自動(dòng)化系統中所使用的各種類(lèi)型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現場(chǎng)的各單機設備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設計的控制裝置，在設計和制造過(guò)程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現場(chǎng)的I/O設備相連，外來(lái)干擾很容易通過(guò)電源線(xiàn)或I/O傳輸線(xiàn)侵入，從而引起控制系統的誤動(dòng)作。

PLC受到的干擾可分為外部干擾和內部干擾。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境下，外部干擾是隨機的，與系統結構無(wú)關(guān)，且干擾源是無(wú)法消除的，只能針對具體情況加以限制；內部干擾與系統結構有關(guān)，主要通過(guò)系統內交流主電路，模擬量輸入信號等引起，可合理設計系統線(xiàn)路來(lái)削弱和抑制內部干擾和防止外部干擾。要提高PLC控制系統的可靠性，就要從多方面提高系統的抗干擾能力。

分析硬件電路，提出硬件抗干擾措施

1、PLC控制系統的安裝和使用環(huán)境

PLC是專(zhuān)為工業(yè)控制設計的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。但是在PLC控制系統中，如果環(huán)境過(guò)于惡劣，或安裝使用不當，會(huì )降低系統的可靠性。
PLC使用環(huán)境溫度通常在0℃～55℃范圍內，應避免太陽(yáng)光直接照射，安裝位置應遠離發(fā)熱量大的器件，同時(shí)應保證有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。環(huán)境濕度一般應小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場(chǎng)合，需將PLC封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強烈的振動(dòng)源，系統的可靠性也會(huì )降低，所以應采取相應的減振措施。

2、PLC的電源與接地

PLC本身的抗干擾能力一般都很強。通常，只能將PLC的電源與系統的動(dòng)力設備電源分開(kāi)配線(xiàn)，對于電源線(xiàn)來(lái)的干擾，一般都有足夠強的抑制能力。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴重，可加接一個(gè)帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設備與地之間的干擾，提高系統的可靠性。如果一個(gè)系統中含有擴展單元，則其電源必須與基本單元共用一個(gè)開(kāi)關(guān)控制，也就是說(shuō)，它們的上電與斷電必須同時(shí)進(jìn)行。良好的接地是保證PLC安全可靠運行的重要條件。

接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統是PLC控制系統抗干擾的重要措施之一。接地在消除干擾上起很大的作用。這里的接地是指決定系統電位的地，而不是信號系統歸路的接地。在PLC控制系統中有許多懸浮的金屬架，它們是懼空中干擾的空中線(xiàn)，需要有決定電位的地線(xiàn)。交流地是PLC控制系統供電所必需的，它通過(guò)變壓器中心點(diǎn)構成供電兩條回路之一。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個(gè)嚴重的干擾源。因此交流地線(xiàn)、直流地線(xiàn)、模擬地和數字地等必須分開(kāi)。數字地和模擬地的共點(diǎn)地最好置懸浮方式。地線(xiàn)各點(diǎn)之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線(xiàn)，有條件可采用環(huán)形地線(xiàn)。系統地端子（LG）是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當電磁干擾比較嚴重時(shí)，這個(gè)端子需與接大地的端子（GR）連接。

3、PLC的輸入、輸出設備

輸入電路是PLC接受開(kāi)關(guān)量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線(xiàn)方式及是否牢靠也是影響控制系統可靠性的重要因素。以開(kāi)關(guān)量輸入為例，按鈕、行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)接觸要保持在良好狀態(tài)，接線(xiàn)要牢固可靠。機械限位開(kāi)關(guān)是容易產(chǎn)生故障的元件，設計時(shí)，應盡量選用可靠性高的接近開(kāi)關(guān)代替機械限位開(kāi)關(guān)。此外，按鈕觸點(diǎn)的選擇也影響到系統的可靠性。在設計電路時(shí)，應盡量選用可靠性高的元器件，對于模擬量輸入信號來(lái)說(shuō)，常用的有4～20mA、0～20mA直流電流信號；0～5V、0～10V直流電壓信號，電源為直流24V.

對于開(kāi)關(guān)量輸出來(lái)說(shuō)，PLC的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應根據負載要求來(lái)決定，選擇不當會(huì )使系統可靠性降低，嚴重時(shí)導致系統不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負載，晶體管輸出只能用于直流負載。此外，PLC的輸出端子帶負載能力是有限的，如果超過(guò)了規定的最大限值，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。

外接繼電器、接觸器、電磁閥等執行元件的質(zhì)量，是影響系統可靠性的重要因素。常見(jiàn)的故障有線(xiàn)圈短路、機械故障造成觸點(diǎn)不動(dòng)或接觸不良。這一方面可以通過(guò)選用高質(zhì)量的元器件來(lái)提高可靠性，另一方面，在對系統可靠性及智能化要求較高的場(chǎng)合，可以根據電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點(diǎn)部位進(jìn)行診斷，當檢測到異常信號時(shí)，系統按程序自動(dòng)轉入故障處理，從而提高系統工作的可靠性。若PLC輸出端子接有感性元件，則應采取相應的保護措施，以保護PLC的輸出觸點(diǎn)。

為了防止或減少外部配線(xiàn)的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出應分別使用各自的電纜；對于集成電路或晶體管設備的輸入、輸出信號線(xiàn)、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側懸空，而在控制側接地

軟件抗干擾措施

硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進(jìn)入控制系統，但由于干擾存在的隨機性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門(mén)外，這時(shí)，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結合來(lái)提高系統的抗干擾能力。

1、利用"看門(mén)狗"方法對系統的運動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監控

PLC內部具有豐富的軟元件，如定時(shí)器、計數器、輔助繼電器等，利用它們來(lái)設計一些程序，可以屏蔽輸入元件的誤信號，防止輸出元件的誤動(dòng)作。在設計應用程序時(shí)，可以利用"看門(mén)狗"方法實(shí)現對系統各組成部分運行狀態(tài)的監控。如用PLC控制某一運動(dòng)部件時(shí)，編程時(shí)可定義一個(gè)定時(shí)器作"看門(mén)狗"用，對運動(dòng)部件的工作狀態(tài)進(jìn)行監視。定時(shí)器的設定值，為運動(dòng)部件所需要的最大可能時(shí)間。在發(fā)出該部件的動(dòng)作指令時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)"看門(mén)狗"定時(shí)器。若運動(dòng)部件在規定時(shí)間內達到指定位置，發(fā)出一個(gè)動(dòng)作完成信號，使定時(shí)器清零，說(shuō)明監控對象工作正常；否則，說(shuō)明監控對象工作不正常，發(fā)出報警或停止工作信號。

2、消抖

在振動(dòng)環(huán)境中，行程開(kāi)關(guān)或按鈕常常會(huì )因為抖動(dòng)而發(fā)出誤信號，一般的抖動(dòng)時(shí)間都比較短，針對抖動(dòng)時(shí)間短的特點(diǎn)，可用PLC內部計時(shí)器經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)，得到消除抖動(dòng)后的可靠有效信號，從而達到抗干擾的目的。

3、用軟件數字濾波的方法提高輸入信號的信噪比

為了提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數字濾波來(lái)提高有用信號真實(shí)性。對于有大幅度隨機干擾的系統，采用程序限幅法，即連續采樣五次，若某一次采樣值遠遠大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。對于流量、壓力、液面、位移等參數，往往會(huì )在一定范圍內頻繁波動(dòng)，則采用算術(shù)平均法。即用n次采樣的平均值來(lái)代替當前值。一般認為：流量n= 12，壓力n=4最合適。對于緩慢變化信號如溫度參數，可連續三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。對于具有積分器A/D轉換來(lái)說(shuō)，采樣時(shí)間應取工頻周期（20ms）的整數倍。實(shí)踐證明其抑制工頻干擾能力超過(guò)單純積分器的效果。

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