西門子EM AQ04模擬量模塊

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工程設(shè)計(jì)人員僅僅了解抗干擾的原則，掌握抗干擾的最基本措施還不夠，許多情況下干擾源對系統(tǒng)的干擾不是那么明顯，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，在實(shí)踐中不斷總結(jié)。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中通常采用的主要抗干擾措施有：

　?。?）選擇抗干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品

　　在控制系統(tǒng)的設(shè)備選型階段，考慮到各廠家PLC抗干擾性能的優(yōu)劣，選型時(shí)就需選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括了電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC），尤其是抗外部干擾的能力，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的PLC。其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標(biāo)，如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場強(qiáng)度和多高頻率的磁場強(qiáng)度環(huán)境中工作等。另外的方法是考察該型號PLC在類似工作環(huán)境中的使用情況。

　?。?）采用性能好的電源，抑制電網(wǎng)干擾

　　在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入。PLC系統(tǒng)的供電電源一般都采用隔離性能較好的電源，變送器的電源及與PLC有直接電氣連接的儀表的供電電源應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）的產(chǎn)品，以減少對PLC系統(tǒng)的干擾。

　　此外，PLC電源要與整個(gè)供電系統(tǒng)的動(dòng)力電源分開，一般在進(jìn)入PLC系統(tǒng)時(shí)加屏蔽隔離變壓器。屏蔽隔離變壓器的次級側(cè)至PLC系統(tǒng)間必須采用不小于2mm2的雙絞線。屏蔽體一般位于一、二次側(cè)兩線圈之間并與大地連接，這樣就可消除線圈間的直接耦合。另外，電源諧波比較嚴(yán)重時(shí)，可在隔離變壓器前面加濾波器來消除電源的大部分諧波。必要時(shí)可在供電的電源線路上接入低通濾波器，以濾去高頻干擾信號。濾波器應(yīng)放在隔離變壓器之前，即先濾波后隔離。分離供電系統(tǒng)，將控制器、I/O通道和其他設(shè)備的供電采用各自的隔離變壓器分離開來，也有助于抗電網(wǎng)干擾。

　?。?）電纜的選擇和敷設(shè)

　　PLC控制系統(tǒng)的線路中有電源線、輸入/輸出線、動(dòng)力線和接地線，布線不當(dāng)則會造成電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)等干擾，因此必須按照特定的要求布線。動(dòng)力電纜為高壓大電流線路，PLC系統(tǒng)的配線靠近時(shí)會受到干擾，因此布線時(shí)要將PLC的輸入/輸出線與其他控制線分開，不要共用一條電纜。開關(guān)量信號線與模擬量信號線也應(yīng)分開布線，而且后者應(yīng)采用屏蔽線，并且將屏蔽層接地。數(shù)字傳送線也要采用屏蔽線，并且要將屏蔽層接地。外部布線時(shí)應(yīng)將控制電纜、動(dòng)力電纜、輸入/輸出線分開且單獨(dú)布線，相互之間一般應(yīng)保持30cm以上的間距。當(dāng)實(shí)際情況只能允許在同一線槽布線時(shí)，就用金屬板把控制電纜、動(dòng)力電纜、輸入/輸出線間隔開來并屏蔽，金屬板還必須接地。隔離變壓器二次側(cè)的電源線要采用2mm2以上的銅芯聚氯乙烯絕緣雙絞軟線。經(jīng)過這樣處理的電源線、輸入/輸出線與動(dòng)力線就可以減少外界磁場及相互之間的干擾。

　?。?）安裝中的抗干擾措施

　　PLC控制系統(tǒng)所處的環(huán)境對其自身的抗干擾也有一定的關(guān)系，因此在安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

　?、贋V波器、隔離穩(wěn)壓器應(yīng)設(shè)在PLC控制柜的電源進(jìn)線口處，不讓干擾進(jìn)入控制柜內(nèi)，或盡量縮短進(jìn)線距離。

　?、赑LC控制柜應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓柜、大動(dòng)力設(shè)備和高頻設(shè)備。

　?、跴LC要盡可能遠(yuǎn)離繼電器之類的電磁線圈和容易產(chǎn)生電弧的觸點(diǎn)。

　?、躊LC要遠(yuǎn)離發(fā)熱的電氣設(shè)備或其他熱源，并放在通風(fēng)良好的位置上。

　?、軵LC的外部要有可靠的防水措施，以防止雨水進(jìn)入，造成機(jī)器損壞。

　?。?）正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)

　　接地的目的通常有兩個(gè)，一是為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。

　　系統(tǒng)接地方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地3種。PLC控制系統(tǒng)屬于高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)的接地線一般采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地的方式，單獨(dú)接地，也可以與其他設(shè)備公共接地，但嚴(yán)禁與其他設(shè)備串連接地。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地的方式，即用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn)，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于20mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻應(yīng)小于2Ω，接地極埋在距建筑物10～15m遠(yuǎn)處，而且PLC系統(tǒng)的接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備的接地點(diǎn)相距10m以上。

　　信號源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地，不接地時(shí)應(yīng)在PLC側(cè)接地。信號線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地。多個(gè)測點(diǎn)信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。連接接地線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　?、貾LC控制系統(tǒng)單獨(dú)接地。

　　②PLC系統(tǒng)的接地端是抗干擾的中性端子，正確接地可以有效消除電源系統(tǒng)的共模干擾。

　?、跴LC系統(tǒng)的接地線至少用20mm2的接地線，以防止感應(yīng)電的產(chǎn)生。

　?、茌斎?輸出信號電纜的屏蔽線應(yīng)與接地端子連接，且接地良好。

　?。?）外圍設(shè)備干擾的抑制

　?、貾LC輸入/輸出端子的保護(hù)

　　當(dāng)輸入信號源為感性元件，輸出驅(qū)動(dòng)的負(fù)載為感性元件時(shí)，對于直流電路應(yīng)在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管。對于交流電路，應(yīng)在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路。其作用是為了防止在感性輸入或輸出電路斷開時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢或浪涌電流對PLC輸入/輸出端和內(nèi)部電源的沖擊，若PLC的驅(qū)動(dòng)元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈，應(yīng)在PLC輸出端與驅(qū)動(dòng)元件之間增加光電隔離的過零型固態(tài)繼電器。

　?、谳斎?輸出信號的防錯(cuò)

　　當(dāng)輸出元件為雙向晶閘管或晶體管而外部負(fù)載又很小時(shí)，因?yàn)檫@類輸出元件在關(guān)斷時(shí)有較大的漏電流，使輸入電路和外部負(fù)載電路不易關(guān)斷，導(dǎo)致輸入/輸出信號的錯(cuò)誤，為此應(yīng)在這類輸入/輸出端并聯(lián)旁路電阻，以減小PLC的輸入電流和外部負(fù)載上的電流。

　　③漏電流

　　當(dāng)采用接近開關(guān)、光電開關(guān)等直流兩線式傳感器輸入信號時(shí)，若漏電流較大，應(yīng)考慮由此而產(chǎn)生的誤動(dòng)作，使PLC輸入信號不能關(guān)斷。一般在PLC的輸入端子上接一旁路電阻，以減少輸入阻抗。同樣用雙向晶閘管輸出時(shí)，為避免漏電流等原因引起的輸出元件關(guān)斷不了，也可以在輸出端并聯(lián)一旁路電阻。

　　④浪涌電壓

　　在PLC觸點(diǎn)（開關(guān)量）輸出的場合，不管PLC本身有無抗干擾措施，都應(yīng)采用RC吸收回路（交流負(fù)載）或并接續(xù)流二級管（直流負(fù)載），以吸收感性負(fù)載產(chǎn)生的浪涌電壓。

　?、輿_擊電流

　　用晶體管或雙向晶閘管輸出模塊驅(qū)動(dòng)白熾燈之類的負(fù)載時(shí)，為保護(hù)輸出模塊，應(yīng)在PLC輸出端并接旁路電阻或與負(fù)載串聯(lián)限流電阻。

　?。?）電磁干擾的抑制