PLC作为新一代的工业操控器，因为具有通用性好、实用性强、硬件配套完全、编程简略易学等长处，因而广泛运用于电力、机械、纺织、电子、交通运输、石油化工等职业的主动操控体系中。PLC是专门为工业操控规划的，在规划和制作过程中采纳了多层次的抗搅扰办法，使体系能在恶劣的工业环境下与强电设备一同作业，运转的安稳性和牢靠性很高。PLC整机的均匀无毛病时刻可达几十万小时。
跟着相关技能的开展，PLC的功用也越来越强，运用越来越便利。可是，整机的牢靠性高仅仅确保体系牢靠作业的条件，在规划和设备PLC体系的过程中还要采纳相应的办法，才干确保体系牢靠作业。假如PLC的作业环境过于恶劣，如温度过高、湿度过大、振荡和冲击过强，以及电磁搅扰严峻或设备运用不妥等，都会直接影响PLC的正常、安全和牢靠运转。假如外围电路的抗搅扰办法不妥，整个操控体系的牢靠性就大大下降。因而，在体系规划时应予以充沛的考虑，在硬件上进行恰当的装备，并辅以相应的软件，以完成体系毛病的防备。PLC操控体系的牢靠性直接影响到企业的安全出产和经济运转，体系的抗搅扰才干是整个体系牢靠运转的要害。因而，分析研究PLC运用中的牢靠性和抗搅扰技能是十分必要的。要进步PLC操控体系的牢靠性，既要在硬件上采纳办法，又要在软件上规划相应的维护程序。
1.PLC操控体系中的搅扰源
PLC体系的搅扰源依据其来历分为内部搅扰源和外部搅扰源两类，一般首要包含以下几个方面。
（1）来自电气操控柜设备内部的搅扰
①来自PLC体系内部的搅扰，首要由PLC体系内部元器材及电路间的电磁辐射发生，如逻辑电路彼此辐射及其对模仿电路的影响，数字地、模仿地和体系地处理不妥而彼此影响，以及元器材间的彼此不匹配运用等。这归于PLC制作商对体系内部进行电磁兼容规划的内容，作为运用者是无法改动的。
②电气操控柜中运用比如大功率变频器和沟通触摸器等简单发生搅扰的器材。此类搅扰有电路参数和作业点挑选不妥而引起的震动或波形畸变、快速上升的脉冲源以及在信号传送时阻抗的不匹配、器材的物理噪声（如元件热噪声、触点热电势等）。
③因为元器材布局不合理构成的内部信号彼此串扰。如线路中存在的电容性元件引起的寄生振荡以及因为电路逻辑规划和体系电气规划不合理所发生的搅扰。
（2）来自电气操控柜外部的搅扰
①来自电源的搅扰。因为PLC体系的正常供电电源均由电网供电，因电源引进的搅扰构成PLC操控体系毛病的状况许多，如高压断路器、阻隔开关、大容量变压器等的影响，大型电力设备起停和交直流传动设备引起的谐波，各种电气设备（电动机、空气开关等）、电焊机及电力体系的短路毛病等，都经过输电线路传到电源原边。PLC电源一般选用阻隔电源，但制作工艺等要素使其阻隔性并不抱负。因为散布电容的存在，肯定阻隔是不或许的。
②来自信号线引进的搅扰。与PLC操控体系衔接的各类信号线除了传送各类有用的信息之外，还会遭到空间电磁辐射感应的搅扰，即信号线上的外部感应搅扰。这类搅扰信号会引起PLC的I/O信号作业反常。
③来自接地体系的搅扰。由地线侵入的静电耦合或电磁耦合可对体系发生搅扰。在PLC操控体系中，因为各个接地址电位散布不均，不同接地址间存在地电位差，引起地环路电流，构成共模噪声，影响体系正常作业。此外，屏蔽层、接地线和大地有或许构成闭合环路，在改变磁场的作用下，屏蔽层内会呈现感应电流，经过屏蔽层与芯线之间的耦合搅扰信号回路。若体系地与其他接地处理紊乱，所发生的地环流就或许在地线上发生不等电位散布，影响PLC内逻辑电路和模仿电路的正常作业。正确的接地既能按捺电磁搅扰的影响，又能按捺设备向外宣布搅扰。过错的接地不只会引进搅扰信号，接地线自身还会成为天线向外辐射噪声，搅扰 PLC操控体系的正常作业。
④按钮、继电器等作业时触点间发生的电弧、静电发生的火花放电、外界的高频加热器、高频淬火设备、凌乱的无线电波信号等带来的搅扰等。
（3）其他搅扰
①雷击构成的过电压和过电流。
②温度改变引起的触摸电阻的改变。
③机械振荡。
2.搅扰途径
PLC操控体系遭到搅扰的首要途径有电源线、输入/输出线和空间传达等。电源受搅扰后，PLC操控体系的供电质量变差，会引起PLC操控失灵。输入/输出线受搅扰后，会呈现输入/输出操控紊乱。空中搅扰首要以电磁感应和静电感应办法使PLC的CPU呈现误操作。
3.PLC操控体系中的抗搅扰办法
PLC操控体系的牢靠性规划在体系规划中占有重要方位，在实践规划中，应依据运用体系的详细特色和运用环境的详细条件，灵敏地挑选行之有用的牢靠性规划技能和抗搅扰办法，全面、合理地考虑体系的软件和硬件规划，从总体上进步体系的抗搅扰才干和牢靠性。
PLC操控体系中的搅扰是一个十分复杂的问题，因而在抗搅扰规划中应归纳考虑各方面的要素，合理有用地按捺搅扰，对有些搅扰状况还需做详细分析。在实践开发过程中，应充沛考虑到对PLC的各种不利要素，在硬件、软件的规划和设备中采纳恰当的维护办法，才干确保操控体系安全、牢靠地运转。
要进步PLC操控体系的牢靠性，针对搅扰发生的原因，有必要从规划阶段就采纳相应的按捺办法，常见的办法有进步设备和体系的抗搅扰才干、按捺搅扰源、堵截或衰减电磁搅扰的传达途径等，底子的抗搅扰办法如表1所示。
表1 常用的抗搅扰办法
工程规划人员仅仅了解抗搅扰的准则，把握抗搅扰的最底子办法还不行，许多状况下搅扰源对体系的搅扰不是那么显着，应归纳考虑各方面的要素，在实践中不断总结。在实践的工程规划中一般选用的首要抗搅扰办法有：
（1）挑选抗搅扰才干强的产品
在操控体系的设备选型阶段，考虑到各厂家PLC抗搅扰功能的好坏，选型时就需挑选有较高抗搅扰才干的产品，其包含了电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC），尤其是抗外部搅扰的才干，如选用浮地技能、阻隔功能好的PLC。其次还应了解出产厂家给出的抗搅扰目标，如共模按捺比、差模按捺比、耐压才干、答应在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中作业等。别的最好的办法是调查该类型PLC在相似作业环境中的运用状况。
（2）选用功能好的电源，按捺电网搅扰
在PLC操控体系中，电源占有极重要的方位。电网搅扰串入PLC操控体系首要经过PLC体系的供电电源（如CPU电源、I/O电源等）、变送器供电电源和与PLC体系具有直接电气衔接的外表供电电源等耦合进入。PLC体系的供电电源一般都选用阻隔功能较好的电源，变送器的电源及与PLC有直接电气衔接的外表的供电电源应挑选散布电容小、按捺带大（如选用屡次阻隔和屏蔽及漏感技能）的产品，以削减对PLC体系的搅扰。
此外，PLC电源要与整个供电体系的动力电源分隔，一般在进入PLC体系时加屏蔽阻隔变压器。屏蔽阻隔变压器的次级侧至PLC体系间有必要选用不小于2mm2的双绞线。屏蔽体一般坐落一、二次侧两线圈之间并与大地衔接，这样就可消除线圈间的直接耦合。别的，电源谐波比较严峻时，可在阻隔变压器前面加滤波器来消除电源的大部分谐波。必要时可在供电的电源线路上接入低通滤波器，以滤去高频搅扰信号。滤波器应放在阻隔变压器之前，即先滤波后阻隔。别离供电体系，将操控器、I/O通道和其他设备的供电选用各自的阻隔变压器别离开来，也有助于抗电网搅扰。
（3）电缆的挑选和敷设
PLC操控体系的线路中有电源线、输入/输出线、动力线和接地线，布线不妥则会构成电磁感应和静电感应等搅扰，因而有必要依照特定的要求布线。动力电缆为高压大电流线路，PLC体系的配线挨近时会遭到搅扰，因而布线时要将PLC的输入/输出线与其他操控线分隔，不要共用一条电缆。开关量信号线与模仿量信号线也应分隔布线，并且后者应选用屏蔽线，并且将屏蔽层接地。数字传送线也要选用屏蔽线，并且要将屏蔽层接地。外部布线时应将操控电缆、动力电缆、输入/输出线分隔且独自布线，彼此之间一般应坚持30cm以上的距离。当实践状况只能答应在同一线槽布线时，就用金属板把操控电缆、动力电缆、输入/输出线距离开来并屏蔽，金属板还有必要接地。阻隔变压器二次侧的电源线要选用2mm2以上的铜芯聚氯乙烯绝缘双绞软线。经过这样处理的电源线、输入/输出线与动力线就能够削减外界磁场及彼此之间的搅扰。
（4）设备中的抗搅扰办法
PLC操控体系所在的环境对其自身的抗搅扰也有必定的联系，因而在设备时应留意以下几个方面。
①滤波器、阻隔稳压器应设在PLC操控柜的电源进线口处，不让搅扰进入操控柜内，或尽量缩短进线距离。
②PLC操控柜应尽或许远离高压柜、大动力设备和高频设备。
③PLC要尽或许远离继电器之类的电磁线圈和简单发生电弧的触点。
④PLC要远离发热的电气设备或其他热源，并放在通风杰出的方位上。
⑤PLC的外部要有牢靠的防水办法，以避免雨水进入，构成机器损坏。
（5）正确挑选接地址，完善接地体系
接地的意图一般有两个，一是为了安全，二是为了按捺搅扰。完善的接地体系是PLC操控体系抗电磁搅扰的重要办法之一。
体系接地办法有浮地办法、直接接地办法和电容接地3种。PLC操控体系归于高速低电平操控设备，应选用直接接地办法。因为信号电缆散布%&&&&&%和输入设备滤波等的影响，设备之间的信号沟通频率一般都低于1MHz，所以PLC操控体系的接地线一般选用一点接地和串联一点接地的办法，最好独自接地，也能够与其他设备公共接地，但禁止与其他设备串衔接地。会集安置的PLC体系适于并联一点接地办法，各设备的柜体中心接地址以独自的接地线引向接地极。假如设备距离较大，应选用串联一点接地的办法，即用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）衔接各设备的柜体中心接地址，然后将接地母线直接衔接接地极。接地线选用截面大于 20mm2的铜导线，总母线运用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻应小于2Ω，接地极最好埋在距建筑物10～15m远处，并且PLC体系的接地址有必要与强电设备的接地址相距10m以上。
信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地，不接地时应在PLC侧接地。信号线中心有接头时，屏蔽层应结实衔接并进行绝缘处理，必定要避免多点接地。多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆衔接时，各屏蔽层应彼此衔接好，并经绝缘处理。衔接接地线时，应留意以下几点：
①PLC操控体系独自接地。
②PLC体系的接地端是抗搅扰的中性端子，正确接地能够有用消除电源体系的共模搅扰。
③PLC体系的接地线至少用20mm2的专用接地线，以避免感应电的发生。
④输入/输出信号电缆的屏蔽线应与接地端子衔接，且接地杰出。
（6）外围设备搅扰的按捺
①PLC输入/输出端子的维护
当输入信号源为理性元件，输出驱动的负载为理性元件时，关于直流电路应在其两头并联续流二极管。关于沟通电路，应在其两头并联阻容吸收电路。其作用是为了避免在理性输入或输出电路断开时发生很高的感应电势或浪涌电流对PLC输入/输出端和内部电源的冲击，若PLC的驱动元件首要是电磁阀和沟通触摸器线圈，应在PLC输出端与驱动元件之间添加光电阻隔的过零型固态继电器。
②输入/输出信号的防错
当输出元件为双向晶闸管或晶体管而外部负载又很小时，因为这类输出元件在关断时有较大的漏电流，使输入电路和外部负载电路不易关断，导致输入/输出信号的过错，为此应在这类输入/输出端并联旁路电阻，以减小PLC的输入电流和外部负载上的电流。
③漏电流
当选用挨近开关、光电开关等直流两线式传感器输入信号时，若漏电流较大，应考虑由此而发生的误动作，使PLC输入信号不能关断。一般在PLC的输入端子上接一旁路电阻，以削减输入阻抗。相同用双向晶闸管输出时，为避免漏电流等原因引起的输出元件关断不了，也能够在输出端并联一旁路电阻。
④浪涌电压
在PLC触点（开关量）输出的场合，不论PLC自身有无抗搅扰办法，都应选用RC吸收回路（沟通负载）或并接续流二级管（直流负载），以吸收理性负载发生的浪涌电压。
⑤冲击电流
用晶体管或双向晶闸管输出模块驱动白炽灯之类的负载时，为维护输出模块，应在PLC输出端并接旁路电阻或与负载串联限流电阻。
（7）电磁搅扰的按捺
依据搅扰形式的不同，PLC操控体系的电磁搅扰分为共模搅扰和差模搅扰。共模搅扰是信号对地的电位差，首要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射等在信号线上感应的电压叠加所构成。共模电压有时较大，特别是选用阻隔功能差的配电器供电时，变送器输出信号的共模电压遍及较高，有的可高达130V以上。共模电压经过不对称电路可转化成差模电压，直接影响测控信号，构成元器材损坏（这是PLC体系I/O模块损坏率较高的首要原因）。这种共模搅扰可为直流，也可为沟通。差模搅扰是指作用于信号南北极间的搅扰电压，首要由空间电磁场在信号间的感应以及由不平衡电路转化共模搅扰所构成的电压。这种电压叠加在信号上，直接影响丈量与操控精度。为了确保PLC操控体系在工业环境中免受或削减电磁搅扰，一般选用阻隔和屏蔽的办法。
（8）软件抗搅扰办法
因为电磁搅扰的复杂性，要底子消除搅扰的影响是不或许的，因而在PLC操控体系的软件规划和组态时，还应在软件方面进行抗搅扰处理，进一步进步体系的牢靠性。
因为噪声、开关的误动作、模仿信号差错等要素的影响，PLC的外部开关量和模仿量输入信号会呈现过错，引起程序判别失误，构成事端。当按钮、开关作为输入信号时，则不可避免发生颤动。假如输入信号是继电器/触摸器触点，有时会发生瞬间跳动，引起体系误动作。在这种状况下，可选用守时器延时来去掉颤动，守时时刻依据触点颤动状况和体系要求的响应速度而定，这样可确保触点的确安稳闭合（或断开）后才履行特定的使命处理。
关于模仿信号可选用多种软件滤波办法来进步数据的牢靠性。接连采样屡次，采样距离依据Ａ/Ｄ转化时刻和信号的改变频率而定。采样数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中心值或均匀值作为当时输入值。常用的数字滤波办法有程序判别滤波、中值滤波、滑动均匀值滤波、防脉冲搅扰均匀值滤波、算术均匀值滤波、去极值均匀滤波等。
①程序判别滤波适用于对采样信号因遭到随机搅扰或传感器不安稳而引起的失真进行滤波。规划时依据经历确认两次采样答应的最大差错，若先后两次采样的信号差值大于差错，标明输入是搅扰信号，应去掉，用前次采样值作为本次采样值。若差值不大于差错，则本次采样值有用。
②中值滤波是接连输入3个采样信号，从中挑选中心值作为有用采样信号。
③滑动均匀值滤波是将数据存储器的一个区域（20个单元左右）作为循环行列，每次数据收集时先去掉队首的一个数据，再把新数据放入队尾，然后求均匀值。
④去极值均匀滤波是接连采样n次，求数据的累加和，一起找出其间的最大值和最小值，从累加和中减去最大值和最小值，再求（n－2）个数据的均匀值作为有用的采样值。
⑤算术均匀值滤波是求接连输入的n个采样数据的算术均匀值作为有用的信号。它不能消除显着的脉冲搅扰，仅仅削弱其影响。要进步作用可选用去极值均匀滤波。
⑥防脉冲搅扰均匀值滤波是接连进行4次采样，去掉其间的最大值和最小值，再求剩余的两个数据的均匀值。它实践上是去极值均匀滤波的特例。
在规划中还能够用线性插值法、二次抛物线插值法或分段曲线拟合等办法对数据进行非线性补偿，进步数据的线性度。也可选用零位补偿或主动零盯梢补偿等办法来处理零漂，批改差错，进步采样数据的精度。
别的还可进行信号相容性查看，包含开关信号之间的状况是否对立，模仿信号值的改变规模是否正常，开关量信号与模仿量信号之间是否共同，以及各信号的时序联系是否正确等。守时校对参考点电位，并选用动态零点，可有用避免电位漂移。选用信息冗余技能，规划相应的软件标志位，并经过设置软件圈套等办法来进步软件结构的牢靠性。
