電磁干擾的主要來源

1.來自空間的輻射干擾。空間輻射電磁場(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,通常稱爲輻射干擾,其分佈極爲複雜。若PLC系統置於其射頻場內,就會受到輻射干擾,其影響主要通過兩條路徑:一是直接對PLC內部的輻射,由電路感應產生干擾;二是對PLC通信網絡的輻射,由通信線路感應引入干擾。輻射干擾與現場設備佈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
    2.來自系統外引線的干擾。主要通過電源和信號線引入,通常稱爲傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較爲嚴重,主要有下面三類:
    第一類是來自電源的干擾。實踐證明,因電源引入的干擾造成PLC控制系統故障的情況很多,筆者在某工程調試中遇到過,後更換隔離性能更高的PLC電源問題纔得到解決。
    PLC系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干擾而在線路上感應電壓和電流,尤其是電網內部的變化、開關操作浪涌、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電源通常採用隔離電源,但因其機構及製造工藝等因素使其隔離性並不理想。實際上,由於分佈參數特別是分佈電容的存在,絕對隔離是不可能的。
    第二類是來自信號線引入的干擾。與PLC控制系統連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑: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干擾,這往往被忽視;二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾,即信號線上的外部感應干擾,這種往往非常嚴重。
    由信號引入的干擾會引起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。對於隔離性能差的系統,還將導致信號間互相干擾,引起共地系統總線迴流,造成邏輯數據變化、誤動和死機。PLC控制系統因信號引入干擾造成I/O模件損壞數相當嚴重,由此引起系統故障的情況也很多。
    第三類是來自接地系統混亂的干擾。接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一,正確的接地既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設備向外發出干擾;而錯誤的接地反而會引入嚴重的干擾信號,使PLC系統無法正常工作。PLC控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等,接地系統混亂對PLC系統的干擾主要是各個接地點電位分佈不均,不同接地點間存在地電位差,引起地環路電流,影響系統正常工作。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、接地線和大地可能構成閉合環路,在變化磁場的作用下,屏蔽層內會出現感應電流,通過屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號迴路。若系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佈,影響PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低,邏輯地電位的分佈干擾容易影響PLC的邏輯運算和數據存貯,造成數據混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分佈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。

    3.來自PLC系統內部的干擾。主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生,如邏輯電路相互輻射、模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬於PLC製造廠家對系統內部進行電磁兼容設計的內容,比較複雜,作爲應用部門無法改變,可不必過多考慮,但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的系統。

轉自工控資料窩

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