PLC遠程I/O的抗干擾問題

　　在系統調試過程中，其3pc(燒結成品控制系統)的3#站控制的3#圓筒至混—13皮帶出現頻繁自動啟動/停止的現象。經過現場分析，在排除了設備本身的原因后，認為主要是系統的干擾導致遠程i/o的通訊不正常而造成的。這些干擾可能有以下原因引起：

　　(1) 大量的變頻器的存在

　　由于系統工藝設備中大量的變頻器的存在，其產生的奇次諧波干擾非常嚴重，加上該系統施工時遠程電纜的敷設基本沒按規范施工，不僅和電力電纜同敷在一處橋架中，而且與遠程站連接的分支器、終端器等也沒有進行專門的屏蔽處理，這可能導致變頻器的奇次諧波進入遠程i/o系統引起遠程i/o的通訊錯誤。

　　(2) 該系統的接地也存在問題

　　一般的plc系統要求單獨接地，以避免電氣系統的各種干擾通過接地線進入plc(siemens公司的控制系統不要求plc系統的接地與電氣系統的接地嚴格分開，但是據我查閱有關資料得知，這么做的前提是電氣系統的變壓器中性點是不能接地的)。該系統在施工時plc接地極和電氣接地極雖然是分別埋設的，但由于長時間電氣人員日常維護時電氣線路改動的隨意性太大，實際上兩個接地極已經在多個節點連在了一起。由于2個接地極之間存在著微小的電位差，由此形成的在接地線間的電流也進入了plc系統形成干擾。

　　(3) 到各遠程站的分支器安裝位置不合理

　　為了防止信號的輻射引起的干擾，分支器應安裝在遠離柜體的位置，并用專門的金屬屏蔽盒進行屏蔽。實際上分支器均安裝在plc柜內，而且沒有采取單獨的屏蔽措施。

　　(4) 分站電纜的長度不符合要求

　　分站電纜的長度要求在2.5-50m范圍內，太短信號會在分支器產生反射，這會在分站適配器中產生誤差;而太長會造成信號衰減，同樣會產生信號誤差。實際上由于分支器安裝在plc柜內，分站電纜只有1~1.5m長。

　　(5) 信號反射

　　在遠程i/o的始端和末端要加裝好75ω終端電阻，以吸收末端信號的多余能量，防止造成信號反射。

　　制作電纜的終端接頭時，必須使用供貨廠家提供的專用工具規范化制作。同軸電纜與rio處理器、rio適配器和分支器之間的連接都必須使用專用的終端接頭，由于數量比較多，因此這一工作對于保證系統通訊的可靠性也是很關鍵的，任何一個位置的電纜接頭做不好，都會影響得到整個系統的通訊狀態。

　　(6) 產生干擾的其它原因。

　　例如無線通訊(手機、對講機等)引起的干擾、供電電網波動引起的干擾等。

　　由于以上各種干擾的存在，使得3pc的cpu主站和3#遠程站的通訊處于時斷時續的狀態。在通訊中斷的時段內，3#站的3#圓筒至混—13皮帶由于收不到混—3皮帶的運行信息而誤使3#皮帶停機，引起3#圓筒至混—13皮帶自動順序停車。當通訊恢復以后，3#皮帶的運行信息被正常接收，3#圓筒至混—13皮帶又重新自動啟動。由此形成了該段工藝設備頻繁自動啟動/停止的現象。

　　3 排除干擾的措施

　　采取的措施：經過認真分析，作者認為雖然存在著以上這么多的可能性，造成遠程i/o系統干擾的原因主要有2個方面：變頻系統干擾和系統接地。因此從這2方面入手采取以下措施：

　　(1) 變頻系統干擾采取的措施

　　·將遠程i/o同軸電纜與電力電纜及控制電纜徹底分開，單獨敷設，并全部采用穿管敷設;

　　·電纜路由盡量遠離變頻器等高頻干擾源;

　　·所有的分支器由原來的plc柜內安裝移到遠離柜體的位置單獨安裝，并用專門的金屬屏蔽盒進行屏蔽;

　　·分站電纜的長度統一取3m長

　　這一點一般的設計人員容易疏忽，一般都把分支器設計在plc柜內安裝，分支器與plc機架的距離很小，它們之間的連接電纜也就在1m左右，這就容易造成信號反射。

　　·在遠程i/o的始端和末端重新加裝75ω終端電阻。

　　(2) 重新設計布置接地系統

　　·接地極采用2塊900×900×3的紫銅板，埋深2.5m;

　　·接地線采用70mm2的多股軟銅線;

　　·所有的plc機架及plc接地端子均用絕緣板做到與柜體良好絕緣;

　　·系統接地電阻必須小于4ω(實測1.24ω);

　　·通訊電纜選在rio處理器端單端接地，接地端為離rio處理器最近的分支器。

　　采取了以上措施后，該系統的plc遠程i/o通訊恢復正常。系統運行至今一年多，整個plc系統再沒有出現類似的故障現象。

　　4 結束語

　　plc遠程i/o通訊的抗干擾問題比較復雜，出現的故障現象也是多種多樣，令人頭痛。但產生的原因殊途同歸，基本上都是由沒嚴格按規范設計施工、強高次諧波干擾或接地系統的問題引起的。了解到這些，就會少走彎路。