模拟量干扰解决方案.docx

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模拟量干扰解决方案

为了减少电子干扰，对于pic的模拟信号的线缆有什么要求？

使用的屏蔽线缆的屏蔽层应不应接地？

如果接地应如何接地？

（两端，一端，那端）说说为什么？

模拟信号的线缆主要有以下几点要求：

（1）开关量信号和模拟量信号分开走，模拟信号最好采用单独屏蔽线。

信号类型有条件也最好采用4-20mA,而且线径最好选大点，如果负载是电磁阀类的，最好能选1.5的线，

屏蔽线也要大线径的。

当然留一点的富裕量是必须的。

（2）模拟信号和数字信号不能合用同一根多芯电缆，更不能和电源线共用电缆。

（3）集成电路或晶体管设备的输入输出信号线，必须使用屏蔽电缆，在输入输出侧悬空，而在控制器侧接地。

（4）信号线缆要远离强干扰源，如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备。

（5）交流输入输出信号与直流输入输出信号应分别使用各自的电缆，并按传输信号种类分层敷设

应该接地，根据情况选择是两端还是一端接地。

（1）为了减少电子干扰对于模拟信号应使用双绞屏蔽电缆模拟信号电缆的屏蔽层应该两端

接地。

（2）但是如果电缆两端存在电位差将会在屏蔽层中产生等电线连接电流造成对模拟信号的干扰在这种情况下你应该让电缆的屏蔽层一端接地。

外部有强电流干扰，单点接地无法满足静电的最快放电。

如果接地线截面积很大，能

够保证静电最快放电的话，同样也要单点接地。

当然了，真是那样，也没有必要选择两层屏

蔽。

否则，必须两层屏蔽，外层屏蔽主要是减少干扰强度，不是消除干扰，这时必须多点接地，虽然放不完，但必须尽快减弱，要减弱，多点接地是最佳选择。

比如，企业中的电缆桥架其实就是外屏蔽层，它是必须多点接地的，第一道防线，减小干扰源的强度。

内层屏蔽层（其实，大家不会买双层的电缆，一般是外层就是电缆桥架，

内层才是屏蔽电缆的屏蔽层）必须单点接地，因为外部强度已经减少，尽快放电，消除干扰

才是内层的目的。

PLC控制应用系统中的干扰是一个涉及到方方面面的十分复杂的问题，因此在系统的抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，根据实际应用中干扰现象分析出干扰产生的原因，从而合理有效地采取抑制干扰措施，使PLC应用系统可靠的工作。

文章从硬件电路入

手，分析了常见干扰的引入途径和相应的抑制措施，为PLC应用系统有效抑制干扰提供了

参考依据。

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QHDTHL

个人主页耶给TA发消息加TA为好友发表于：

2012-01-1208:

47:

193楼

以西门子S7-300PLC为例，模拟信号电缆选用铜网屏蔽的电缆，电缆线径可根据现场设备与模拟量模块的距离选择，一般距离近的使用1平方，稍远一些的使用1.5平方的，在线缆布线时，要求与动力电缆和

控制电缆分开，不在同一个电缆桥架上，在同一根线缆上只能使用于模拟信号，不能与电源和控制线缆共用，屏蔽电缆要求单端接地，可在控制柜上接地，接地电阻要求小于4Q，

引用回复举报评分李纯绪

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2012-01-1209:

16:

374楼

在远距离、强干扰条件下，不是屏蔽就能解决的。

PLC输入端采用的是光耦隔离，不论多强的干扰，能保证在输入端的干扰是幅度相等、方向相同的电压，这个干扰就不能输入PLC。

所以，长距离的电缆是双绞线形式，每对双绞线是一个信号回路，干扰在这对线上感应相同的电压，这样就抑制了共模干扰。

引用回复举报评分青岛黄工

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2012-01-1314:

06:

185楼

占个位置先，呵呵，抢答题

引用回复举报评分chenminglei0509

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2012-01-1620:

53:

376楼

一般来说，我们工程中使用的模拟量信号电缆都是屏蔽电缆，特别是注意在辐射的时候与动力电缆要分开敷设。

首先屏蔽层肯定是要接地的，否则还谈什么电磁屏蔽，不接地根本起不到屏蔽的作用。

其次，是单端接地还是两段接地，这个问题困扰我很久了。

从防止暂态过电压的角度来看，屏蔽层采用两点接地较好，

两点接地使得电磁感应在屏蔽层上产生一个感应纵向电流，该电流产生一个与主干扰相反的二次场，抵消主干扰场的作用，使得干扰电压降低。

但是，两点接地有两个很大的问题，第一，当接地网上岀现短路电流或者雷击电流的时候，由于接地两点的电位不同，使得屏蔽层内可能岀现电流，电流过大会烧毁屏蔽层，

第二，电流不大也会对电信号造成干扰。

所以，在PLC系统中，如果电磁干扰不是特别厉害的情况下，尽

量采用单端接地。

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1、PLC的接地处理。

在PLC控制系统中.具有多种形式的。

地”。

主要有：

（1）信信号地：

是输入端信号元件一一传感器的地。

为了抑制附加在电源及输人、输岀端的干扰，应对

PLC系统进行良好的接地。

一般情况下.接地方式与信号频率有关，当频率低于1MHz时，可用一点接地；

高于10MHz时，采用多点接地；在1—10MHz间采用哪种接地视实际情况而定。

因此.PLC组成的控制系统常用一点接地•接地线截面积不能小于2mm2。

接地电阻不能大于100Q•接

地线最好是专用

地线。

若达不到这种要求•也可采用公共接地方式•禁止采用与其他设备串联接地的方式。

（2）屏蔽地：

一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网•通过专门的铜导线将其与地壳连接。

（3）交流地和保护地：

交流供电电源的N线，通常它是产生噪声的主要地方。

而保护地一般将机器设备外壳或设备内独立器件的外壳接地•用以保护人身安全和防护设备漏电。

交流电源在传输时，在相当一段间隔的电源导线上。

会有几mV、甚至几V的电压，而低电平信号传输要求电路电平为零。

为防止交流电对低电平信号的干扰•在直流信号的导线上要加隔离屏蔽：

不允许信号源与交流电共用一根地线：

各个接

地点通过接地铜牌连接到一起。

屏蔽地、保护地不能与电源地、信号地和其他地扭在一起。

只能各自独立地接到接地铜牌上。

为减少信号的电容耦合噪声，可采用多种屏蔽措施。

对于电场屏蔽的分布电容问题，通过将屏蔽地接入大地可解决。

对于纯防磁的部位，例如强磁铁、变压器、大电机的磁场耦合•可采用高导磁材料作外罩•将外罩接入大地来屏蔽。

2、PLC输入输岀的配线。

PLC电源线、1/O电源线、输入信号线、输岀信号线、交流线、直流线都应尽量分开布线。

开关

量信号线与模拟量信号线也应分开布线，无论是开关量信号线还是模拟量信号线均应采用屏蔽线•并且将屏蔽层可靠接地。

由于双绞线中电流方向相反。

大小相等•可将感应电流引起的噪声互相抵消•故信号线多采用双绞线或屏蔽线。

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00000000

屏蔽线的接地有三种情况，即：

单端接地方式、两端接地方式、屏蔽层悬浮。

（1）单端接地方式：

假设信号电流i1从芯线流入屏蔽线，流过负载电阻RL之后，再通过屏蔽层返回信号源。

因为i1与i2大小相等方向相反，所以它们产生的磁场干扰相互抵消。

这是一个很好的抑制磁场干扰的措施。

同时它也是一个很好的抵制磁场耦合干扰的措施。

（2）两端接地方式：

由于屏蔽层上流过的电流是i2与地环电流iG的迭加，所以它不能完全抵消信号电流所产生的磁场干扰。

因此，它抑制磁场耦合干扰的能力也比单端接地方式差。

单端接地方式与两端接地方式都有屏蔽电场耦合干扰作

用。

（3）屏蔽层悬浮：

只有屏蔽电场耦合干扰能力，而无抑制磁场耦合干扰能力。

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bhdxzgp

模拟信号的线缆主要有以下几点要求：

（1）开关量信号和模拟量信号分开走，模拟信号最好采用单独屏蔽线。

信号类型有条件也最好采用4-20mA,

而且线径最好选大点，如果负载是电磁阀类的，最好能选1.5的线，屏蔽线也要大线径的。

当然留一点的

富裕量是必须的。

（2）模拟信号和数字信号不能合用同一根多芯电缆，更不能和电源线共用电缆。

（3）集成电路或晶体管设备的输入输岀信号线，必须使用屏蔽电缆，在输入输岀侧悬空，而在控制器侧接地。

（4）信号线缆要远离强干扰源，如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备。

（5）交流输入输出信号与直流输入输出信号应分别使用各自的电缆，并按传输信号种类分层敷设应该接地，根据情况选择是两端还是一端接地。

（1）为了减少电子干扰对于模拟信号应使用双绞屏蔽电缆模拟信号电缆的屏蔽层应该两端

接地。

（2）但是如果电缆两端存在电位差将会在屏蔽层中产生等电线连接电流造成对模拟信号的干扰在这种情况下你应该让电缆的屏蔽层一端接地。

水中鱼分析的很好！

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先搞一个位置占着，明天来回答

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别以为屏蔽就能解决干扰问题。

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1、强电干扰：

仪表信号、PLC控制信号都为弱电，易受强电干扰。

所以要求在柜外布线时（在电缆沟、

电缆桥架、穿管等敷设方式），将通讯线、信号线、控制线等弱电信号远离强电，间距

不得少于20CM电缆沟多层时，要求弱电电缆敷设在强电电缆下方。

2、柜内干扰：

PLC不能和高压电器安装在同一个开关柜内，PLC的输出采用中间继电器实现对外部开

关量信号的隔离。

如果现场条件限制，输入信号不能和强电电缆有效的隔离，可用小型

继电器来隔离输入端的开关量信号。

当然PLC来自控制柜内的输入信号和距控制柜不远

的输入信号一般没有必要用继电器隔离。

控制柜内的有很多信号线。

如走线混乱，会引起设备误动作，检查起来却相当麻烦。

所

以在控制柜设计时应考虑到这种情况，设备分层罢放，走线清晰。

成套时，将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，如条件允许，分槽走线最好，并使其有尽可能大的空间距离，力求将干扰降到最低限度。

不同的信号线最好不用同一个插接件转接，如必须用同一个插接件，要用备用端子或地

线端子将它们分隔开，以减少相互干扰。

PLC不能和高压电器安装在同一个开关柜内，在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离

应大于200mm。

与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如继电器、接触器的线圈，

应并联RC消弧电路。

3、信号线的抗干扰信号线承担着检测信号和控制信号的传输任务，传输质量直接影响到整个控制系统的准

确性、稳定性和可靠性。

对信号线的干扰主要是来自空间的电磁辐射，有差模干扰和共

模干扰两种。

差模干扰是指叠加在测量信号线上的干扰信号，这种干扰大多是频率较高的交变信号，

其来源一般是耦合干扰。

抑制常态干扰的方法有：

在输入回路接RC滤波器或双T滤波器；尽量采用双积分式A/D转换器，由于这种积分器工作的特点，具有一定的消除高频干扰

的作用；

将电压信号转换成电流信号再传输。

共模干扰是指信号线上共有的干扰信号，一般是由被测信号的接地端与控制系统的接地

端存在一定的电位差引起的，这种干扰在两条信号线上的周期、幅值基本相等情况下，

采用上面的方法无法消除或抑制。

方法如下：

采用双差分输入的差动放大器，这种放大器具有很高的共模抑制比；输入线采用绞合线，绞合线能降低共模干扰，其感应互相抵消；采用光电隔离的方法，可以消除共模干扰；使用屏蔽线，并单边接地；

为避免信号失真，对于较长距离传输的信号要注意阻抗匹配。

4、变频器干扰

一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响

电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

变频器的干扰处理比较麻烦，一般有下面几种：

A、加隔离变压器。

主要是针