加强PLC控制系统抗干扰能力的措施

张家滨 乔宏琦 王鑫

摘  要：近年来，随着各种新技术的层出不穷，在很大程度上推动了我国工业建设的发展和壮大。随着PLC控制系统的广泛应用，其中所暴露出来的问题也越来越明显，尤其是电子产品的发展对于它使用的稳定性也有了更高的要求。所以本文希望通过对抗干扰能力的影响指出存在的不足并提出合理的解决措施，为相关人员在日后使用和创新的过程中提供一定的参考意见，也为我国工业建设的可持续发展建设贡献一点力量。

关键词：单片机;PLC;抗干扰能力

中图分类号：TN973          文献标志码：A

1 PLC控制系统干扰因素

1.1 电源波形的畸变干扰

一般情况下，PLC控制系统多半是由半导体器件组成，且多数使用的是GRT、GTO这两种组件。在运行的过程中由于会受到多种因素的限制而产生谐波、噪声等现象，长此以往PLC系统就会出现电源波形畸形的现象，最终则会影响PLC的正常使用。

1.2 电路耦合干扰

这种干扰因素的产生是由于PLC在回路过程中因受到阻力而产生的一种电流干扰。发生的主要原因多半是PLC在选择地点进行连接的过程中而出现的，一是地点选择不正确;二是连接地接地不恰当。

1.3 元器件触点抖动干扰

PLC在运行的过程中，因为会受到外界自然因素的影响而产生一定的振动，这是一种正常运转的情况。但是如果说PLC组件及元器件内部或是相应的控制面板在衔接的过程中而没有保证其质量，这样就会使得振动产生激烈的现象，而发出一种错误的信号，进而影响PLC的正常运行，这种影响是相对较大的。

1.4 电容性和电感性干扰

干扰源和干扰对象主要就是指一般情况下我们所说的电容性干扰，这种干扰主要产生于电容耦合的相互作用之间，当干扰源受到外界磁场干扰的时候就会最终影响到电感性元件的正常运行。此外，还有一些其他因素，如人员操作不当或是其他原因也会存在干扰对象影响PLC的运行，所以无论针对什么原因所产生的，作为工作人员都不应该忽视该问题的存在，而是要进行详细的分析。

2 PLC控制系统抗干扰措施

2.1 确定合理的硬件设计

从上面的论述我们可以清晰地了解到影响PLC正常运行的抗干扰因素，下面文章主要针对影响其正常运行的影响因素进行阐述，主要是指两方面内容：一是针对系统设计阶段可能出现的影响因素通过先进的手段和技术手法尽量避免其可能存在的问题和电磁波等干扰因素，提升设计水平和系统的稳定性;二是通过对硬件的处理来完善相应的配供电选择和原材料的使用，要求技术人员必须按照符合规定要求的，进行输入输出的设置，并提供可行性的解决方案，提升抗干扰系统的能力。

2.2 合理的设计软件

从某种角度上来讲，電磁干扰的影响因素是很难从根本上进行消除的。因程序运行的复杂性和多种不确定性，都导致了问题可能出现的原因。所以我们只能从基础的、合理的设计上尽量创新我们的设计，提高系统的稳定性。但是如果在设计的过程中我们不能保证定时器设计的合理性，就很难做出准确的判断，最终难以检测故障的出现，使得后果将极其严重。

2.2.1 屏蔽错误信号

当PLC控制系统所处环境电磁干扰较复杂时，应采用硬件与软件措施相配合的方式，才能有效降低系统所受电磁干扰影响。在PLC控制系统工作循环中，各步骤的动作时间通常是固定不变的，行程开关、光电开关等敏感元件总是在该工作步骤进行同时发出信号。利用该工作原理，通过对PLC运行软件进行编程，增加分析判断、延时确认、封锁干扰功能，可实现PLC对干扰信号的判别、规避。

2.2.2 消除“抖动”干扰

PLC控制系统因外部环境影响，有些输入元件（例如行程开关或按钮等）在接通时会发生触点时断时续、连接不畅的“抖动”现象，由于PLC控制系统扫描工作速度快，扫描动作时间较短，故抖动信号很可能会被系统检测并接收到，从而造成系统运行错误的不良后果。因此，必须对某些“抖动”信号进行消除、屏蔽，以保证系统正常工作。

2.2.3 利用时间检测

自动化设备在各工作步骤的动作所需的时间通常是不变或以固定规律少量变化的。可以据此原理，在PLC控制系统发出输出信号、对应外部执行机构（自动化设备）开始动作时设置定时器。该定时器设定值较设备正常运行时的动作持续时间延长20%左右，以此来完成对控制系统输出信号的分析判断，并根据判断结果进行后续动作。

3 提高PLC控制系统抗干扰能力的可行方法

3.1 软件方面

对于抗干扰能力的提升无外乎也是从内外部两个方面进行分析，下面重点分析一下在软件方面的可行性：一是提高软件结构的稳定性和可靠性。如信号波形的采集、数字滤波等程序设计，这些都能够在某种程度上定期对抗干扰做出判断，且消除可能出现的干扰信号。比较常见的一种软件技术则是冗余技术，随着各种技术的层出不穷，冗余技术的推广与使用，它能够代替PLC在出现故障时而确保其正常运转。对于PLC的运行的安全性和稳定性有着很大的重要影响。不仅仅可以应用于软件方面，对于硬件的改善也是较好的。此外，在进行程度调试的过程中，可以依据存在的问题进行适当的编程改变和补充、修改等，不断调整参数信息，从而满足其正常运行的条件。

二是可以通过延长时间和封锁干扰软件程序来增强PLC的运行能力。在PLC运行的过程中可以通过设定运行的固定值来完成，这样就会确保每个步骤都是在合理时间内进行操作完成的，不会出现长时间疲劳作业的情况，针对出现的不良信号和干扰信息做出反馈和屏蔽。

三是就元器件而出现的振动等新乡可以通过设计合理的触点解决存在的问题，也就是说为了防止错误信号的发出或是不正常运行。一般可以针对内容计时器的设计进行改良，缩短振动的时间和速度，通过软件程序编程来合理规避问题，增强信号的抗干扰力，进而维持PLC的正常运行。

3.2 硬件方面

从硬件角度来考虑，PLC自身存在着一定的抗干扰性，在进行硬件组接的过程中只要能够确保自身电源与控制系统的电源分开进行接线，就会有足够的能力抗对一般的干扰因素。但是在极为特殊的情况下，这种抗干扰因素就会降低。就必须采取电源滤波器的形式代替原有的隔离变压器装置来运行。这是最简单的一种方式，相比较而言，但是也会存在其他现象，当PLC控制系统的电源产生了噪声等直接干扰的情况，除采用上述的解决措施外，还要对隔离变压器进行合理的设置，改变原有的接地线路，两者相统一才能更好地保证PLC的运行。

不仅如此，还有一种方式可以有效改善PLC的运行情况，主要是指接地系统。有其3种形式分别是浮地接地、电容接地和直接接地。所以要针对PLC自身的运行情况进行很好的选择接地方式。频率最低的时候适宜选择一点接地的方式，频率在10MHz时则适宜选择多点接地的方式。如果是介于两者之间，就需要对整体进行评估，需要注意的是，PLC接地线路敷设应尽量短，其内部CPU必须采取接地处理。使用I/O接口电路的，其CPU可与I/O共同接地，但要保证PLC任一单元的保护接地电阻要小于100Ω。

结语

综上所述，PLC控制系统的运行及抗干扰的因素的降低都将是一项比较复杂的作业，尤其是近年来随着PLC技术的不断推广和运用，在工业建设中得到了人们较好的认知度，但是与此同时出现的问题也越来越明显。作为相关技术人员必须要对PLC原理进行熟悉，能够运用多种设计方式和手段来进行合理编程，针对存在的问题进行合理优化，从根本上解决PLC存在的问题，提高系统的稳定性和安全性。

参考文献

[1]张金德.浅析如何提高PLC控制系统抗干扰能力[J].科技展望，2015（1）：136.

[2]于强.关于水电站设备PLC控制系统抗干扰措施的研讨[J].黑龙江科学，2014（1）：201.