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前言

隨著科技的進步，中國智造2025的提出使工廠企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)型智能制造。在生產(chǎn)運行中穩(wěn)定、可靠、安全是至關(guān)重要的。PLC以其運算速度快、功耗小、性價比高等優(yōu)點，迅速擴大自己的市場。PLC有的安裝在控制室內(nèi)，有的直接安裝在現(xiàn)場的設(shè)備中。設(shè)備周圍有很強的電路及其他的設(shè)備，比如變頻器，如此惡劣的電磁環(huán)境給PLC穩(wěn)定性及工程師預(yù)防都會造成大的干擾。因此了解和預(yù)防干擾是有必要的，在此以常遇見的模擬量波動為例。

2.為什么會有波動

   工業(yè)設(shè)備中影響PLC模擬量的情況有多種，例如：

   ①來自于設(shè)備或柜內(nèi)強電干擾。

   ②布線、接地系統(tǒng)混亂產(chǎn)生干擾。

   ③來自信號線或電源線的干擾。

   ④PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾。

它們大多是產(chǎn)生電流或電壓距離變化引起電荷劇烈移動產(chǎn)生了干擾。干擾可以分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是指干擾電壓在信號線及其回線幅度相同（參考電位一般為大地），干擾電流回路則是在導(dǎo)線與參考物體構(gòu)成的回路間流動（如圖一）。差模干擾是指干擾電壓在信號線與其回路（一般為信號的地線）之間，干擾電流回路則是在導(dǎo)線與參考物體構(gòu)成的回路中流動（如圖二）。在一般情況下，差模干擾幅度小、頻率低，造成干擾不明顯。共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，所造成的干擾。所以，解決共模干擾是干擾的關(guān)鍵。

圖一                        

圖二

3.為什么用屏蔽

在安裝設(shè)備時經(jīng)常把很多線路一起放在線槽中，這樣雖然方便美觀。但是在信號傳輸時會受到別的電纜產(chǎn)生的電磁場噪聲源的影響。在遠(yuǎn)距離傳輸時更會受到不同設(shè)備的電磁干擾，如馬達(dá)、電源線等，射頻干擾如無線電、雷達(dá)等。解決這種問題簡單的方法就是使用屏蔽線。

屏蔽線（如圖三）源于歐洲，在信號線外部使用金屬網(wǎng)狀編織層包裹起來的傳輸線，編織層一般為銅或鍍錫銅，利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨膚效應(yīng)實現(xiàn)防止電磁干擾及電磁輻射功能。使用屏蔽層接地，外來的干擾信號可被該層導(dǎo)入大地，避免干擾信號進入內(nèi)層導(dǎo)體干擾，同時也降低傳輸信號的損耗。屏蔽分為主動屏蔽和被動屏蔽，主動屏蔽是為了防止噪聲源向往輻射；被動屏蔽是為了防止設(shè)備受到噪聲源的干擾。plc模擬量上主要運用被動屏蔽。

                    圖三

屏蔽線的屏蔽層需要接地。接地分為單端接地和雙端接地，不能多點接地。多個的接地點會因為各接地的電壓不同，形成電位差產(chǎn)生感應(yīng)電流，反而產(chǎn)生干擾。雙端接地主要用于高頻，如編碼器等。一般對于模擬量使用單端接地，即一端接地另一端懸空。

4.為什么用隔離

在平時的安裝中很難把所有設(shè)備集中在一起，必不可免的要有長距離的安裝。分割兩地的設(shè)備和儀表之間的信號參考點存在電勢差，因而形成了接地環(huán)路（如圖四）造成信號的傳輸過程的失真。長距離的傳輸也不可避免的會有感性和容性的干擾。所以如何公共接地、不明電磁對設(shè)備的干擾，是關(guān)鍵。

圖四                          

圖五

模擬信號隔離器，也叫做信號變送器（如圖五）。具有隔離、信號轉(zhuǎn)換、保護等作用。是工業(yè)中常用的方法。信號隔離器就是將變送器或儀表的信號，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感元件隔離轉(zhuǎn)換，然后再進行解調(diào)變換回隔離前的原信號，同時對隔離后的信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地。的解決了接地環(huán)路和設(shè)備的連接時底線參考點不同所造成的問題，也可以的去除線路在正常傳輸過程中可能受到電磁干擾的問題。

6.為什么共地

對于線路來說信號的“地”又稱參考地，是線路電壓的參考點，也是構(gòu)成信號回路的公共端。對于設(shè)備來說接地往往是考慮防雷和安全。所以保護地和參考地不能隨便共，必須做好分類。共地就是使信號源端與測量端電位相同，以此來干擾。

當(dāng)使用一個自供電或隔離的傳感器電源和模擬量輸入模塊電源沒有彼此連接，即模擬量輸入模塊的電源地和傳感器信號地沒有連接時，這將會產(chǎn)生一個很高的上下震動的共模電壓，影響模擬量輸入的值。這時就需要把傳感器輸入的負(fù)端與模塊上的公共端的M端連接以補償此種波動（如圖六，左為四線制，右為兩線制）。