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plc控制系统电磁干扰的六种来源

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2019-12-12 10:32:14

有关plc控制系统电磁干扰来源,包括来自空间的辐射干扰、来自系统外引线的干扰、来自plc系统内部的干扰、来自接地系统混乱时的干扰等,均会带来plc控制系统中的电磁干扰问题。

plc控制系统电磁的干扰来源

1、来自空间的辐射干扰

空间的辐射电磁场(emi)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。

若plc 系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对plc 内部的辐射,由电路感应产生干扰;而是对plc 通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和plc 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

2、来自系统外引线的干扰

主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。

3、来自电源的干扰

实践证明,因电源引入的干扰造成plc 控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后更换隔离性能更高的plc 电源,问题才得到解决。

plc 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。

尤其是电网内部的变化,开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路到电源边。

plc 电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。

实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。

4、来自plc系统内部的干扰

主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于plc 制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不必过多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

5、来自信号线引入的干扰

与plc 控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。

此干扰主要有两种途径:一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽略;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。

由信号引入干扰会引起i/o信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。

对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。

plc 控制系统因信号引入干扰造成i/o模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。

6、来自接地系统混乱时的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性(emc)的有效手段之一。

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,反而会引入严重的干扰信号,使plc 系统将无法正常工作。

plc 控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对 plc 系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。

例如,电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端a、b都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态加雷击时,地线电流将更大。

此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。

若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布,影响plc 内逻辑电路和模拟电路的正常工作。

plc 工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响plc 的逻辑运算和数据存储,造成数据混乱、程序跑飞或死机。

模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。

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