plc编程：多种解决模拟信号干扰的方法 　　

随着科学技术的发展，PLC编程在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响工业企业的安全生产和经济运行，而系统的抗干扰能力是整个系统可靠运行的关键。自动化系统中使用的各类PLC，有的集中安装在控制室，有的安装在生产现场和各种电气设备上，大多处于强电路、强电形成的恶劣电磁环境中。设备。为提高PLC控制系统的可靠性，设计人员只有事先了解各种扰动，才能有效保证系统的可靠运行。

2、电磁干扰源及对系统的干扰

影响PLC控制系统的干扰来源于一般影响工控设备的干扰源，大部分产生在电流或电压剧烈变化的部位。

干扰的类型通常根据干扰的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形特性来划分。其中：根据产生噪声的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;根据噪声的波形和性质，分为连续性噪声、偶发性噪声等;根据声音干扰模式的不同，分为共噪模式干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是比较常用的分类方法。共模干扰是信号与地之间的电位差，主要由电网串联、地电位差和空间电磁辐射在信号线上感应出的共态(同向)电压形成。共模电压有时较大，尤其是在隔离性能较差的供电机房，发射机输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压可以通过非对称电路转换成差模电压，直接影响测控信号，对元器件造成损坏(这也是部分系统I/O模块损坏率高的原因)。这种共模干扰可以是直流，也可以用于通信。差模干扰是指信号两极之间的干扰电压。主要是由信号间空间电磁场的耦合感应和不平衡电路转换共模干扰形成的电压引起的。这种干扰直接叠加在信号上，直接影响测控精度。

　　3、PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些?

(1)来自空间的辐射干扰：

空间辐射电磁场(EMI)主要由电网、电气设备的瞬态过程、闪电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生。通常称为辐射干扰，其分布为非常复杂。如果PLC系统放置在射频场，辐射干扰会得到恢复，其影响主要通过两个途径;一是PLC内部直接辐射，是电路感应引起的;另一种是对PLC通讯网络的辐射，这是由于通讯线路的感应引入干扰引起的。辐射干扰与现场设备的布置和设备产生的电磁场的大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄压元件进行保护。

(2)来自系统外部引线的干扰：

主要通过电源线和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场比较严重。

(3)来自电源的干扰：

实践证明，由于电源引入的干扰，导致PLC控制系统故障的有很多。笔者在某项目调试中遇到，通过更换隔离性能更高的PLC电源解决了问题。

PLC系统的正常供电由电网供电。由于电网覆盖范围广，所有空间电磁干扰都会在线路上感应出电压和电路。特别是电网内部的变化、开关操作浪涌、大型电力设备的启停、交直流旋转装置引起的谐波、电网中的短路瞬态冲击等，都会通过输电线路。到电源侧。PLC电源通常采用隔离电源，但其机理和制造工艺因素使其隔离不理想。事实上，由于分布参数，特别是分布电容的存在，隔离是不可能的。

(4)从信号线引入的干扰：

连接PLC控制系统的各类信号传输线，除了传输各类有效信号外，总会有外界干扰信号侵入。这种干扰主要有两种途径：一是发射机电源或共用信号仪表串联的电网干扰，常被忽视;感应干扰，非常严重。信号引入的干扰会导致I/O信号工作异常，测量精度会大大降低，严重时会导致元件损坏。对于隔离性能较差的系统，也会导致信号间相互干扰，造成共地系统总线倒流，导致逻辑数据变化、故障和死机。PLC控制系统由于引入信号干扰造成I/O模块的损坏相当严重，导致很多系统故障。

(5)接地系统混沌的干扰：

接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确接地不仅可以控制电磁干扰的影响，还可以控制设备对外发射干扰;但错误的接地会引入严重的干扰信号，使PLC系统无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏防护地、通讯地、保护地等接地系统对PLC系统的干扰主要是由于各接地点的电位分布不均匀，以及不同接地点之间的接地电位差，引起接地回路电流和影响系统的正常运行。例如，电缆的屏蔽层需要有一点接地。如果电缆的屏蔽层A、B两端都接地，就会产生地电位差，就会有电流流过屏蔽层。当出现异常状态和雷击时，接地电流会更大。

此外，屏蔽层、地线和地线可以形成闭环。在变化磁场的作用下，屏蔽层中会产生感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合对信号回路产生干扰。如果系统地与其他地混淆，由此产生的地循环可能会在地线上产生不均匀的电位分布，影响PLC中逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC运行的逻辑电压干扰容限低，逻辑地电位的分布干扰很容易影响PLC的逻辑运行和数据存储，造成数据混乱、程序失控或死机。模拟地电位的分布会导致测量精度下降，造成信号测控严重失真和误动作。

(6)来自PLC系统内部的干扰：

主要是由系统内部元器件和电路之间的相互电磁辐射引起的，如逻辑电路的相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地和逻辑地的相互影响，元器件之间的不匹配等。这是PLC厂商在系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为一个应用部门是无法改变的。

4、系统受到干扰时，经常会遇到以下主要干扰现象：

(1)系统下达指令时，电机转动不规律;

(2)当信号为零时，数显表的数值随机跳变;

(3)传感器工作时，PLC采集的信号与实际参数对应的信号值不匹配，误差值随机不规则;

(4)与交流伺服系统共用同一电源(如显示器等)不能正常工作。

　　5、怎样才能更好更简单的解决PLC系统干扰?

(1)理想情况下，隔离性能较好的设备，电源、电源线和信号线走线、电源接地等都应该比较合理，但是需要不同设备厂商的配合才能完成，很难达到，而且成本更高。

(2)使用模拟信号隔离器，称为信号发射器，属于信号调理范畴。主要起抗干扰作用。由于其抗干扰能力强，被广泛应用于自动化控制系统中。特别是对于复杂的工业现场，控制程序变得越来越复杂。信号隔离器确实是当今自动化控制系统中用来隔离各种模拟信号的输入、输出和电源的抗干扰的有效措施之一。

6、为什么初选信号隔离器来解决PLC系统干扰?

(1)简单、方便、可靠、使用成本低，可同时解决多种干扰。

(2)可以大大减轻设计人员和系统调试人员的工作量，即使复杂的系统在普通设计人员手中，也会变得非常稳定可靠。

　　7、信号隔离器的工作原理是什么?

首先，PLC接收到的信号经过半导体器件调制转换，再经过光敏或磁敏器件隔离转换，再解调转换回隔离前的原始信号或不同的信号，同时隔离隔离信号的电源。.确保转换后的信号、电源和地是独立的。

　　8、现在市场上隔离器品牌众多，价格参差不齐，如何选择?

隔离器位于两个系统通道之间，所以选择隔离器首先要确定输入输出功能，同时还要确定隔离器的输入输出方式(电压型、电流型、环路供电型、等)应适应前端和后端通道接口模式。此外，还有许多与产品性能相关的重要参数，如精度、功耗、噪声、介电强度、总线通信功能等。例如，噪声与精度有关，功耗和发热与可靠性有关，用户需要谨慎选择。总之，适用性、可靠性和产品性价比是选择隔离器的主要原则。

上面的分享如果你不清楚，那我给你黑板上的要点(模拟干扰的11种解决方法)：

1、增加1:1信号隔离器;

2、增加磁环;

3、PLC电源加隔离变压器;

4、开关信号和模拟信号分离;

5、模拟信号还是使用单独的屏蔽线。信号类型为4-20mA;

6、模拟信号负载为电磁阀，选择1.5线;

7、模拟信号和数字信号不能共用同一根多芯电缆，更不能与电源线共用电缆;

8、PLC输入输出信号线需要使用屏蔽电缆，悬垂在输入输出侧，并在PLC侧接地;

9、信号电缆应远离强干扰源，如变频器、大功率硅整流器、大功率设备等;

10、模拟信号和数字信号不能共用同一根多芯电缆，不能与电源线共用电缆;

11、为减少电子干扰，模拟信号应使用双绞屏蔽电缆。模拟信号电缆的屏蔽层应两端接地。但如果电缆两端存在电位差，则屏蔽层中会出现相等的接线电流，对模拟信号造成干扰。在这种情况下，您应该将电缆屏蔽层的一端接地。以上就是对plc编程：多种解决模拟信号干扰的方法