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PLC控製係統中電磁幹擾的主要來源是什麽?

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PLC控製係統中電磁幹擾的主要來源是什麽?

發布日期:2020-08-14 作者: 點擊:

來自空間的輻射幹擾:

空間的輻射電磁場(EMI)主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的,通常稱為輻射幹擾,其分布極為複雜。若PLC係統置於所射頻場內,就回收到輻射幹擾,其影響主要通過兩條路徑:一是直接對PLC內部的輻射,由電路感應產生幹擾;而是對PLC通信內網絡的輻射,由通信線路的感應引入幹擾。輻射幹擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小,特別是頻率有關,一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。

來自係統外引線的幹擾:

主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導幹擾。這種幹擾在我國工業現場較嚴重。

(1)來自電源的幹擾

實踐證明,因電源引入的幹擾造成PLC控製係統故障的情況很多,筆者在某工程調試中遇到過,後更換隔離性能更高的PLC電源,問題才得到解決。

PLC係統的正常供電電源均由電網供電。由於電網覆蓋範圍廣,它將受到所有空間電磁幹擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化,入開關操作浪湧、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機構及製造工藝因素使其隔離性並不理想。實際上,由於分布參數特別是分布電容的存在,絕 對隔離是不可能的。

(2)來自信號線引入的幹擾

與PLC控製係統連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會有外部幹擾信號侵入。此幹擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網幹擾,這往往被忽視;二是信號線受空間電磁輻射感應的幹擾,即信號線上的外部感應幹擾,這是很嚴重的。由信號引入幹擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴重時將引起元器件損傷。對於隔離性能差的係統,還將導致信號間互相幹擾,引起共地係統總線回流,造成邏輯數據變化、誤動和死機。PLC控製係統因信號引入幹擾造成I/O模件損壞數相當嚴重,由此引起係統故障的情況也很多。

(3)來自接地係統混亂時的幹擾

接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑製電磁幹擾的影響,又能抑製設備向外發出幹擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴重的幹擾信號,使PLC係統將無法正常工作。

PLC控製係統的地線包括係統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地係統混亂對PLC係統的幹擾主要是各個接地點電位分布不均,不同接地點間存在地電位差,引起地環路電流,影響係統正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地,如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地,就存在地電位差,有電流流過屏蔽層,當發生異常狀態如雷擊時,地線電流將更大。

此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環路,在變化磁場的作用下,屏蔽層內有會出現感應電流,通過屏蔽層與芯線之間的耦合,幹擾信號回路。若係統地與其它接地處理混亂,所產生的地環流就可能在地線上產生不等電位分布,影響PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓幹擾容限較低,邏輯地電位的分布幹擾容易影響PLC的邏輯運算和數據存貯,造成數據混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降,引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。


PLC控製係統中電磁幹擾的主要來源是什麽?

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