西门子DI模块EM222CN

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PLC可编程序控制器的外部干扰和可靠性措施有哪些

可编程序控制器是专门为工业环境设计的控制装置，一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工业环境使用。但是如果环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈或安装使用不当，都不能保证系统的正常安全运行。干扰可能使可编程序控制器接收到错误的信号，造成误动作，或使可编程序控制器内部的数据丢失，严重时甚至会使系统失控。在系统设计时，应采取相应的可靠性揩施，以消除或减少干扰的影响，保证系统的正常运行。

  外部干扰的来源

  外部干扰有以下儿种来源:

  (1)控制系统供电电源的波动以及电源电压中高次谐波产生的干扰。

  (2)其他设备或空中强电场通过分布电容的耦合窜人控制系统引起的干扰。

  (3)邻近的大容量电气设备起动和停机时，因电磁感应引起的干扰性。

  (4)相邻信号线绝缘降低，通过导线绝缘电阻引起的干扰。

  消除干扰的主要方法是阻断干扰侵人的途径和降低系统对干扰的敏感性，提高系统白身的抗干扰能力。

  实践表明，系统中可编程序控制器之外的部分(特别是机械限位开关)的故障率，往往比可编程序控制器本身的故障率高得多，因此在设计时应采取相应的措施，如用高可靠性的接近开关代替机械限位开关，才能保证整个系统的可靠性。

  对电源的处理

  电源是十扰进人可编程序控制器的主要途径之一，电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的，各种大功率用电设备是主要的干扰源。

  在干扰较强或对可靠性要求很高的场合，可以在可编程序控制器的交流电源输人端加接带屏敝层的隔高变压器和低通滤波器(见图8-8)，隔离变压器可以抑制从电源线窜人的外米干扰，提高抗高频共模干扰能力，屏蔽层应可靠接地。

图 8-8 低通滤波电路与隔离变压器

  低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”图中的工L1和L2用来抑制高频差模电压，L3和L4是用等长的AC120V导线反向绕在同一磁环上的，50Hx的工频电流在磁不中产生的磁通互相抵消，磁环不会饱和。两根线中的共模干扰电流在磁环中产生的磁通是叠加的，共模干扰被L3和L4图8-8低通健波电路与隔离变压器阻挡。图中的CI和C2用来滤除共模干扰电压，C3用米滤除差模干扰电压。RV是压敏电阻，其击穿电压咯高于电源正常工作时的*高电压，平常相当于开路，遇尖峰干扰脉冲时它被击穿，干扰电压被压敏电阻钳位，这时压敏电阻的端电压等于其击穿电压，尖峰脉冲消失后压敏电阻可恢复正常状态。

  高频干扰信号不是通过变压器绕组的耦合，而是通过次侧、二次侧绕组间的分布电容传递的。在一次侧、二次侧绕组之间加绕屏蔽层，并将它和铁心一起接地，可以减少绕组间的分布电容，提高抗高频于扰的能力。

  也可以选用电源滤波器产品，如北京中石公司的电源滤波器，具有良好的共模滤波、差模滤波性能和高频干扰抑制性能，能有效抑制线与线之间和线与地之间的干扰。

  在电力系统中，使用220V的直流电源(蓄电池)给可编程序控制器供电，可以显著地减少来自交流电源的干扰，在交流电源消失时，也能保证可编程序控制器的正常工作。某些可编程序控制器的电源输人端中，有一个直接对220V交流电源整流的二极管整流桥，交流电压经整流后送给可编程序控制器中的开关电源。开关电源的输人电压范围很宽，这种可编程序控制器也可以使用220V直流电源、使用交流电源时，整流桥的每只二极曾只承受一半的负载电流，使用直流电源时，有两只二极管承受全部负载电流。考虑到可编程序控制器的电源输人电流很小，在设计时整流二极管一般都留有较大的裕量，如使用直流220V电源电压不会有什么问题，实践证明上述方案是可行的。

  动力部分、控制部分、可编程序控制器、I/0电源应分别配线，隔离变压器与可编程序控制器和与I/0电源之间应采用双绞线连接。系统的动力线应足够粗，以降低大容量异步电动机起动时的线路压降。如有条件，可对可编程序控制器采用单独的供电回路，以避免大容量设备的起停对可编程序控制器的干扰。可编程序控制器的电源可以取自照明线路，相对而言照明线路上的干扰信号比动力线上的小得多。

  外部输人电路用的外接直流电源**采用稳压电源，那种仪将交流电压整流滤波的电源含有较强的纹波，可能使可编程序控制器接收到错误的信息。