1. 概述

隨著科學技（jì）術的發展，PLC在工（gōng）業控製中的應用越來越（yuè）廣泛。PLC控製（zhì）係統的可靠性直接（jiē）影響到工業企業的安全生產和（hé）經濟運（yùn）行，係統的幹擾（rǎo）能力是關係到整個係統（tǒng）可靠運（yùn）行的（de）關鍵。自（zì）動化係統中所使用的各種類（lèi）型（xíng）PLC，有的是（shì）集中安裝在控製室，有的是（shì）安裝在生產現場和各種電機設備上，它們大多處（chù）在強電電路和強電設備形成的惡劣電磁環境中。要（yào）提高PLC控製係統可（kě）靠性，設計（jì）人員隻有預先了解到各（gè）種幹擾才能有效保證係統可靠（kào）運行（háng）。

2. 電磁幹擾源及對係（xì）統的幹擾

影響（xiǎng）PLC控製係統的幹擾源於一般影響工業控製設備的幹擾源一樣，大都產生在電（diàn）流或電壓劇烈變（biàn）化的部位，這些電（diàn）荷劇烈移動的部位就是（shì）噪聲源，即幹擾源。

幹擾類型通常按幹擾產生的原因、噪聲的幹擾模式和（hé）噪聲的（de）波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產生的原因不同，分為放電噪（zào）聲、偶發噪聲等：按聲音幹擾模式不同，分為共（gòng）模幹擾和差模幹擾是一種比較常用（yòng）的分（fèn）類方（fāng）法（fǎ）。共模幹擾是信（xìn）號對（duì）地麵的電（diàn）位差（chà），主（zhǔ）要（yào）是由電（diàn）網串入，、地（dì）電位差及空間電磁輻射在信號線上（shàng）感應的共態電壓所加（jiā）形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差（chà）的電器供電室，變送器輸（shū）出信號的（de）共（gòng）模電壓普遍較高，有的（de）可高達130V以上。共（gòng）模電壓通過不對稱電路可轉換成共模電壓，直接影響測控信（xìn）號，造成元（yuán）器件壞，這種共模幹擾可為直流、亦可謂交流。共模幹（gàn）擾是指用於（yú）信號（hào）兩（liǎng）級間得幹擾電壓，主要由（yóu）空間電磁場（chǎng）在信號（hào）間耦合感應及由不（bú）平衡（héng）電路轉換共模幹擾所形成的（de）電壓（yā），這種讓直接疊加在信號上，直接影（yǐng）響測量與（yǔ）控製精（jīng）度。

3. PLC控製係統中電磁幹擾的主要來源有哪些呢?

1) 來自空間的輻射幹擾

空間（jiān）的輻射（shè）電磁場主要是由電力網絡、電氣（qì）設備的暫態過程、雷電、無線電廣播（bō）、電視、雷達（dá）、高頻感應加熱設（shè）備（bèi）等產生的，通（tōng）常稱為輻射幹擾。其分布（bù）極為複雜，若plc係統置於所設頻場內，就回收到輻射幹擾（rǎo），其影（yǐng）響主要通過兩條路勁，一是直接對PLC內部的（de）輻射，由電路感應產生幹擾，而是（shì）對PLC通信內網絡的輻射，出通信線路的感應（yīng）引入幹擾。輻射幹擾與現場設備所產生的電磁幹場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓瀉放元件進（jìn）行保護。

2) 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（rǎo）在我國工業（yè）現場教嚴重。

3) 來自電源的幹擾

實踐證明，因電源引（yǐn）入的幹擾（rǎo）造成控製係統故障的情況很多，在，工程調式（shì）中遇到過，後更換隔離性（xìng）能較高的PLC電源。問題才能得到解決。

PLC係統的（de）正常供（gòng）電電源（yuán）均由電網供電，由於電網覆（fù）蓋範圍廣，將受到所有空間電磁幹擾而在線路上感應電壓和電路，尤（yóu）其是電網內部的變化，開關（guān）操（cāo）作浪湧、大型電（diàn）力設（shè）備啟停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等，都通過社電（diàn）線路到電源邊PLC電源通常（cháng）采用隔離電（diàn）源，但其結構及製造工藝因素使其隔離性（xìng）並不（bú）理想（xiǎng）。實（shí）際上（shàng），由於（yú）分布參數特別（bié）是分布電容的存（cún）在，絕對隔離室不（bú）可能的。

4) 來自（zì）接地係統混亂時引入的幹擾

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號之（zhī）外，總會有外部幹擾的影（yǐng）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控製係統將無法正常工作。Plc控製係統的地線包括係統（tǒng）地、屏蔽（bì）地、交流地和保護地等、接地係統混亂對PLC係統的（de）幹擾（rǎo）主要是各個接（jiē）地（dì）點點位分布（bù）不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影（yǐng）響係統正常（cháng）工作，例如電纜屏蔽層必須（xū）一點接地，如（rú）果電（diàn）纜屏蔽層兩端都接（jiē）地，就存在地電位差，有電流流過地電位差，當發生異常狀態加雷擊時，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回（huí）路，在變化磁（cí）場的作用下（xià），屏蔽層內（nèi）有會出現感應電流，通過屏蔽層與芯（xīn）線（xiàn）之間的耦合，幹擾信號回路。若係統地與其他接地處理混亂，所產生的地環流可能在地線上產生不等點位分布（bù），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（gàn）擾容縣較低，邏輯地電位的分布幹擾容易（yì）影響（xiǎng）PLC的邏輯運算和（hé）數據存儲，造成數據混亂、程序跑飛（fēi）或（huò）死機，模擬地電位的分布將導致（zhì）測量精度下降引起對信號測控（kòng）的嚴重失真和誤動作

5) 來自信號線引入的幹擾

與PLC控製（zhì）係統連接的各類（lèi）信號傳輸線，除了傳（chuán）輸有效的各類信號之外，總會有外部幹擾信號侵入（rù）。此幹擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號（hào）儀表的供電電源串入的電（diàn）網（wǎng）幹擾。這往往被忽略;二是信（xìn）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信號工（gōng）作（zuò）異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件（jiàn）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（zǒng）線回流，造成邏輯數據變化、誤動（dòng）和死機。PLC控製係統因信號引（yǐn）入幹（gàn）擾造成模件損壞數相當嚴重，由此（cǐ）引起係統故障的情況也很多。

6) 來自PLC內（nèi）部的幹擾

主要由係統內部元器件及電路（lù）間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路互輻射及其對模擬電（diàn）路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響（xiǎng）及元器件（jiàn）間的香花不匹配使用等。這部（bù）屬於plc製造廠對係統內部進行電磁兼容（róng）設計的內容，比較複雜（zá），作為應（yīng）用部（bù）門事無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應用實績或（huò）經過考驗的係統。

4.係統受幹擾時，常會遇到以下幾種主要幹擾現象（xiàng）：

1) 係統（tǒng）發指令時，電機無規則地轉動;

2) 信號等於零時，數字顯（xiǎn）示表數值亂（luàn）跳;

3) 傳感器工作時，PLC采集過來的信號與實際參數所對（duì）應得信號值不吻合，且誤差值是隨機（jī）的，無規（guī）律的;

4) 與交流伺服係統共用（yòng）同一（yī）電源工作不正常。

5.怎麽樣才能更好、更簡單解決PLC係統幹擾?

1) 理想狀態（tài）下是（shì）選用隔離（lí）性能較好的設備、選用優良的電源、動（dòng）力（lì）線和信號線走線、電源接地要更加合理等（děng），但是需要不同設備廠商共同協作才（cái）能完成，很難做到（dào），而且成（chéng）本（běn）較高。

2) 利用模擬信號隔離器，有稱作信號變送器、屬於信號調理的範疇其主要起抗幹擾（rǎo）作用。正因為它（tā）有特別強的抗幹擾能力所以在自（zì）動化控製（zhì）係統中應（yīng）用非常廣泛。尤其對與複雜的工（gōng）業現場，控（kòng）製程序越老越複雜。信號隔離器對各種模擬量信號進行輸入、輸出、電源（yuán）三端隔離，的確是（shì）當今自動化（huà）控製係統中抗幹擾的有效措施之一。

6.為什麽解決PLC係統幹擾首選信號（hào）隔離器呢?

1) 使用簡（jiǎn）單方便、可靠、成本低廉，可同時解決多種幹擾。

2) 可大（dà）量減輕（qīng）設計人員、係統調試人（rén）員工（gōng）作量，即使複雜的係統在普通的設計人員手裏，也會變得非常穩定可靠。

信號隔離器工作原理是（shì）什麽?

首先將PLC接受的信（xìn）號，通過半（bàn）導體器件調製變換，然後通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然後再進行解調變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離後信號的供電電（diàn）源進行隔（gé）離處理。保證變換後的信（xìn）號、電源、地之間絕對獨（dú）立。

現在市場有那（nà）麽多品牌的隔離器，價格參差不齊，該怎麽選擇（zé）呢?

隔離器位於二個係統通道之間，所以選擇（zé）隔離器首先要確定（dìng）輸入輸出功能，同時要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環路供電型等)適應前後端通道（dào）接口模式，此外尚（shàng）有精度、功耗、噪音、絕緣強度、總線通訊等許多重要參數涉及（jí）產品性能，例（lì）如：噪（zào）音與精度有關、功耗能量與可（kě）靠性有關（guān），這些需要使用者慎選（xuǎn）。總之，試用、可靠（kào）、產（chǎn）品性價比是選擇隔離器的主要原則。

工作原理：首（shǒu）先將半導體器件（jiàn）調製變換，然後通過光感或磁（cí）感器進行隔離（lí）轉換，然後再進行解調回隔離前原信號，同時對隔離（lí）後信號的供電（diàn）電源進（jìn）行隔離（lí）處理，保證變換後信號的供電電源進行隔離處理。保證變（biàn）換後的信號、電（diàn）源、地之間絕對獨立。

一：保護下級的控製（zhì）回路。

二：消弱環境噪聲對測試電路的影響。

三：抑製公共接地、變（biàn）頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實防護。

標（biāo）準係列導軌結構，易於安裝（zhuāng），可有效的隔離;輸（shū）入、輸出和電磁閥（fá）及（jí）大地之間的電位，能克服變頻器噪聲級各種高低頻脈動幹擾。

信號隔離器的主（zhǔ）要類型有哪些?

1) 隔離器

工業生（shēng）產中為增加儀表負載（zǎi）能力並保證連接同一信號的儀表之間互不幹擾，提高（gāo）提高電（diàn）氣安裝性能。需要將輸入的電壓、電流或頻頻率、電阻等信號進行采集、放大、運算、和進行抗幹擾處理後，再輸出隔離的（de）電流和電壓信號，安全的送給二次儀表和（hé）PLC/DCS使用。

2) 配電器（qì）

工業現場一（yī）般需要采（cǎi）用兩（liǎng）線製傳輸方式，既要為變（biàn）送器等一次儀表（biǎo）提供24V配電電（diàn）源，同時又要對輸入的電流信號進（jìn）行采集、放大、運（yùn）算、和（hé）進行抗幹擾處理後，再輸出隔離的電流信號和電壓信號，供後麵的二次儀表或其它儀（yí）表使用。

3) 安全柵

一些特殊的工業現場不但需（xū）要（yào）兩線（xiàn）製傳輸，既要提供配電電源又有信號隔離功能，同（tóng）時還需要具有安全火（huǒ）花（huā）防爆的性能，可靠地遏製電源功率、防止電源、信號及地之間的點火，限流、降壓（yā）雙重限製信號及電源回路，把進入危險（xiǎn）場所（suǒ）的（de）能量限製在（zài）安全（quán）定額範圍內。

信（xìn）號隔離器安裝維護應注意哪（nǎ）些事項?

由於（yú）生（shēng）產廠家不同，對隔離器的生產工（gōng）藝、接線定義也不都相同，但（dàn）使用（yòng）場合基本相同（tóng），所（suǒ）以對產品的防護要求及維護（hù）基本相同。

1. 使用前（qián）應詳細閱讀說明書（shū）。

2. 作為信號隔離使用時（shí），應將輸入端（duān）串入環路電路中（zhōng），輸出端接取樣回路。

3. 作為隔（gé）離配電使用時，應將輸入端並入電源電路中，輸出端接（jiē）變送器（qì）。

4. 若不正常工作應先檢查接（jiē）線是否正確，注意電源（yuán）有無（wú）及極性發證。

為什麽有時PLC接收到的（de）現象信號誤差大且（qiě）穩定性差?

造成這種想象的原因很多，不同儀表信號參考點之間的電位差事重要（yào）因素（sù）。出於（yú）這個差造成儀表（biǎo）信號之間產生幹擾電流，致使PLC誤差（chà）大且穩定性差。所以不同設備、儀表的信號有一個（gè）共同的參考點是最佳狀況。隔離器使輸入/輸出電氣（qì）上（shàng）完全（quán）隔離（lí），在PLC上模擬接口板（bǎn）形成共同的參考點，達到理想裝抗問（wèn）題（tí）就解決了。

對4-20mA通道進行隔離，而機（jī）櫃裏沒有設置電源的空間了。怎麽辦?

一種無源信（xìn）號隔離器，它能實現4-20mA信號隔離且無（wú）需外接電源。PH1033就是此（cǐ）類產品。

現在（zài）市場有那（nà）麽多品（pǐn）牌的隔離器，價格慘差（chà）不齊，該（gāi）怎麽選（xuǎn）擇呢?

隔離器位於二個係統通道之間（jiān），所以選擇隔離器首先要確定（dìng）輸入輸出功能，同時要使隔離器輸入輸出（chū）模式（shì）適應前後端通道接口（kǒu）模式，此外，尚有精度、功耗、噪音、絕緣（yuán）強度、總線（xiàn）通訊功能（néng）等許多重要參數涉及產品性能，例如：噪音與精度有關、功耗能量與可靠性有關。這些需要使用者慎選（xuǎn）。總之（zhī），適用、可靠、產品性價比是選擇隔離器（qì）的主要原則。

DCS接收到的現場二線製壓力變送器（qì）信號不穩定，怎麽解決?

二線製變送器在工（gōng）業自動化領域中使（shǐ）用頻度較高，與其他工業現場（chǎng）設備相（xiàng）同，二（èr）線製變（biàn）送器也存在受幹擾（rǎo）及抗幹擾的（de）問題。依據DCS模擬（nǐ）板接口（kǒu）模（mó）式選用功能不（bú）同的隔離配電器，原則上要求它既能給變送器提供隔離電源、保證每個變送器有（yǒu）一個獨（dú）立電源，又能將變送器信號隔離輸送到DCS。

PLC模擬板接口是二線回（huí）路供（gòng）電方（fāng）式的，而且需要對信號進行隔離，怎樣選用產品呢（ne）?

二線回（huí）路供電方式是一種常見模（mó）擬（nǐ）板接口。與這個接口相適合的產品稱為二線製回路隔離係列（liè）產品。這種隔離變送器內部的隔離器件均（jun1）采用變壓器方式，一方（fāng）麵傳遞了信號，另一方麵也將供電端的電（diàn）能傳（chuán）送到輸入部份，使輸入部分的各（gè）種電路能正常工作（zuò）。例如ph2217等配電器產品等。

有幾種常用兩線製配電器?

常用的二線製隔離配（pèi）電器有兩個係列品（pǐn）種可以選擇。兩個係（xì）列產品的共同點是均能通過外部供電電源經（jīng）隔離後給兩（liǎng）線製變送器提供一個獨（dú）立的隔離電源：變送器配電取決於現場所配PLC/DCS模擬電量。

安全柵的應用

安全柵最初（chū）屬於電動單元組合儀表（biǎo）的輔助單元（yuán），其主要（yào）用途（tú）是防爆係統的隔離裝置。安全柵將來自危險區的信號經隔離變送，輸出隔離的電流信號到安全區，安全柵應用在（zài）本安防爆係統中，通過（guò）限流和限壓電路限製了送往現場回路的能量，從而防止非本安電路得危險能量串入本安回（huí）路（lù）。安全（quán）柵廣泛應用於石化等行業的DCS/PLC/PCS等自動化係統（tǒng）中。

常見的安全柵按結構形式可分為（wéi）齊納式和隔離式

齊納式安全柵的應用：

電（diàn）路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量（liàng）進（jìn）行限製，從而（ér）保（bǎo）證輸出到危險區的能量。但因由於原理的缺陷使其應用的可靠性受（shòu）到影響，並限製了其應用範圍，原因如下：

1、 安（ān）裝位置要有非常可靠地接地係統，齊納式安全柵的接地電（diàn）阻必須（xū）小於1歐姆，否則便失（shī）去防保安全保護性能，顯然這樣的（de）要求是（shì）十分苛刻並在工程應（yīng）用中很難保證。

2、 要（yào）求危險區的現場儀表必須是隔（gé）離型，否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地想接後信號無法正確傳送，並且由於信號（hào）接地，直接降低信號抗幹擾能力（lì），影響（xiǎng）係統穩定性。

3、 齊納式安全柵對電源影響（xiǎng）較大，同時也易因電源的波動3而造（zào）成齊納式安全柵的損壞。

隔離式安全柵的應用：

采取將輸入、輸出、電源之間相互電氣（qì）隔離的電路結構，同時符合本安型限製能（néng）量的要求。

1、 采用了三方隔離方式，因此無需係（xì）統接（jiē）地線路，給設計及現場施工帶來極大方便。

2、 對危險區的現場儀表無需采用隔離式的儀表。

3、 信號線路無（wú）需共地，使得檢測（cè）和控製回路信（xìn）號的穩定性和抗幹擾能力大大增強，從而提高了整個係統的可靠性。

4、 隔離式安全柵具備更強（qiáng）的輸入信號處理能力，能夠接受並處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號，這是齊納式（shì）安全柵所無法做到的（de）。

5、 隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號（hào），以提供給（gěi）使用同一信號源的兩（liǎng）台設備使用，並保證兩設備（bèi）信號不互相（xiàng）幹擾，同時提高所連接設備相互（hù）之間的電氣安全絕緣性能（néng）。

因此，對齊納式和隔離式安全柵的特點和性（xìng）能後可以看出，隔離式安全柵有著突出的優點和更為廣泛用途，在要求較高的工程現場，幾乎無一例外（wài）地采用了隔離式安全柵作為主（zhǔ）要本安防爆儀表，隔離式安全柵與逐漸取（qǔ）代了齊（qí）納式安全柵。

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