影響可編程序控制器系統(tǒng)穩(wěn)定的因素及防范措施

辛易展

（中國船級社大連分社，大連 116013）

可編程序控制器是以微處理器為核心的工業(yè)現(xiàn)代化自主控制通用設(shè)備，既要滿足自動(dòng)控制要求，還要滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。現(xiàn)代化控制系統(tǒng)中所采用的不同類型可編程序控制器，都處在各種強(qiáng)電機(jī)器設(shè)備線路所形成的電磁干擾中，雖然可編程序控制器在設(shè)計(jì)和制造多個(gè)環(huán)節(jié)中采取了防范辦法，提高了適應(yīng)較差設(shè)備環(huán)境的能力和使用的可靠性，但是由于可編程序控制器直接和現(xiàn)場的機(jī)器設(shè)備聯(lián)機(jī)接，各種影響還是很容易通過電攬線傳輸線進(jìn)行，進(jìn)而造成設(shè)備控制系統(tǒng)的錯(cuò)誤操作。

1 可編程序控制器系統(tǒng)中的主要影響因素

1.1 通過空間輻射的影響

空間的電磁場輻射主要是由電力線路網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備、雷電、無線電電視、雷達(dá)信號、高頻設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為空間輻射影響，其影響極為廣泛復(fù)雜?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)置于其影響范圍內(nèi)，就會(huì)受到輻射影響，其干擾重點(diǎn)通過兩個(gè)渠道：一是直接對可編程序控制器內(nèi)部的干擾，由電路感應(yīng)產(chǎn)生輻射：二是對可編程序控制器通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的干擾，由通信線路的感應(yīng)產(chǎn)生輻射造成。

1.2 電源的影響

可編程序控制器系統(tǒng)的正常供電電源是由城市電力網(wǎng)絡(luò)提供。電力網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，它將受到全部空間電磁輻射影響。產(chǎn)生的感應(yīng)電壓及電流對控制器產(chǎn)生較大影響。

1.3 各種信號線路的干擾

各種電線之間有著分布電容和互感，來自信號線路的影響會(huì)引起信號工作變化和測量準(zhǔn)確度降低，甚至?xí)鹪骷p壞。特別是防護(hù)性能差的系統(tǒng)，還會(huì)導(dǎo)致信號間互相影響，形成錯(cuò)誤信號，造成同一接地系統(tǒng)總線回流，形成傳導(dǎo)耦合影響，致使邏輯數(shù)據(jù)信息變化、錯(cuò)誤動(dòng)作和停機(jī)。

1.4 設(shè)備接地錯(cuò)亂造成的影響

好的接地系統(tǒng)才能保證可編程序控制器正常運(yùn)行的重要前提，也是提高各種電子設(shè)備電磁感應(yīng)兼容性的有效措施。良好的接地可以有效防止突然發(fā)生的電壓波動(dòng)影響，良好的接地能防止電磁的影響，良好的接地也可以防止設(shè)備向外發(fā)出電磁輻射影響。

1.5 可編程序控制器系統(tǒng)內(nèi)部的影響

是由于裝置內(nèi)部電子元器件及電子線路之間的相互電磁輻射影響發(fā)生的。要在設(shè)計(jì)開始及材料選擇上就考慮到。

2 防范方法

清除影響的防范措施是減少干擾源，切斷干擾路徑，減少系統(tǒng)對各種因素影響的敏感度，提高系統(tǒng)本身的防范能力。

2.1 使用防范性能好的設(shè)備

使用可編程序控制器系統(tǒng)時(shí)，一是要選擇有較高防范能力的設(shè)備，包括各種設(shè)備電磁兼容性，特別是對抗外部影響能力。二是要了解設(shè)備供應(yīng)商提供的各項(xiàng)抗干擾參數(shù)，控制系統(tǒng)可以承載的電場強(qiáng)度和頻率的范圍等。三是要想到硬件濾波能力及軟件抗干擾方案，輸出電路的抗干擾設(shè)計(jì)等。

2.2 設(shè)備電源部分防范方法

電源的好壞直接影響可編程序控制器控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在影響較大或者對穩(wěn)定性要求較高的情況下，要在可編程序控制器的電源輸入端加裝帶有屏蔽層的隔離變壓器。隔離變壓器能夠防止從電源線侵人的外來影響，提高抗高頻共模影響水平，屏蔽層要有良好的接地。

2.3 可編程序控制器系統(tǒng)裝置的接地設(shè)計(jì)

良好的接地是為了保護(hù)人身安全、設(shè)備安全和以及防范各類因素的影響。良好的接地系統(tǒng)是可編程序控制器控制系統(tǒng)抗電磁感應(yīng)影響的主要方法?？删幊绦蚩刂破骺刂葡到y(tǒng)屬高速低電平控制系統(tǒng)，需要采用特殊的接地方法直接進(jìn)行接地?；蛘卟捎门c其他裝置共同接地系統(tǒng)。但是必須用自己的接地線直接與公共接地極直接相連。一定不要與功率較大的設(shè)備共用接地系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破飨到y(tǒng)如由多部分組成的，各部分之間要使用點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式，用來保證各部分間等電位。接地線截面積應(yīng)不小于2.5平方毫米，接地線最長不應(yīng)該多于25米，可編程序控制器接地系統(tǒng)的接地電阻要求不大于4歐姆。

2.4 防止外部環(huán)境的各種配電線纜影響

為了防止或減少外部配電線纜的影響，交流、直流輸入、輸出信號應(yīng)分開使用獨(dú)自的電纜。集成電路或晶體管的輸入、輸出信號線纜，必須使用具有屏蔽功能的電纜。具有屏蔽功能的電纜在輸入、輸出側(cè)要懸空安裝，并且要在控制一側(cè)接地。

3 結(jié)束語

隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的全面進(jìn)步，自動(dòng)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)設(shè)備中的作用越來越突出。但是如果因?yàn)橛绊懸蛩氐脑蚨鴮?dǎo)致自動(dòng)控制的使用效果不好或根本不能達(dá)到預(yù)期目的，就不能給設(shè)備的使用者帶來便利，反而會(huì)帶來麻煩和損失，降低了生產(chǎn)效率。所以一個(gè)良好的控制系統(tǒng)必須要考慮到影響因素可能帶來的干擾以及其針對性的防范措施。要在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、使用、維護(hù)等各個(gè)方面做好工作。從源頭控制好。只有這樣才能充分發(fā)揮自動(dòng)控制系統(tǒng)的先進(jìn)性，從而提高企業(yè)的自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率。