模擬量信號干擾解決辦法有哪些

在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，模擬量信號的準確傳輸至關(guān)重要。然而，在實際應用中，模擬量信號往往會受到各種干擾，導致信號失真或誤差，進而影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本文將詳細探討模擬量信號干擾的來源，并提出相應的解決辦法，以期為工業(yè)自動化領(lǐng)域的從業(yè)人員提供參考。

模擬量信號干擾的來源

1.外部電磁干擾：當設備或系統(tǒng)與其他電子設備或設施靠近時，外部電磁場的擾動會產(chǎn)生干擾信號。例如，模擬信號線路與電源線、電機線等高功率線路靠近時，會受到電磁輻射的影響，產(chǎn)生噪聲和干擾。此外，變頻器、大功率硅整流裝置和大型動力設備等也是常見的電磁干擾源。

2.地線干擾：地線在信號傳輸過程中起到了導引和屏蔽的作用。然而，當?shù)鼐€存在接地電阻不均勻、接線材料導電性能差等問題時，就會產(chǎn)生地線干擾。地線干擾會引入不均勻的接地電位，導致模擬量信號的測量誤差。

3.信號線路接觸不良：由于接觸不良，信號線路與連接器之間會產(chǎn)生浮動接觸電阻，導致信號傳輸時出現(xiàn)干擾和失真。

4.信號線路長度影響：信號線路過長會導致信號的衰減和傳輸速度的降低，進而影響模擬量信號的準確度。

5.溫度變化：當溫度變化時，電子元件的特性會發(fā)生變化，如電阻值、電容值等，從而引起模擬量信號的漂移。

6.內(nèi)部干擾：PLC系統(tǒng)內(nèi)部的元器件及電路間的相互電磁輻射也會產(chǎn)生干擾，如邏輯電路對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響等。

模擬量信號干擾的解決辦法

1.使用信號隔離器：信號隔離器(又稱信號變送器)可以對模擬量信號進行輸入、輸出、電源三端隔離，是抗干擾的有效措施之一。它可以直接從信號源側(cè)排除干擾源，尤其適用于復雜的工業(yè)現(xiàn)場。

2.加磁環(huán)：磁環(huán)可以排除信號傳輸線路的干擾源，通過磁耦合原理減少電磁干擾對信號的影響。

3.PLC供電加隔離變壓器：隔離變壓器可以從電源進線側(cè)排除干擾源，確保PLC供電的穩(wěn)定性。

4.信號分開走線：開關(guān)量信號和模擬量信號應分開走線，避免相互干擾。同時，模擬信號和數(shù)字信號不能合用同一根多芯電纜，更不能和電源線共用電纜。

5.采用單獨屏蔽線：模擬信號最好采用單獨屏蔽線進行傳輸，以減少外部電磁場的干擾。屏蔽線在輸入輸出側(cè)懸空，而在PLC側(cè)接地，以保護信號源。

6.加強信號源：選擇信號類型時，最好采用4-20mA的電流信號，這種信號類型具有較強的抗干擾能力。

7.選用合適的線纜：模擬信號負載是電磁閥類的，最好能選用線徑較大的線纜(如1.5mm2)，以減少信號源的衰減。

8.遠離強干擾源：信號線纜應遠離強干擾源，如變頻器、大功率硅整流裝置和大型動力設備等。在布線時，應盡可能讓信號源遠離強磁場干擾源。

9.軟件濾波：在PLC程序中，可以采用數(shù)字濾波或斜坡函數(shù)等算法對干擾信號進行過濾。這種方法雖然無法從根本上消除干擾，但可以在一定程度上彌補硬件上的不足。

10.專用接地：PLC系統(tǒng)應有自己的專用接地。專用接地可以確保接地電阻的均勻性，減少地線干擾。同時，應避免將不同接地點連接在一起，以免引起地環(huán)路電流和干擾。

11.雙絞屏蔽電纜：為了減少電子干擾，對于模擬信號應使用雙絞屏蔽電纜。這種電纜的屏蔽層可以有效減少外部電磁場的干擾。然而，需要注意的是，如果電纜兩端存在電位差，屏蔽層中可能會產(chǎn)生等電位連接電流，對模擬信號造成干擾。在這種情況下，應讓電纜的屏蔽層一端接地。

結(jié)論

模擬量信號干擾是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中常見的問題。通過了解干擾的來源并采取相應的解決辦法，可以有效地減少干擾對系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的影響。在實際應用中，應根據(jù)具體情況選擇合適的解決辦法，并結(jié)合軟件濾波等措施進行綜合考慮。同時，加強設備維護和保養(yǎng)工作也是減少干擾的重要途徑之一。只有確保模擬量信號的準確傳輸，才能確保工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的正常運行和高效生產(chǎn)。