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【摘要】PLC是专门为工业环境设计的控制装置，具有较强的适应恶劣工业环境的 能力、运行的稳定性和较高的可靠性，一般不需要采取什么特殊的措施，就可以直接在工业环境中使用。外部干扰与系统结构无关，是随机的，且干扰源是无法消除的，只能针对具体情况加以限制；内部干扰与系统结构有关，主要通过内交流主电路，模拟量输入信号等引起，可合理设计系统线路来消弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。
【关键词】plc;工业控制系统;可靠性
1.设备选型
在选用plc时应选用可靠性高、抗干扰能力强、控制功能强、功能灵活适应恶劣的工业环境的。在设计时应选用可靠性高的元器件，例如选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关等一些体积小、重量轻、结构紧凑及容易实现机电一体化的元器件。要了解生产厂给出的抗干扰指标，按我国的标准（GB/T13926)合理选择。
2.抗干扰的措施
2.1电源的抗干扰措施
（1）在干扰较强或者对可靠性很高的场合，可以在交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，开关稳压电源系统。隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力。滤波器可抑制干扰信号从电源线传导到系统中；使用隔离变压器，屏蔽层要良好接地;次级连线要使用双绕线减少电线间的干扰，隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零线，次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。开关稳压电源可抑制电网大容量设备启停引起电压的波动，保持供电压的稳定。高频干扰信号不是通过变压器绕组的耦合，而是通过一次、二次级绕组之间的分布电容传递的。在一次、二次绕组之间加绕屏蔽层，并将它和铁心一起接地，可以减少绕组之间的分布电容，提高抗高频干扰能力。
（2）PLC的控制器与I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开，这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电 分离供电系统。
（3）动力部分、控制部分、PLC 、I/O电源应分别配线，系统的动力线应足够粗，以降低大容量异步电动机启动时的线路压降。
2.2布线的抗干扰措施
（1）数字量信号传输距离较远时，可以选用屏蔽电缆。模拟信号和高速信号（例如旋转编码器的输出信号），应选择屏蔽电缆。通信电缆应按规定选取。
（2）应远离电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备。PLC不能与高压电器安装在同一开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（两者之间的距离应大于200MM)。
（3）信号线与功率线应分开走线，电力电缆应单独走线，不同类型的线应分别用继电器来隔离输入输出线上的干扰。I/O线与电源线应分开走线，且保持一定的距离。如果不得已要在同一线槽中布线，应使用屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的电缆，数字量、模拟量I/O线应分开敷设，后者应采用屏蔽线。
（4）不同的信号线最好不用同一个插接件转接，如果必须用同一个插接件，要用备用端子或地线端子将它们分开，以减少相互干扰。
（5）传送模拟信号的屏蔽线，其屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，其电阻应小于1/10，并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线，或只考虑抑制低频干扰时，也可以一端接地。
（6）如果模拟量输入输出信号距离PLC较远，应采用4---20MA的电流传输方式，而不是采用受干扰的电压传输方式。干扰较强的环境应选用有光电隔离的模拟量i/o模块，使用分布电容小、干扰抑制能力强的配电器为变送器供电，以减少对plc的模拟量输入信号的干扰。对模拟量输入信号作数字滤波是减轻干扰的有效措施。应短接未使用的A/D通道的输入端，以防止干扰电压通过它们进入plc，影响系统的正常工作。
2.3 plc接地的干扰措施
（1）plc最好与强电设备分别使用不同的接地装置，接地线应避开强电回路，若无法避开时，应垂直相交，缩短平行走线的长度。接地电阻应小于5欧姆，接地线要粗，接地线的截面积应大于2平方毫米，接地点与plc的距离应小于50m，要靠近plc装置。给plc接已专用线可抑制附加在电源及输入输出的干扰，接地线与动力设备的接地点应分开，若达不到次要求，则可与其他区设备公共接地，严禁与其他设备串联接地。
（2）系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式、和电容接地方式。对plc控制系统而言，它属于高速低电平装置，应采用直接接地方式。由于信 号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MZ，所以plc系统接地采用一点接地和串联一点接地方式。接地最好埋在建筑物10-15M远处，而且plc系统接地点必须与强电设备相距10M以上。
（3）Plc控制系统的地线包括系统地线、屏蔽线、交流地、和保护地等。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，而错误的接地会引起严重的干扰信号，使plc无法工作各个接地点电位分布不均。引起地环路电流影响系统正常工作。此外屏蔽层、接地线和大地又能可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线的耦合形成干扰回路。若系统地与 其他接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等的电位分布。逻辑地电位的分布干扰影响plc的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱或死机。
2.4防止变频器干扰的措施
（1）变频器的主电路为交-直-交变换电路，工频电源被整流成直流电压信号，输出的是基波频率可变的高频脉冲信号，载波频率可能高达数十千赫兹。变频器的输入电流为含有丰富的谐波的脉冲波，将通过电力线干扰其他设备。变频器的输出主电路中也有丰富的谐波电流，所以变频器主电路是辐射源，谐波电流通过电缆向空间辐射，干扰附近的电气设备。可以在变频器输入侧与输出侧串联电抗器，或安装谐波滤波器，以吸收谐波抑制高频谐波电流。
（2）将变频器放在控制柜里，并将其金属外壳接地，对高频谐波有屏蔽作用。Plc的信号线和变频器的输出线分别穿管敷设，变频器的输出线一定要使用屏蔽电缆或穿钢管敷设，以避免辐射干扰和感应干扰。
（3）变频器启动及运行过程中产生的谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量。变频器的输出会产生较强的电磁干扰。影响周边设备的正常工作。
3.结束语
随着plc的应用的逐渐的扩大，加之系统恶劣的工作环境，它所要克服的干扰就会愈来愈多的，尽管plc本机的可靠度很高。但是在系统设计和安装时，仍然必须对环境做全面的分析，确定干扰的性质，采取相应的干扰措施，以保证系统长期稳定的工作。以上是对plc干扰源进行了分析介绍了可供参考的干扰措施，但在实际应用中，干扰是一个十分复杂的问题，在干扰设计当中应综合考虑各方面的因素合理有效的抑制干扰应根据系统的具体情况。做具体的分析，采取对症下药的方法，有针对性的采取其中的某些抗干扰措施，才能够使plc控制系统正常工作，取得满意的效果。随着plc应用领域的不断拓宽，产品品种的丰富，规格的齐全，通过完美的人机界面，完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，plc作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥愈来愈大的作用。 [科]
【参考文献】
［１］种肈新,彭侃.可编程序控制器原理及应用.华南理工大学出版社.
［２］李道霖.电气控制与plc原理及应用.机械工业出版社.
【关键词】plc;工业控制系统;可靠性
1.设备选型
在选用plc时应选用可靠性高、抗干扰能力强、控制功能强、功能灵活适应恶劣的工业环境的。在设计时应选用可靠性高的元器件，例如选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关等一些体积小、重量轻、结构紧凑及容易实现机电一体化的元器件。要了解生产厂给出的抗干扰指标，按我国的标准（GB/T13926)合理选择。
2.抗干扰的措施
2.1电源的抗干扰措施
（1）在干扰较强或者对可靠性很高的场合，可以在交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，开关稳压电源系统。隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力。滤波器可抑制干扰信号从电源线传导到系统中；使用隔离变压器，屏蔽层要良好接地;次级连线要使用双绕线减少电线间的干扰，隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零线，次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。开关稳压电源可抑制电网大容量设备启停引起电压的波动，保持供电压的稳定。高频干扰信号不是通过变压器绕组的耦合，而是通过一次、二次级绕组之间的分布电容传递的。在一次、二次绕组之间加绕屏蔽层，并将它和铁心一起接地，可以减少绕组之间的分布电容，提高抗高频干扰能力。
（2）PLC的控制器与I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开，这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电 分离供电系统。
（3）动力部分、控制部分、PLC 、I/O电源应分别配线，系统的动力线应足够粗，以降低大容量异步电动机启动时的线路压降。
2.2布线的抗干扰措施
（1）数字量信号传输距离较远时，可以选用屏蔽电缆。模拟信号和高速信号（例如旋转编码器的输出信号），应选择屏蔽电缆。通信电缆应按规定选取。
（2）应远离电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备。PLC不能与高压电器安装在同一开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（两者之间的距离应大于200MM)。
（3）信号线与功率线应分开走线，电力电缆应单独走线，不同类型的线应分别用继电器来隔离输入输出线上的干扰。I/O线与电源线应分开走线，且保持一定的距离。如果不得已要在同一线槽中布线，应使用屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的电缆，数字量、模拟量I/O线应分开敷设，后者应采用屏蔽线。
（4）不同的信号线最好不用同一个插接件转接，如果必须用同一个插接件，要用备用端子或地线端子将它们分开，以减少相互干扰。
（5）传送模拟信号的屏蔽线，其屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，其电阻应小于1/10，并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线，或只考虑抑制低频干扰时，也可以一端接地。
（6）如果模拟量输入输出信号距离PLC较远，应采用4---20MA的电流传输方式，而不是采用受干扰的电压传输方式。干扰较强的环境应选用有光电隔离的模拟量i/o模块，使用分布电容小、干扰抑制能力强的配电器为变送器供电，以减少对plc的模拟量输入信号的干扰。对模拟量输入信号作数字滤波是减轻干扰的有效措施。应短接未使用的A/D通道的输入端，以防止干扰电压通过它们进入plc，影响系统的正常工作。
2.3 plc接地的干扰措施
（1）plc最好与强电设备分别使用不同的接地装置，接地线应避开强电回路，若无法避开时，应垂直相交，缩短平行走线的长度。接地电阻应小于5欧姆，接地线要粗，接地线的截面积应大于2平方毫米，接地点与plc的距离应小于50m，要靠近plc装置。给plc接已专用线可抑制附加在电源及输入输出的干扰，接地线与动力设备的接地点应分开，若达不到次要求，则可与其他区设备公共接地，严禁与其他设备串联接地。
（2）系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式、和电容接地方式。对plc控制系统而言，它属于高速低电平装置，应采用直接接地方式。由于信 号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MZ，所以plc系统接地采用一点接地和串联一点接地方式。接地最好埋在建筑物10-15M远处，而且plc系统接地点必须与强电设备相距10M以上。
（3）Plc控制系统的地线包括系统地线、屏蔽线、交流地、和保护地等。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，而错误的接地会引起严重的干扰信号，使plc无法工作各个接地点电位分布不均。引起地环路电流影响系统正常工作。此外屏蔽层、接地线和大地又能可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线的耦合形成干扰回路。若系统地与 其他接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等的电位分布。逻辑地电位的分布干扰影响plc的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱或死机。
2.4防止变频器干扰的措施
（1）变频器的主电路为交-直-交变换电路，工频电源被整流成直流电压信号，输出的是基波频率可变的高频脉冲信号，载波频率可能高达数十千赫兹。变频器的输入电流为含有丰富的谐波的脉冲波，将通过电力线干扰其他设备。变频器的输出主电路中也有丰富的谐波电流，所以变频器主电路是辐射源，谐波电流通过电缆向空间辐射，干扰附近的电气设备。可以在变频器输入侧与输出侧串联电抗器，或安装谐波滤波器，以吸收谐波抑制高频谐波电流。
（2）将变频器放在控制柜里，并将其金属外壳接地，对高频谐波有屏蔽作用。Plc的信号线和变频器的输出线分别穿管敷设，变频器的输出线一定要使用屏蔽电缆或穿钢管敷设，以避免辐射干扰和感应干扰。
（3）变频器启动及运行过程中产生的谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量。变频器的输出会产生较强的电磁干扰。影响周边设备的正常工作。
3.结束语
随着plc的应用的逐渐的扩大，加之系统恶劣的工作环境，它所要克服的干扰就会愈来愈多的，尽管plc本机的可靠度很高。但是在系统设计和安装时，仍然必须对环境做全面的分析，确定干扰的性质，采取相应的干扰措施，以保证系统长期稳定的工作。以上是对plc干扰源进行了分析介绍了可供参考的干扰措施，但在实际应用中，干扰是一个十分复杂的问题，在干扰设计当中应综合考虑各方面的因素合理有效的抑制干扰应根据系统的具体情况。做具体的分析，采取对症下药的方法，有针对性的采取其中的某些抗干扰措施，才能够使plc控制系统正常工作，取得满意的效果。随着plc应用领域的不断拓宽，产品品种的丰富，规格的齐全，通过完美的人机界面，完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，plc作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥愈来愈大的作用。 [科]
【参考文献】
［１］种肈新,彭侃.可编程序控制器原理及应用.华南理工大学出版社.
［２］李道霖.电气控制与plc原理及应用.机械工业出版社.