摘要：在现在科学技术迅猛发展的大背景下，PLC控制系统作为一种具有高自动化程度和配置灵活等优点的发电厂生产过程控制装置，因其高可靠性，可在恶劣环境下工作，已广泛应用于自动控制领域。由于现场条件的原因，大多数PLC发电厂控制系统和高压电路设备在高压电路中形成的电磁环境恶劣，造成了非常严重的电磁干扰，严重影响了PLC控制系统的正常运作，所以我们一方面要求PLC厂家在设备的抗干扰能力方面多做提升，另一方面要求使用部门在工程的各个进行部分采取抗干扰措施，包括工程的设计、安装、调试和运行维护过程，双方精诚合作，更好的解决问题，有效提升了系统的抗干扰性能。所以，我们对PLC控制系统中干扰信号的来源之处，形成原因和控制措施的研究，在提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性方面具有重要的意义。本文针对在不同的发电厂环境中，PLC控制系统受到系统本身和外界的干扰，在进行了干扰原因的分析后，提出了以下几点抗干扰措施。

关键词：PLC;控制系统;干扰类型

一、提高PLC硬件的抗干扰能力

在进行设备的选择时，首要选择抗干扰能力较高的产品，包括电磁兼容性，尤其是抵抗外部干扰的能力，例如，可以采用浮动技术，或者选择隔离性能更好的PLC系统。在将监控信号连接到PLC之前，将信号线和地之间的电容连接起来，以减少共模干扰。通过在信号极之间添加滤波器可以减少差模干扰。此外，应调查类似工作环境中的应用程序性能，在选择进口产品时应注意：中国采用的是220V高内阻电网系统，而欧美国家则采用110V低内阻电网系统。零电位，由于我国大电网内部电阻漂移，地电位变化大，电磁干扰发电厂企业现场至少高于美国和欧洲四倍以上，系统要求较高抗干扰性能好，在国外工作的PLC产品在国内不能可靠运行，它会在使用国外产品时，按我国国家标准（GB/T13926）合理选择。除此之外，当环境中的干扰因素较多时，控制对象侧的I/O模块应安装绝缘I/O模块，非绝缘I/O模块可用于干扰相对较小的情况。

二、提高PLC软件的抗干扰能力

硬件抗干扰措施尽可能是控制系统中切割干扰的目的，但由于干扰存在随机性，特别是在发电厂生产环境中，硬件抗干扰措施干扰效应的消除并不是完全的、彻底的，因此，在进行PLC控制系统软件的设计和配置时，还应该考虑在软件抗干扰处理方面，加强系统的可靠性。

（一）使用“看门狗”方法监视系统的运行状态

PLC的内置软件非常的丰富，如计数器、定时器、辅助继电器等，在它们的基础上设计一个程序，可以对输入元件的错误信号进行屏蔽，防止输出元件错误动作的发生。

在设计应用程序时，“看门狗”方法可用于监视系统的每个组件的运行状态。如果移动部件由PLC控制，则可以在编程时为“看门狗”定义定时器，以监控移动部件的工作状态。定时器的设定值等同于运动部件所需的最大可能时间，“看门狗”计时器在发出组件的动作命令的同时启动。如果运动部件在指定时间内到达指定位置，则发出动作完成信号以清除计时器，表示监控对象正常工作。否则，它发出报警或者停止工作的信号，表明监控对象无法正常工作。

（二）摇晃

当处于振动的环境中时，有时抖动会造成行程开关按钮发出错误的信号。通常，抖动时间相对较短。鉴于抖动时间短，PLC内部定时器可在一定时间延迟后使用，以获得可靠有效的信号消除抖动，从而达到抗干扰的目的。

（三）输入信号的信噪比通过软件数字滤波得到提高

我们通常使用软件数字滤波提高有用信号的真实性，从而提高输入信号的信噪比。如果是具有大随机扰动的系统，可以采用程序限幅方法，即连续采样五次。如果一次的采样值远大于其他时间的采样值，则将其丢弃。对于在固定范围内经常波动的流量，压力，液位和位移等参数，采用算术平均法。将当前值替换为n个样本的平均值。一般来说：流量n=12，压力n=4是最合适的。对于缓慢变化的信号，例如温度参数，可以采集三个连续采样，并且可以选择中间的采样值作为有效信号。

由于软件抗干扰方法设计简单，修改灵活，资源消耗少，因此程序员可以继续开发和更新更多的方法。

三、提高PLC接地抗干扰能力

将PLC进行接地主要的目的是为了安全和抑制干扰。接地方式有三种：第一是浮地，就是将直接接地和电容接地。由于PLC的只适合直接接地，因此要考虑到电输入设备的滤波器的影响和分布电容的影响，所以设备间的信号的交换频率要低于1MHz，所以直接接，接地的方式应该采用串联接地和单点接地。PLC系统的集中布局适用于并联点接地方式，机柜放置在每个设备中心地的另一个位置，以极为分离接地线，如果工厂间距较大，应采用串联一点接地方式，大横截面铜母线（或电缆）连接柜放置在每个设备中心位置的另一个位置，然后连接接地母线直接接地，使用第22节的接地线大于铜线，使用横截面的总线铜排是大于60毫米。接地电阻应该是小于2Q，并且接地极应该在距建筑物下面的l0-15m处，PLC系统的接地点需在强电设备接地点距离在lOm以外。并且在信号源接地同时，屏蔽层也要在信号侧进行接地。不接地时，应在PLC侧接地。如果信号线的中间要是有连接器时，那么屏蔽层就必须要牢固连接并且是绝缘的。当多个测量点的屏蔽双绞线信号与多芯一般屏蔽电缆连接时，屏蔽层应相互连接良好，绝缘处理后，适当的连接应位于单点接地。对于电磁干扰：如果车间内有大功率逆变器，可以在PLC电源的前端安装单相电源滤波器。此外，输出电抗器安装在变流器的后端，变频专用电缆可以大大减少变流器对外界的干扰。

四、提高PLC空间辐射抗干扰能力

空间辐射电磁场（EMI）主要由电网、雷電、电气设备的瞬态过程，电视、无线电广播、雷达，高频感应加热设备等产生。通常，它被称为辐射干扰，分布范围极其广泛，复杂。如果PLC系统处于其射频场，它将受到辐射干扰的影响，辐射干扰主要受两条路径的影响：直接与PLC内部的辐射有关，这将受到电路感应的干扰。其次，通信线路感应干扰引入了PLC通信网络的辐射。现场设备布局以及设备产生的电磁场的大小和频率都会对辐射干扰产生一定作用的影响，它通常通过设置屏蔽电缆和PLC部分屏蔽和高压放电元件来保护。在发电厂环境中，其雷电干扰尤为突出，雷电对PLC或其他自动化设备造成的浪涌在实践中比较常见，可用于等电位连接，屏蔽，保护隔离，合理布线和防雷装置等全方位防雷措施。在PLC前安装浪涌保护装置便是最简单和最经济的措施。

五、提高PLC系统外部引线的抗干扰能力

（一）电源的干扰

实践表明，由于电源的干扰被引入PLC控制系统故障，很多PLC系统的电网正常供电，电网覆盖范围广，空间电磁干扰和在线感应电压和电流，尤其是电网内部变化，开关操作浪涌，大功率设备启停.谐波引起的交流/直流传输，电网短路瞬态冲击等，都将通过传输线供给原装边缘。由于制造工艺和结构等因素，使得PLC电源通常采用的隔离电源的隔离性能也变得不甚理想。事实上，基于分布参数，尤其是分布电容的理论，绝对隔离是不可能存在的。控制电源干扰一般可采取以下措施：（1）PLC电源通常是隔离电源，但其隔离效果并不可观。因此，隔离变压器用于PLC电源的输入端，初级绕组和次级绕组分别增加屏蔽层，屏蔽层可靠接地。同时，二次侧布线采用双绞线，可有效减少电力线之间的干扰。（2）使用过滤器。该滤波器具有很强的抗干扰能力，可以防止设备产生的干扰传输到电源。峰值电压吸收也是滤波器具有的一大功能。隔离变压器和滤波器通常用于严重干扰情况。重要的是要注意滤波器应连接到电源，然后使用隔离变压器。（3）对于与PLC系统直接电气连接的变送器和仪表电源，应选择分布电容小，隔离效果好的分配器，以减少对PLC系统的干扰。（4）在重要的PLC控制系统中，可采用在线不間断电源（UPS）提高电源的安全性和可靠性，达到保证电网不间断供电的目的，UPS也具有较强的干扰隔离能力。

（二）信号线的干扰

各种信号控制线与PLC控制系统相连，除了传输各种监控信号外，还会产生外部干扰信号的侵入。这种干扰有两种主要方式：第一是通过发射机的电源或公共信号仪器的电源进行网络干扰。第二，信号线对空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这通常比平时更严重。信号线引入的干扰会导致I/O信号运行异常，大大降低测量精度，造成元件损坏。一些隔离性能差的系统，还会引起信号之间的相互干扰，导致公共系统总线回流，导致逻辑数据变化，引起误操作甚至造成崩溃。PLC控制系统由于I/O模块损坏引起的信号引入干扰严重，由此产生的系统故障也很多。

六、结语

PLC控制系统的干扰作为一种非常复杂的噪声问题，在抗干扰设计中综合考虑因素的各个方面是非常必要的，可以合理有效抑制干扰，还需要对某些因素进行具体分析。采用判别方法，在保证了PLC控制系统的安全高效运行的同时，也节省了一些不必要的抗干扰投资。PLC控制系统就可以正常工作，以确保发电厂设备的安全和有效运行。

参考文献：

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