PLC系统接地的重要性及干扰的抑制

1 PLC接地的重要性

　　1.1 PLC接地的基本作用和接地的特殊性

　　1.1.1 PLC接地的作用

　　PLC和计算机的接地系统包括以下几种，信号地、电源地和安全保护地、此外在信号传输线路、动力和信号电缆上还需要有屏蔽地。这些接地系统都需要与地面相连，其主要的作用是：为PLC系统提供一个信号的标准零电位；消除设备金属外壳上的感应电压和电容存储的电量：吸收较小的漏电电流或者消除地域距离差异引起的静电电势等等。因此在实时传输的系统中接地时抑制干扰和保护系统安全的重要手段。

　　1.1.2 PLC接地的特殊性

　　在没有出现PLC之前，计算机和控制系统计算机刚刚开始应用的时候，为其专门设计的接地系统的关键指标是接地电阻为4Ω。随着计算机应用到工业自动化之后，根据经验人们将工业计算机接地的关键指标设定为2Ω。以前在供电、接地、抗干扰、系统全浮空、计算机电源和保护地与信号是各自分开的，这种独立接地是比较认可的一种方式。但是，随着PLC的出现和应用，其一个重要的特点是它的I／O接口和外界有极强的隔离安全工艺。PLC系统和电力系统是单独接地还是分开接地，标志着PLC技术的发展水平。以往的计算机和PLC强调本身隔离和信号浮空。可是PLC系统要单独接地，也就是需要一套独立的接地系统。目前的技术可以使PLC直接就地供电。对三相四线值电

　　路中的N和PE，当PLC系统接地后几乎不能将其分开。实际和伦理中所提及的统一接地，实际上就是力求电压接地可以达到PLC要求的同一水平。这就是目前PLC接地的特殊性。

　　1.2 PLC接地的方法

　　在PLC为核心的控制系统中，可以使用多种接地方法，而每种接地线汇都要集中在一个理论的点上，这就是零电位基础。为了安全的使用PLC，应当区别以下几种接地方法。

　　数字地。即逻辑地，它是各种开关信号，数字信号的“0”电位。

　　模拟地。即模拟信号的零电位，这时模拟信号使用的精密电源的零电位，它的“0”是十分严格的电平。

　　信号地。通常是指一般的传感器的地。交流地。系统使用的交流电源地线，主要的噪音产产生的地方。

　　直流地。是直流电源电压的标准起点，在非浮空的直流电源供电下，作为地线，进行接地连接。屏蔽地。即防止静电、磁场感应而设置的外壳或者丝网，为了消除这些装置上的电荷，一般用导线将其与地面直接连接。

　　保护地。一般是指机器、设备的外壳或者设置的独立的器件的外壳，外壳与内部是绝缘的，外壳接地是用来保护人身和防护设备漏电的，因此保护地必须是良好的接地。

　　1.3 PLC接地的原则

　　在设备安装的阶段，要很好的利用各种接地，在安装电源和地线之后才能将PLC通电和调试，这时应当遵循以下几个原则。

　　就一点接地和多点接地而言，高频电路应当进行就近的多点接地，低频电路应当可以采用一点接地。低频电路中，布线和元件间的电磁感应很小，如果多点接地，回地环流过多就会产生干扰。因此低频电路中一般采用的是一点统一对外接地。在高频电路中，地线上具有电感，因而增加了接地的电阻，同时各个地线之间也会产生电磁的耦合。一般情况下采用的接地方式与设备的频率有关，当频率低于1HZ的时候用一点接地：高于10MHZ的时候多点接地；频率在l一10MHZ之间时，应当是具体的情况而定。

　　交流地和信号地一般不能通用一个载体。交流电源在传输信号的时候，在一段间隔的电源线上会产生一定的电压，即跨步电压。低电平信号传输需要沿线路的电平为绝对为“0”。为防止交流电对低电平信号的干扰，在直流信号的导线上要求增加起隔离作用的屏蔽层，另外不允许信号源于交流电公用一根地线。

　　将屏蔽地、保护地分别独立接到接地铜排上，不允许将其和电源地、信号地在其它地方接在一起。在控制系统中，为了降低信号的电容耦合噪音，一般采用多种屏蔽措施。对于类似雷达、电台等高频辐射的干扰，可以采用金属丝网作为屏蔽，即利用低电阻的金属丝网或者外壳设置在关键的部位上。对于纯防磁的现场，例如对强磁铁、变压器、大型电机的磁场耦合等，可以采用高导磁材料作为外罩，使磁回路闭合，然后将其接入大地，保护地采用一点接地。

　　模拟信号地和屏蔽地、模拟地的接地对系统也十分重要，每个生产PLC的厂家在提高模板时，都会有严格的连接原则。包括信号配线、外壳屏蔽、浮地、传输电缆的使用型号、截面面积、供电设备等。当PLC控制系统应用的范围较大的时候，要求避免将模拟量信号的传输距离过长，这时就需要使用很多的模拟量模板，应当注意的是把每块模板设置在距离现场较近的扩展机箱上去；一些独立功能，例如：集中温度监视、电子称计量，常常涉及为独立专用的系统来处理模拟量信息。在数字控制的集散系统DCS中，通常使用配置仪表、变送器来解决模拟量信号输入的采集和传输、模拟量输出信号的长距离传输。综上，接地对PLC系统是十分重要的，在施工或者安装和调试中一定要注意规范和细节的掌握，这样才能确保PLC系统的可靠运行。