模拟量干扰解决方案.docx
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模拟量干扰解决方案
模拟量干扰解决方案
为了减少电子干扰，对于plc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。
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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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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顶楼上~~~~~~~~~~~~~~~~
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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。
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。
主要是针对来自电源的传导干扰。
可以将绝大部分的传导干扰阻隔
在隔离变压器之前。
同时还兼有电源电压变换的作用。
B、使用滤波器
滤波器分有源和无源两种，一般采用无源滤波即会有效果。
这些滤波器具有较强的抗干
扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。
C、输出电抗器
在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路
产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。
电抗器必须装在距离变频器最近的地方。
如果
使用铠装电缆作为变频器与电动机的连线时，可不使用这种方法。
但电缆的铠要在变频
器端可靠接地，接地的铠要原样不动，不能钮成绳或辨，不能用其它导线延长，变频器
侧要接在变频器的地线端子上，再将变频器接地。
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其实PLC进行模拟量数据采集，除了电缆非常重要外，信号的隔离也能有效抑制干扰，一般采取三端隔离。
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接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。
正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。
接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。
例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。
PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。
模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
3、PLC的输入输出信号采用屏蔽电缆时，其屏蔽层应用一点接地，并用靠近PLC这一端的电缆接地，电缆的另一端不接地。
如果信号随嗓声波动，可以连接一个0.1－－0.47微法/25V的电容器到接地端；
4、接地线截面积应大于2平方。
接地线一般最长不超过20m，PLC接地系统的接地电阻一般应小于4欧姆。
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采用正确的接地方式：
接地的目的无非是为了安全和防止干扰，给PLC接地的目的主要是抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，所以说正确的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
接地方式有浮地方式和直接接地方式，对于PLC控制系统应采用直接接地方式，具体的接地方法采用如下:
屏蔽线屏蔽层的接地:
信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；信号源不接地时，应在PLC侧接地;信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接地。
d）输入输出部分的配线：
PLC电源线、I/O电源线、输入信号线、输出信号线、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，且后者应采用屏蔽线，并且将屏蔽层接地。
数字传输线也要用屏蔽线，并且要将屏蔽层接地。
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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为了减少电子干扰，对于模拟信号应使用屏蔽双绞线电缆，模拟信号电缆的屏蔽层应两端接地，如果电缆两端存在电位差，将会在屏蔽层中产生等电势耦合电流，造成对模拟信号的干扰，在这种情况下，应让电缆的屏蔽层一点接地！
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学习的，路过，多谢。
多多指教，我也需要这方面的内容呀
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支持，受益了，非常感谢
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路过，学习了············
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路过，学习了。
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遇到干扰就想接地，接地是解决干扰问题的吗？
接地是老专业人员的习惯术语，不是真正接到大地，是指公用点或叫参考零电位。
电路中接地与否与电路工作情况没什么关系。
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接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。
正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。
接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。
例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。
PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。
模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
1）理想状态下是选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线、电源接地要更加合理等等，但是需要不同设备厂商共同协作才能完成，很难做到，而且成本较高。
2）利用模拟信号隔离器，有称作信号变送器、属于信号调理的范畴。
其主要起抗干扰作用。
正因为它有特强的抗干扰能力所以在自动化控制系统中应用非常广泛。
尤其对于复杂的工业现场，控制程序越来越复杂，信号隔离器对各种模拟量信号进行输入、输出、电源三端隔离，的确是当今自动化控制系统中抗干扰的有效措施之一。
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1.概述
随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。
PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。
自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。
要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。
2.电磁干扰源及对系统的干扰
影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。
其中：
按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。
共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。
共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
3.PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢？
（1）来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。
若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。
辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
（2）来自系统外引线的干扰
主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。
这种干扰在我国工业现场较严重。
（3）来自电源的干扰
实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC电源，问题才得到解决。
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。
由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。
尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。
PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。
实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。
（4）来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。
此干扰主要有两种途径：
一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。
由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。
对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。
PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。
（5）来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。
正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。
接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。
例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。
PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。
模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
（6）来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
4、系统受干扰时，常会遇到以下几种主要干扰现象：
（1）系统发指令时，电机无规则地转动；
（2）信号等于零时，数字显示表数值乱跳；
（3）传感器工作时，PLC采集过来的信号与实际参数所对应的信号值不吻合，且误差值是随机的、无规律的；
（4）与交流伺服系统共用同一电源（如显示器等）工作不正常。
5．怎样才能更好、更简单解决PLC系统干扰？
1）理想状态下是选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线、电源接地要更加合理等等，但是需要不同设备厂商共同协作才能完成，很难做到，而且成本较高。
2）利用模拟信号隔离器，有称作信号变送器、属于信号调理的范畴。
其主要起抗干扰作用。
正因为它有特强的抗干扰能力所以在自动化控制系统中应用非常广泛。
尤其对于复杂的工业现场，控制程序越来越复杂，信号隔离器对各种模拟量信号进行输入、输出、电源三端隔离，的确是当今自动化控制系统中抗干扰的有效措施之一。
6．为什么解决PLC系统干扰首选信号隔离器呢？
1）使用简单方便、可靠，成本低廉，可同时解决多种干扰。
2）可大量减轻设计人员、系统调试人员工作量，即使复杂的系统在普通的设计人员手里，也会变的非常简单可靠。
7．信号隔离器工作原理是什么？
首先将PLC接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。
保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。
8.现在市场有那么多品牌的隔离器，价格参差不齐，该怎么选择呢？
隔离器位于二个系统通道之间，所以选择隔离器首先要确定输入输出功能，同时要使隔离器输入输出模式（电压型、电流型、环路供电型等）适应前后端通道接口模式。
此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能，例如：
噪音与精度有关、功耗热量与可靠性有关，这些需要使用者慎选。
总之，适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。
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用同一电源（如显示器等）工作不正常。
5．怎样才能更好、更简单解决PLC系统干扰？
1）理想状态下是选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线、电源接地要更加合理等等，但是需要不同设备厂商共同协作才能完成，很难做到，而且成本较高。
2）利用模拟信号隔离器，有称作信号变送器、属于信号调理的范畴。
其主要起抗干扰作用。
正因为它有特强的抗干扰能力所以在自动化控制系统中应用非常广泛。
尤其对于复杂的工业现场，控制程序越来越复杂，信号隔离器对各种模拟量信号进行输入、输出、电源三端隔离，的确是当今自动化控制系统中抗干扰的有效措施之一。
6．为什么解决PLC系统干扰首选信号隔离器呢？
1）使用简单方便、可靠，成本低廉，可同时解决多种干扰。
2）可大量减轻设计人员、系统调试人员工作量，即使复杂的系统在普通的设计人员手里，也会变的非常简单可靠。
7．信号隔离器工作原理是什么？
首先将PLC接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。
保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。
8.现在市场有那么多品牌的隔离器，价格参差不齐，该怎么选择呢？
隔离器位于二个系统通道之间，所以选择隔离器首先要确定输入输出功能，同时要使隔离器输入输出模式（电压型、电流型、环路供电型等）适应前后端通道接口模式。
此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能，例如：
噪音与精度有关、功耗热量与可靠性有关，这些需要使用者慎选。
总之，适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。
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