淺析PLC控製係統及變頻器應用中的電磁幹擾現象
信息技術
作者：李紀魁
【摘要】PLC控製係統及變頻器應用過程中經常由於受到各種幹擾而發生故障，影響生產係統安全運行，分析了主要幹擾源產生的原因及危害，闡述了消除主要幹擾源的一些見解、方法和防範措施。
【關鍵詞】PLC控製係統幹擾源分析處理措施
隨著PLC控製係統及變頻器等工業生產自動化係統的應用越來越普及和廣泛，人們對控製係統及設備的安全性、可靠性要求越來越高，控製係統的穩定運行能力成為安全生產的核心。自動化控製係統中的關鍵設備PLC控製器、變頻器，主要是用在生產現場，生產現場的電氣設備和線路形成了複雜的電磁幹擾信號。要提高自動化控製係統的穩定運行能力，必須解決各種電磁幹擾的影響，才能有效保證係統可靠運行。
一、電磁幹擾信號分析
1、主要的電磁幹擾信號可以分為共模幹擾信號和差模幹擾信號。共模幹擾主要是指同時加載在各個輸入信號接口段的共有的信號幹擾。共模幹擾是在信號線與地之間傳輸，屬於非對稱性幹擾，由地電位差及電磁輻射在信號線上感應的同方向共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸送的共模電壓普遍較高，有的可高達上百伏，直接影響測控信號，造成元器件損壞。
差模幹擾是存在於相線與相線，以及相線與中線之間的幹擾。兩路輸入的幹擾信號，大小不相等，或方向不相同。有的通過安裝隔離變壓器能解決問題。
2、現場實踐證明，因電源的幹擾產生幹擾信號造成PLC控製係統故障的情況占據了相當大的比例，例如在一次安裝礦用絞車信號設備時，出現了絞車信號打點時，皮帶信號同時也響；皮帶信號打點時，絞車信號也響的故障現象。由於打點信號互相影響，直接影響現場的安全生產，通過現場分析實驗，發現由於絞車信號和皮帶信號接在同一台綜保開關上，使用同一路電源相互影響幹擾造成。
3、部分控製係統的信號傳輸回路，為了避免幹擾，信號部分和接收設備的公共線都要接地，應盡量使用隔離器將兩個接地隔離開。例如一些溫度流量的測量調節係統，設備在現場和控製室都需要接地；由於地電位差的存在，如果出現一個以上的接地點就會形成地回路，使儀表引入幹擾，因此同一信號回路、同一屏蔽層或排擾線最好有一個接地點，避免有多個接地點，除了既定接地以外，其他部位應與一切金屬部分隔離。信號回路的接地位置根據儀表類型決定。溫度流量傳感器等應在現場接地。避免影響信號精確度和在輸入、輸出設備中的傳輸效果。消除感應及外部輸入信號形成的幹擾。
二、消除自動控製係統幹擾源的措施
1、完善可靠的接地措施。其中電源電纜兩端接地，電機接地端接在電源段接地排上，最終彙入動力櫃彙流排。信號線纜中模擬信號大多單端接地，消除雙端接地時地電勢不同引起的地電流幹擾信號。而對於數字信號大多采用雙端接地。帶屏蔽單端接地是在電纜一端將金屬屏蔽層接地，而另一端不直接接地。在單端接地的情況下，沒有接地的一端屏蔽層對地之間有感應電壓存在，其電壓與電纜長度成正比，但是不會形成電流環流，屏蔽層一端接地利用壓製電勢電位差消除電磁幹擾。在電纜長度不超過一定距離的情況下，效果較好。信號電纜屏蔽層雙端接地時，屏蔽層金屬端沒有感應電壓存在，但是有可能感應出電流環流，所以要消除周圍幹擾信號影響。