传感器输出信号的抗干扰

一、共模干扰

当现场多路信号，如4～20mA、0～10mA、1～5V同时输入多个控制器时，如下图所示。

对于传感器输出的电流信号，只经PLC和变频器的输入阻抗之和不大于传感器的输出负载阻抗即可，压力传感器的信号可以同时串入PLC和变频器，如只有压力传感器信号，则PLC和变频器也都可以正常接收压力传感器的信号。而当液位传感器的信号也同时接入PLC和变频器时，因PLC接收信号的-端都在变频器的+端，当两传感器的信号电流不一样时，就有可能使PLC两-端的电位有较大的差异，就就形成了共模干扰电压。如PLC输入端又互相不是隔离的，则会造成PLC的模拟信号输入端接收不正常。变频器的两输入信号是在PLC的后面，其-端电位可保持在变频器内部电路设定的状态，问题不大。

　解决的办法如下图所示，在PLC输入信号的一端加装隔离模块，此时PLC的两个-端中，由于一个是处于隔离状态，所以不会出现两个-端一高一低，与PLC内部电路不相适应的现象。

二、变频器干扰

由于变频器输出的正统波中有许多高次谐波，这些谐波分量通过电源线，耦合、感应等方式传播，严重时不但会造成传感器或电子设备不能正常工作，还会造成变频器自身出现接地故障不能正常工作。常采取的措施有以下几项：

☆ 变频器按说明书正确可靠接地；

☆ 变频器载波频率要尽是设低一此，降低谐波辐射强度，减少位移电流;

☆ 变频器输出侧安装输出电抗器，减少电缆的电磁辐射和位移电流；

☆ 与变频器连接的输入输出信号用隔离模块或中间继电器隔离开；

☆ 变频器电源输入侧安装输入电抗器，减少变频器对电网的谐波污染；

☆ 在变频器的中间直流环节串接直流电抗器提高功率因数。

三、电源干扰

很多干扰信号是通过电源线传播的，对于控制线路和控制装置，其电源可采用1：1的隔离变压器供电，并将隔离变压器的屏蔽端可靠抗议地，如下图所示：

四、传感器输出信号的抗干扰

传感器到PLC（或其它控制器）去的弱电信号，可采用阻容滤波的方法减少干扰，如下图所示。

传感器的输出信号，不论是电压还是电流，经过R、C阻容滤波，信号中的高频干扰信号被滤掉，输出信号就平滑了。如传感器是电压信号，电阻R可以大一些，1K～几百K均可，电容C从0.1～10uF；如是电流信号，则电阻R及PLC侧的输入电阻之和不能大于传感器的最大电阻值，多数情况下R≤500Ω，电容C的值从0.1～10uF间。

五、控制器的开关量输入

有时PLC或其它控制器的开关量输入由于受外界干扰影响而瞬间输入错误，导致PLC产生误动作，这时在PLC的输入端并上一个0.1uF的小电容就可以消除这种干扰，如下图所示：

六、电气电路控制失灵

用按钮和开关起停较远处交流电机（或设备）时，有时想停却停不了，电路如图所示：

由于开关K离接触器KM较远，两根电线很长导致其分布电容C将变得很大，在交流电路中，这个分布电容中将有位移电流流过，即使开关K断开也可能因KM维持能量不需太大而导致KM不释放，设备停不下来，此时，可以按以下方法解决：

☆ 用直流信号远控；

☆ 在交流接触器KM的线圈上并一个电灯或电阻，使分布电容流过的电流不足以维持线圈的吸合。

七、屏蔽双绞线和屏蔽线接地

对于弱信号的传输，如能形成一对电流相等方向相反的回路，最好采用双绞线，这样导线本身就具有一定的抗干扰能力，因为两个相近的双绞线形成的感应电压正好相反，本身就把外界耦合进来的干扰信号给抵消掉了，如再加上良好的屏蔽，其干扰能力就更强了。多数弱电信号的屏蔽层可以在接收信号侧（如PLC侧）一点集中接地，或是两边都不接地，视现场的抗干扰效果而定。