè)爐子的控制系統(tǒng)極不穩(wěn)定，如時(shí)常接收到誤信號(hào)(plc接收到引風(fēng)機(jī),、循環(huán)水泵,、給水泵等掉電信號(hào)，而實(shí)際上以上設(shè)備均正常運(yùn)行),，使?fàn)t子連鎖緊急停爐,，嚴(yán)重威脅到生產(chǎn)的正常運(yùn)行。后將plc系統(tǒng)的系統(tǒng)地,、屏蔽地,、保護(hù)地獨(dú)立接地，才避免了此類事故的發(fā)生,。
3 plc系統(tǒng)抗干擾措施
3.1 優(yōu)質(zhì)電源抑制電網(wǎng)干擾
在plc控制系統(tǒng)中,，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入plc控制系統(tǒng)主要通過plc系統(tǒng)的供電電源(如cpu 電源,、i/o電源等),、變送器供電電源和與plc系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。現(xiàn)在,，我們一般都采用隔離性能較好電源,。另外，為保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷,，我們采用在線式不間斷供電電源(ups)為plc供電,，提高供電的安全可靠性。并且ups還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能,，是一種plc控制系統(tǒng)的理想電源[3],。
3.2 電纜選擇的敖設(shè)
為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾，我們將profibus電纜(連接控制室plc與現(xiàn)場(chǎng)plc)遠(yuǎn)離動(dòng)力電纜,，動(dòng)力電纜走地下電纜溝,，profibus電纜走架空線路。而對(duì)于其它信號(hào)電纜,，不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸,，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè)，避免同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào),，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敖設(shè),，以減少電磁干擾[4]。
3.3 正確選擇接地點(diǎn)完善接地系統(tǒng)
接地的目的通常有兩個(gè),，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,。
信號(hào)源接地時(shí),，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地,；不接地時(shí)，應(yīng)在plc側(cè)接地,；信號(hào)線中間有接頭時(shí),，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地,；多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí),，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理,。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)[5],。
而對(duì)于profibus電纜，由于干擾電流和電磁干擾是通過profibus電纜的屏蔽泄放到地的,。因此,，屏蔽到地的低阻抗十分重要。電纜屏蔽通常是兩端接地,。特別在高頻干擾情況下,，用這種方法可以很好的抑制干擾。在大范圍分散系統(tǒng)的各個(gè)總線之間存在電位差且不能實(shí)現(xiàn)等電位屏蔽接地時(shí),，就在一端將電纜屏蔽接地以避免在profibus電纜屏蔽中產(chǎn)生等電位屏蔽接地電流,。因?yàn)樵陔娎|屏蔽中有電纜均衡電流流過，會(huì)大大的降低屏蔽的效率,。
4 結(jié)束語(yǔ)
在plc控制系統(tǒng)中,，干擾問題十分復(fù)雜，在抗干擾設(shè)計(jì)中必須考慮各方面的因素,，具體問題具體分析,，對(duì)癥下藥，合理有效地抑制抗干擾,，才能保證plc控制系統(tǒng)正常工作,。