PLC系统接地的重要性及干扰的抑制

2 PLC系统对干扰的抑制措施

　　2.1 对PLC产生干扰的因素

　　PLC控制系统的干扰源较多，从形式上可以分为内部干扰和外部干扰。内部干扰主要来自元件布局不合理造成的信号相互的串扰或者线路中存在电容性元件引起异常振荡，还有数字地、模拟地和系统地处理不当引起的干扰。外部干扰包括传导型和辐射型干扰源，引起的干扰。传导型干扰一般是通过电气线路进入PLC系统的干扰信号，如按钮、继电器等工作时产生的触电电弧，接触线圈、继电器线圈等感应负载断开是产生的浪涌电压等：辐射型干扰主要是电磁辐射通过感应进入PLC系统形成干扰信号。

　　2.2 PLC系统干扰抑制措施

　　在设计PLC控制系统的时候，一般可以通过对电源的合理选配、正确选择接地方式、接地地点、系统输入和输出端处理等措施来抑制干扰源对系统的影响，以此来提高系统的抗干扰能力。具体的措施如下：

　　2.2.1 针对电源系统采取的抗干扰措施

　　来自电源的干扰是影响PLC系统的主要因素之一。电源的干扰注意是通过供电线路的阻抗耦合产生的，各种大功率的用电设备，尤其是大功率的变频器更是主要的干扰源。在干扰较强或者可靠性要求较高的场合，一般采取的抗干扰措施时在PLC的交流电源输入端增加带屏蔽隔离的变压器和低通率的滤波器。

　　2.2.2 利用接地抑制干扰的措施

　　PLC控制系统中有很多中接地形式，主要的形式在前面已经有所介绍，利用良好的接地可以保证对干扰有效的抑制。但是，PLC与强电设备最好要分别使用不同的接地装置，接地的截面保证2mm2。而且PLC的接地点和强电的接地点距离应当保持10m以上的距离。

　　再有，屏蔽地、保护地不能与电源地、信号地灯其他接地连在一起，需要独立接地。信号源接地时屏蔽层应当在信号侧接地：信号源不需接地时，屏蔽层应当在PLC侧设置接地。信号线中间如果有接头，屏蔽层应作绝缘处理，一定要避免多点接地。开关景信号线与模拟量信号线应分开布线，而目都应采用屏蔽线，并将屏蔽层接地。

　　2.2.3 I/O干扰抑制措施

　　当输入的信号源和输出的驱动的负载都使用的是感性元件时，由于感性负载具有储能作用，所以当触点断开时产生高于电源电压的反电势；触点闭合时，触点的动作还会引起电弧，这些都会对系统产生干扰。针对这一情况，交流电路可以在两端并联RC来抑制干扰；对于直流电路可以并联续流二级管来抑制干扰。

　　在抑制外部的噪声干扰时，一般利用的是光电耦合器。光电耦合器由输入端的发光元件和输出端的受光元件组成，利用光传递信息，让输入和输出在电气上完全隔离，并在抑制噪音干扰上起到了很好的作用，但是在使用的过程中要注意频率不要过高，在低压线路中使用的时候，传输的距离不宜超过100米。

　　2.2.4 布线中干扰抑制措施

　　PLC系统布线时，如普通的开关最信号对电缆没有过多的要求，只是当距离较远时增加屏蔽电缆：如模拟信号和高速信号传输，应选用屏蔽电缆；如有高频信号传输，一般需选用专用电缆或者光纤电缆：如要求不高的低频信号时，可以选用多芯带屏蔽电缆。

　　PLC系统应远离强干扰源，且不能与高压电器安装在同一个开关柜内，在柜内的PLC应远离动力线，二者之间的距离应当大干20cm。信号线和功率线应当分开，电力电缆应单独走线，不同类型的线应使用不同的线管和线槽，信号线计量要靠近地线或者接地的金属线。PLC的输入与输出要分开走线，开关量与模拟量也应分开敷设。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，其电阻应小于屏蔽层电阻的1／10，并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线，也可以一端接地。不同的信号线用同一个插接件时，要用备用端子或地线端子将它们隔开，以减少相互干扰。

　　2.2.5 利用软件抑制干扰措施

　　在PLC系统中，由于各种干扰源的影响比较复杂，通过硬件上采取的抑制干扰的措施虽然可以最大限度上的减弱干扰，但是很难彻底消除。所以，在PLC控制系统的软件设计和工程组态上，还应当利用软件的特殊设计来抑制干扰。如：采用数字滤波和延时消抖等方法，提高系统的抗干扰能力。

　　为提高输入信号的信噪比，可采用多种软件滤波方法来提高数据的可靠性。可连续采样多次，采样间隔根据A／D转换时间和信号的频率而定，采样数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。常用的滤波方法有程序判断滤波、中值滤波、滑动平均值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、算术平均值滤波、去极值平均滤波等。

　　在振动工作环境中，一些开关会因为抖动而发出错误的信号，一般的抖动时间较短，针对这一特点，可以用PLC内部定时器经过一点点的延时。得到消除抖动后的可靠信号，从而抑制这种干扰。