关于PLC控制系统的环境处理和抗干扰问题的探讨

维普资讯 http://www.cqvip.com 研究园地Ｉ学界　关于Ｐ　ＬＣ控制系统的环境处理　和抗干扰问题的探讨　口曹忠于　摘要：本文介绍了影响ＰＬＣ控制系统的外部环境及解决的办法，为提高ＰＬＣ控制系统的抗干扰能力，在电　源、Ｉ／０信号、布线、接地、外部隔离等方面采取的措施。　关键词：ＰＬＣ：外部环境；抗干扰　１引言　ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）即可编程控制器，　是６Ｏ年代末在继电器控制系统的基础上开发出来的，现广泛　地应用于工业生产中。ＰＬＣ是专为工业环境恶劣条件下应用而　设计，一般来说，一个设计良好的ＰＬＣ能置于很强的电噪声、电　磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中。但如果环境　过于恶劣，就有可能影响ＰＬＣ的正常工作，甚至会使系统失控，　笔者在参与相关设备调试时，就遇到了此类情况。下面就ＰＬＣ　的环境处理和抗干扰问题作一些初步探讨。　方面在广东地区一般不受影响。　２－２湿度　如果因环境湿度较大，水分容易通过模块上的半导体等集　成电路的金属表面缺陷浸入内部，引起内元件的恶化，可能引　起内部短路。如果环境极为干燥，绝缘物体上可能带静电，可能　使集成电路由于带静电而损坏。　２．３振动和冲击　如果控制系统和动力系统相隔较近，外部的振动和冲击就　有可能超过ＰＬＣ的抗振动和冲击的极限，可能会引起电磁阀或　断路器误动作等问题出现。　２．４周围空气　２影响ＰＬＣ的环境和干扰来源　影响ＰＬＣ的环境主要有：　２．１温度　周围空气中如果混有尘埃、导电性粉末、腐蚀性气体等都　可能影响ＰＬＣ的正常工作。　影响ＰＬＣ正常工作的外部干扰源主要有：　（１）邻近大容量电气设备的启动和停机时电磁感应：　（２）控制系统供电电源的波动以及电源电压中产生的高次　谐波：　ＰＬＣ及外部电路都是由半导体集成电路、晶体电路、电容　等元件构成的，温度的变化将直接影响这些元器件的可靠性和　寿命。温度过高时，容易产生下列问题：集成电路、晶体管半导　体器件性能恶化，故障率增加和寿命降低；电容器件等漏电电　流增大、故障率增大、寿命降低；模拟回路的漂移变大、精度降　低等。如果温度偏低，同样可能引起控制系统的动作不正常，这　（３）其它设备或空中强电场通过分布电容的耦合窜入到控　制系统内：　（４）相邻信号线由绝缘问题而相互干扰。　套，没有要求档案盒内放置一套目录。但有些地方从本地实际　出发，仍然要求“归档文件目录”编制一式四套，要求把增加的　套放在档案盒内。立卷改革后，档案盒内是否一定还要放一　套目录呢？我们开始也是要求在档案盒内放一套目录，并要求　目录上的件数与盒内档案的件数一致。然而，通过实际操作，尤　其是应用档案管理软件的单位，觉得立卷改革后，档案盒内再　一改为文件级装订的档案在进馆时，档案馆的工作人员须对档案　进行逐件的检查核对，如果把几年的档案积压到一起来接收，　比起对一年的档案逐件核对，其工作量则大大增加了，甚至会　影响档案进馆接收审查工作的质量。因此，我们对实施立卷改　革后的档案，即对２００１年以后的档案，接收进馆时间暂时确定　为一年一接收的办法，使进馆接收成为日常工作，这样也有利　于发现问题及时整改。　立卷改革后，档案馆查找档案的主要手段是利用计算机。　倘若目前不强调各进馆单位采用一致的档案管理软件，一旦接　收进馆，或者积压到等单位配备了档案管理软件后，再提出在　其数据库中录入的事情，将是很被动和很难补救的。因此，必须　提前对各进馆单位立卷改革后档案数据的录入进行统一规定。　增放一套目录没有必要。一是因为立卷改革打破了档案盒或卷　对档案保管的局限。倘若档案盒内放了一套目录，势必要求目　录上的件数与盒内档案的件数一致，这样就妨碍了立卷改革优　势的发挥。二是因为立卷改革后，查找档案主要是依靠目录和　计算机，它的优点是可以从目录上直接找到文件的准确位　置——件号，然后从档案盒的脊背上就能直接获取文件所在位　置的准确信息，十分便捷。　这比过去凭感觉去找每个卷要直接得多，没有必要在档案　盒内再放一套目录，放了也没有机会去用。　因此，实施立卷改革后，档案管理人员要迅速适应形势的　鉴于此，我们在《操作办法＞中规定，各立档单位在立卷改革后，　档案的条目全部要在规定的档案管理软件的数据库中录入，没　有档案管理软件的单位，要与有档案管理软件的单位联系，进　行录入。同时要求各单位将当年归档的条目刻录成光盘，先向　档案馆移交一套。　这样做，既有利于加强对各单位每年归档工作的监督、指　发展，在利用档案时习惯于利用新的检索工具和方法。　６综合档案馆的接收问题　目前，综合档案馆接收档案的做法是，对到了进馆年限的　档案，确定几个年度段后成批接收进馆。对传统以案卷级装订　的档案来说，档案馆采取上述进馆的方法，是比较方便有效的。　导，也有利于档案进馆后实现计算机的检索利用。■　（作者单位：茂名市房地产交易中心）　４７　广东科技２００８．０５．总第１盯期　维普资讯 http://www.cqvip.com 学界Ｉ研究园地　３对环境的处理　上面提到，环境条件对ＰＬＣ控制可靠性影响很大，因此，必　须针对具体运用场合来采取相应的改善环境措施。　３．１温度影响的处理　如果控制系统的周围温度超过极限温度（６Ｏ。Ｃ）就必须采　用降温措施。一般来说，控制盘、柜内应置风扇，有条件的可以　把控制系统安装在有空调的控制室内。另外，控制器的安装用　考虑通风，不能直接放在日光下，同时，按照时要将发热体远离　控制器。　涌吸收器。　６对布线的处理　防止或减少外部配线的干扰，对布线的处理是十分重要　的。首先，信号线与功率线应分开走线，电力电缆要单独，不同　类型的线要走不同的电缆管和电缆槽中，并使其尽可能较大的　距离。信号线应尽量靠近地线或接地的金属导体。其次，在开关　量输入输出线不能与动力线分布布线时，可用继电器来隔离输　入输出线上的干扰。另外，Ｉ／０线与电源线也要分开走线，并保　持一定的距离。如在同一槽中走线，应使用屏蔽电缆。如果在　如果周围环境温度在Ｏ℃以下，就要采取升温措施，一方面　可以采用加热器，另一方面在停运时，不切断控制器和Ｉ／０模块　３０～３００ｍ距离场合，Ｉ／０信号线不能使用同一根电缆，输入信　电源，靠其本身的发热量使周围环境温度升高。　３．２湿度影响的处理　可以采取以下措施：盘、柜设计成密封型，并放入吸湿剂；　把外部干燥空气引入盘、柜内：有条件的控制室安装抽湿机或　空调机。　３．３防振和防冲击措施　如果外界环境对ＰＬＣ控制系统产生较大的振动和　中击时，　就应该采取防振措施，采用防振橡皮和远离振源的办法。另外，　强固控制器和Ｉ／０模块印刷板等可能松动的部分或器件。　３．４防周围空气不洁的措施　可以采取密封型结构，有条件可以采用独立的控制室，装　上空调器。　４对电源的处理　电源是干扰进入ＰＬＣ的主要途径之一，对电源的处理现在　常用的方法是使用隔离变压器和滤波器。使用隔离变压器，将　屏蔽层良好接地，对抑制电网中的干扰信号有较好的效果。使　用滤波器在一定的频率范围内有一定抗电网干扰作用，但要选　择好滤波器的频率范围有一定的困难。在干扰较强或可靠性要　求较高的场合，现在惯用的方法是滤波器和隔离变压器同时使　用，连接方法如图１所示。注意：使用时把滤波器接入电源，然　后再用隔离变压器，同时，隔离变压器的初级和次级连接要用　双绞线，且初级次级要分开。　—一　…　．　、　，一、　，　一　．，、，　、兰　｛黧　一　、　‘一　赢　；　、　，　‘　一一　Ｉ　图１滤波器与隔离变压器同时使用　５对Ｉ／０信号干扰的处理　Ｉ／０信号干扰主要是当ＰＬＣ的输入端和输出端有感性元件　时，电路中的感性负载会产生高于电源电压许多倍的反电势，　触点吸合时产生电弧而对系统产生干扰。当ＰＬＣ的输入端或输　出端接有感性元件时，可以用如下电路处理，见图２、图３，其中　图２为交流电路，图３为直流电路。　ｉ　Ｌ由：笑　制控　－　输　　～出　０／　——一　—————一　器　图２直流电路　÷。　笑　制　输Ｌ　＿控　ｔＬ　出一～　。　Ｌ——　　＿Ｊ　器　图３交流电路　另外，对电动机或变压器开关的干扰，可在线间采用ＣＲ浪　厂乐科技２００８　０５总第１８７期　号线一定要用屏蔽线。在３００ｍ以上的长距离，一般的方法是　用中间继电器转换信号，或使用远程Ｉ／０通道。　７　ＰＬＣ的接地处理　接地是ＰＬＣ抗干扰的重要条件，ＰＬＣ可以单独接地，如图　４（ａ）；也可以采用公共接地方式，如图４（ｂ）；但不能采用串联　接地方式，如图４（Ｃ），因为这样接地方式会在各设备之间产生　的位差，从而产生干扰。一般来说，接地的截面积应大于２ｍｍｚ，　接地点与ＰＬＣ的距离应小于５０ｍ。　ｃ　ｂｊ　图４　８强干扰的隔离处理　般来说没有必要在ＰＬＣ外部设置干扰隔离器件，因为　ＰＬＣ的模拟量Ｉ／０模块一般采用了光电耦合的隔离措施。这些　器件可以减少或消除外部干扰对系统的影响。但在大型的发电　厂等工业环境中，空间中极强的电磁场和大电流，高电压的通　断将会对ＰＬＣ控制系统产生强烈的干扰。在这类情况下，对于　用长线引入ＰＬＣ的开关量信号，可以用小型继电器来隔离。使　用继电器转接输入信号还能提供多对触点。为提高抗干扰能　力，ＰＬＣ的外部信号、ＰＬＣ和计算机之间的串行通信信息也可　以用光纤来传输和隔离。　９结束语　以上是笔者对ＰＬＣ控制系统的环境处理和抗干扰问题的　一些探讨，初步介绍了外部环境对ＰＬＣ控制系统的影响及处理　办法，影响ＰＬＣ控制系统正常工作的主要干扰源及采取的措　施。在实际工作中，还应根据不同的工作环境，各行业不同要求　来确定处理办法和采取的措施。一　参考文献　…陈宇：可编程控制器基础及编程技巧（１　９９８．１　１）．　【２】周林：提高可编程序控制器控制系统可靠性的措施　（作者单位：广州市地下铁道总公司）