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1 概述

随着科学技术的发展，PLC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到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能否可靠运行的关键。 自动化系统中使用的各类PLC，有的安装在控制室，有的安装在生产现场和各种电气设备上。 它们大多位于强电路和强电设备形成的恶劣电磁环境中。 为了提高PLC控制系统的可靠性，设计者必须事先了解各种干扰，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。 大多数发生在电流或电压变化剧烈的部位。 这些电荷剧烈运动的地方就是噪声源，即干扰源。

干扰的种类通常根据干扰的原因、噪声的干扰方式、噪声的波形特性来划分。 其中：根据噪声产生原因的不同，分为放电噪声、偶发噪声等； 根据声音干扰方式的不同，分为共模干扰和差模干扰，这是一种常用的分类方法。 共模干扰是信号与地之间的电位差，主要由电网在信号线上感应的共态电压、地电位差和空间电磁辐射形成。 共模电压有时会很大，特别是在隔离性能较差的电气供电室。 变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。 共模电压可以通过不对称电路转换成共模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏。 这种共模干扰可以是直流或交流。 共模干扰是指信号的两个电平之间使用的干扰电压。 主要是空间电磁场信号与不平衡电路转换共模干扰形成的电压之间的耦合感应引起的。 这种干扰直接叠加在信号上，直接影响测量。 和控制精度。

3 PLC控制系统电磁干扰的主要来源有哪些？

1）空间辐射干扰

空间辐射电磁场主要由电力网络、电气设备、闪电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等瞬态过程产生，通常称为辐射干扰。 它的分布极其复杂。 如果将PLC系统置于设定的频率场内，辐射干扰就会恢复。 影响主要通过两条途径。 一种是直接对PLC内部的辐射，由电路感应，对PLC产生干扰。 通信网络的辐射和通信线路的感应引入干扰。 辐射干扰与现场设备产生的电磁干场大小有关，尤其是与频率有关。 一般通过设置屏蔽电缆、PLC就地屏蔽和高压泄压元件进行保护。

2）系统外部引线的干扰

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比较严重。

3）电源干扰

实践证明，由于电源引入的干扰而导致控制系统发生故障的案例很多。 工程调试中遇到过，后来更换了隔离性能更高的PLC电源。 问题可以解决。

PLC系统的正常供电由电网供电。 由于电网覆盖面广，会受到来自各个空间的电磁干扰，会在线路上感应电压和电路，特别是电网内部变化、开关操作浪涌、大型电力设备启动和停下来，沟通。 直流旋转装置引起的谐波、电网的短路瞬态冲击等，都通过社会电力线传递到供电侧。 PLC电源通常采用隔离电源，但其结构和制造工艺因素使其隔离不理想。 事实上，由于分布参数，尤其是分布电容的存在，不可能将房间绝对隔离。

4）接地系统混乱时引入的干扰

连接到PLC控制系统的各种信号传输线，除了传输有效的各种信号外，总会受到外界干扰的影响，可以抑制设备发射干扰信号隔离器电路图，错误的接地反而会引入严重的干扰信号，使PLC控制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，接地系统对PLC系统的干扰主要是由于各接地点分布不均，地电位差大不同接地点之间，造成接地环路。 例如，电缆屏蔽层必须单点接地。 如果电缆屏蔽层的两端都接地，就会有地电位差，电流就会通过地电位差流过。 当出现异常状态并发生雷击时，接地电流会更大。

另外，屏蔽层、地线和大地可以形成一个闭环。 在变化磁场的作用下，屏蔽层中会出现感应电流，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，由此产生的地环流可能会在地线上产生不等点分布，影响PLC中逻辑电路和模拟电路的正常工作。 PLC工作的逻辑电压干扰能力低，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，模拟地电位的分布会导致降低测量精度并造成信号损坏。 测控严重失真误操作

5）信号线引入的干扰

连接到PLC控制系统的各种信号传输线，除了传输有效的各种信号外，总会有外界的干扰信号侵入。 这种干扰主要有两种方式：一种是通过变送器或共用信号仪表电源串接的电网干扰。 这一点经常被忽略； 二是信号线受到空间电磁辐射感应干扰，即信号线上的外界感应干扰，非常严重。 信号引入的干扰会导致信号工作不正常，测量精度会大大降低。 在严重的情况下，它会导致组件损坏。 对于隔离性能差的系统，还会造成信号间相互干扰，造成共地系统总线回流，引起逻辑数据变化、误动作和死机。 PLC控制系统因信号干扰而损坏的模块数量相当严重，由此引起的系统故障案例不胜枚举。

6）来自PLC内部的干扰

主要是系统内部元器件与电路之间的相互电磁辐射造成的，如逻辑电路的相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、元器件与元器件之间的不匹配等. 本部分属于plc厂家对系统的电磁兼容设计。 比较复杂。 作为一个应用部门，事情是无法改变的，所以不用想太多，而是应该选择一个应用性能更强的系统，或者是经过验证的系统。

4 系统受到干扰时，常会遇到以下主要干扰现象：

1）系统发出指令时，电机转动不规律；

2）当信号为零时，数字显示的数值随机跳跃；

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、无规律；

4) 与交流伺服系统共用电源不能正常工作。

5 如何更好更简单的解决PLC系统干扰问题？

1）理想情况下，选择隔离性能较好的设备，选择优良的电源、电源线和信号线走线，电源接地要更合理等，但需要不同设备厂商的合作才能完成，难度较大实现。 而且成本更高。

2）使用模拟信号隔离器，又称信号变送器，属于信号调理范畴，主要起到抗干扰作用。 由于其抗干扰能力特别强，在自动控制系统中得到广泛应用。 尤其对于复杂的工业现场，控制程序越老越复杂。 信号隔离器隔离各种模拟信号的输入、输出和供电，这确实是当今自动化控制系统中有效的抗干扰措施之一。

6为什么信号隔离器是解决PLC系统干扰的首选？

1）使用简单、方便、可靠、成本低，可同时解决多种干扰。

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

信号隔离器的工作原理是什么？

PLC接收到的信号首先经过半导体器件调制变换，然后通过光或磁传感器进行隔离转换，再解调转换回隔离前的原始信号或不同的信号，为PLC供电。隔离信号被隔离。 . 确保转换信号、电源和地之间的绝对独立性。

现在市场上的隔离器品牌众多，价格参差不齐，该如何选择呢？

隔离器位于两个系统通道之间，因此选择隔离器首先要确定输入输出功能，同时使隔离器的输入输出方式（电压型、电流型、回路供电型等）符合要求。 )适配前后端通道的接口方式。 还有许多与产品性能相关的重要参数，如精度、功耗、噪声、绝缘强度、总线通信等。 比如噪声与精度有关，功耗与可靠性有关，用户需要慎重选择。 总之，试用、可靠性、产品性价比是选择隔离器的主要原则。

工作原理：首先对半导体器件进行调制转换，然后通过光传感器或磁传感器进行隔离转换，解调回隔离前的原始信号，同时对隔离信号的电源进行隔离以保证变换信号的供电电源是隔离的。 确保转换信号、电源和地之间的绝对独立性。

一：保护下级控制回路。

二：减弱环境噪声对测试电路的影响。

三：抑制公共接地、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实保护。

标准系列导轨结构，安装方便，可有效隔离； 输入、输出、电磁阀与大地之间的电位可以克服变频器噪声级的各种高低频脉动干扰。

信号隔离器的主要类型有哪些？

1) 隔离器

在工业生产中，为了增加仪表的负载能力，保证连接同一信号的仪表之间互不干扰，提高电气安装性能。 需要对输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、计算、抗干扰处理，输出隔离的电流电压信号，安全送入二次仪表和PLC/DCS用来。

2）分销

工业现场一般需要采用双线传输方式。 需要为变送器等一次仪表提供24V配电，同时对输入的电流信号进行采集、放大、计算、抗干扰处理后输出。 隔离后的电流信号和电压信号供二次仪表或后面的其他仪表使用。

3）安全屏障

一些特殊的工业现场不仅需要双线传输，还需要提供电源分配和信号隔离功能，还需要具有安全火花防爆性能，可靠地包含电源，防止电源、信号和地之间打火、限流、降压双限位信号及电源电路，将进入危险场所的能量限制在安全额定范围内。

信号隔离器的安装和维护需要注意什么？

由于生产厂家不同，隔离器的生产工艺和接线定义不尽相同，但应用场合基本相同，因此产品的保护要求和维护基本相同。

1.使用前请仔细阅读使用说明书。

2、用作信号隔离时，输入端串接环路，输出端接采样电路。

3、用作隔离配电时，输入端应并入电源电路，输出端应接变送器。

4、如果不能正常工作，首先检查接线是否正确，注意电源是否可用，极性是否发出。

为什么有时PLC接收到的现象信号误差大，稳定性差？

造成这种想象的原因有很多，不同仪器信号参考点之间的电位差是一个重要因素。 由于这种差异，仪表信号之间会产生干扰电流，导致PLC误差大，稳定性差。 因此，最好的情况是不同设备和仪器的信号有一个共同的参考点。 隔离器将输入/输出完全电气隔离，在PLC上的模拟接口板上形成一个公共参考点，解决了理想安装电阻的问题。

4-20mA通道隔离，机柜内没有放置电源的空间。 该怎么办？

无源信号隔离器，无需外接电源即可实现4-20mA信号隔离。 PH1033就是这样的产品。

现在市场上的隔离器品牌众多，价格也千差万别。 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，同时要使隔离器的输入输出方式适应前后通道的接口方式。 此外，还有精度、功耗、噪声、绝缘强度、总线通信功能等许多重要参数都与产品性能有关，例如：噪声与精度有关，功耗与可靠性有关。 这些需要用户仔细选择。 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。

DCS接收到的现场两线制压力变送器信号不稳定，如何解决？

两线制变送器在工业自动化领域经常使用。 与其他工业现场设备一样，双线制变送器也存在抗干扰和抗干扰的问题。 根据DCS模拟板的接口方式，选用不同功能的隔离式配电装置。 原则上要求它既能为变送器提供隔离电源，保证每个变送器都有独立的电源，又能将变送器的信号隔离传输给DCS。 .

PLC模拟板接口采用两线制回路供电，信号需要隔离。 如何选择产品？

双线回路供电方式是常见的模拟板接口。 适用于该接口的产品称为两线制电路隔离系列产品。 隔离变送器内部的隔离器件均采用变压器方式，一方面传输信号，另一方面也将电源端的电能传输到输入部分，从而使各种电路输入部分可以正常工作。 如ph2217等经销产品。

常用的两线分配器有多少种？

常用的两线隔离分配器有两大系列品种可供选择。 两个系列产品的共同点是都可以在隔离外部电源后为双线制变送器提供独立的隔离电源：变送器的配电取决于现场提供的PLC/DCS模拟电源.

安全栅的应用

安全栅原属于电气单元组合仪表的辅助单元，其主要用途是防爆系统的隔离装置。 安全栅隔离传输来自危险区域的信号，并将隔离的电流信号输出至安全区域。 安全栅用于本安防爆系统，通过限流、限压电路限制送入励磁电路的能量，从而防止非本安电路的危险能量进入本安电路。 安全栅广泛应用于石化等行业的DCS/PLC/PCS等自动化系统中。

常见的安全栅按结构可分为稳压型和隔离型

齐纳安全栅的应用：

电路中采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管来限制输入的电能信号隔离器电路图，以保证能量输出到危险区域。 但由于原理上的缺陷，影响了应用的可靠性，其应用范围受到限制。 原因如下：

1、安装地点必须有非常可靠的接地系统。 齐纳安全栅的接地电阻必须小于1欧姆，否则将失去安全保护性能。 显然，这样的要求非常严格，在工程应用中难以保证。

2、要求危险区域的现场仪表必须隔离，否则齐纳型安全栅的接地端接地后信号不能正确传输，信号接地会直接降低信号抗-干扰能力强，影响系统稳定性。

3、齐纳安全栅对电源的影响很大，也容易因电源的波动造成稳压安全栅的损坏。

隔离式安全栅的应用：

它采用输入、输出、电源三者之间电气隔离的电路结构，同时满足本安型限能要求。

1、采用三方隔离方式，无需系统接地线，给设计和现场施工带来极大方便。

2、危险区域的现场仪表不必采用隔离仪表。

3、信号线不需要共地，大大增强了检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力，从而提高了整个系统的可靠性。

4、隔离式安全栅具有更强的输入信号处理能力，可以接收和处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳安全栅无法实现的。

5、隔离式安全栅可输出两路隔离信号，为使用同一信号源的两台设备提供信号，保证两台设备的信号互不干扰，同时提高电气安全绝缘性能连接的设备。

因此，经过齐纳和隔离式安全栅的特点和性能，可以看出隔离式安全栅具有突出的优势和更广泛的用途。 在要求高的工程现场，几乎无一例外地使用隔离式安全栅。 安全栅是主要的本质安全型防爆仪表，隔离式安全栅已逐渐取代齐纳安全栅。