前天发的故障排除的帖子,有大佬提出少了对EMC的处理,今天就总结一下EMC的抗干扰措施。分为以下几点:
第一点,减小信号线间的交叉干扰:借用教材里的话,信号从A 点一个上升时间为Tr的阶跃信号通过引线AB传向B端。信号在AB线上的延迟时间是Td。在D点,由于A点信号的向前传输,到达B点后的信号反射和AB线 的延迟,Td时间以后会感应出一个宽度为Tr的页脉冲信号。在C点,由于AB上信号的传输与反射,会感应出一个宽度为信号在AB线上的延迟时间的两倍,即 2Td的正脉冲信号。这就是信号间的交叉干扰。干扰信号的强度与C点信号的di/at有关,与线间距离有关。当两信号线不是很长时,AB上看到的实际是两 个脉冲的迭加。PLC的AI模块由于输入阻抗高,噪声高,噪声容限也很高,数字电路是迭加100~200mv噪声并不影响其工作。 若AB线是一模拟信号,这种干扰就变为不能容忍。如印刷线路板为四层板,其中有一层是大面积的地,或双面板,信号线的反面是大面积的地时,这种信号间的交叉干扰就会变小。原因是,大面积的地减小了信号线的特性阻抗,信号在D端的反射大为减小。特性阻抗与信号线到地间的介质的介电常数的平方成反比,与介质厚度的自然对数成正比。若AB线为一模拟信号,要避免数字电路信号线CD对AB的干扰,AB线下方要有大面积的地,AB线到CD线的距离要大于AB线与地距离的2~3倍。可用局部屏蔽地,在有引结的一面引线左右两侧布以地线。
第二点,减小来自电源的噪声干扰:电源在向PLC提供能源的同时,也将其噪声加到所供电的电源上。电路中PLC的复位线,中断线,以及其它一些控制线最容易受外界噪声的干扰。电网上的强干扰通过电源进入电路,即使电源模块供电的PLC,电源模块本身也有高频噪声。模拟电路中的模拟信号更经受不住来自电源的干扰。
第三点,就是不要忽视印刷线板与元器件的高频特性出现的干扰。在高频情况下,PLC的印刷线路板上的引线,过孔,电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。电容的分布电感不可忽略,电感的分布电容不可忽略。电阻产生对高频信号的反射,引线的分布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20时,就产生天线效应,噪声通过引线向外发射。印刷线路板的过孔大约引起0.6pf的电容。一个集成电路本身的封装材料引入2~6pf电容。一个线路板上的接插件,有520nH的分布电感。一个双列直扦的24引脚集成电路扦座,引入4~18nH的分布电感。这些小的分布参数对于这行较低频率下的PLC中是可以忽略不计的;而对于高速系统必须予以特别注意。
第四点,电气元件布置要合理分区。元件在控制柜内排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题,原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上,要把模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源部分(如继电器,大电流开关等)这三部分合理地分开,使相互间的信号耦合为最小。
第五点,控制柜内外要做好接地线的良好接触。控制柜上,电源线和地线最重要。克服电磁干扰,最主要的手段就是接地。对于PLC,地线布置特别讲究,通过采用单点接地法,电源和地是从电源的两端接到PLC上来的,电源一个接点,地一个接点。PLC上,要有多个返回地线,这些都会聚到回电源的那个接点上,就是所谓单点接地。所谓模拟地、数字地、大功率器件地要布线分开,而最后都汇集到这个接地点上来。与PLC以外的信号相连时,通常采用屏蔽电缆。对于高频和数字信号,屏蔽电缆两端都接地。低频模拟信号用的屏蔽电缆,一端接地为好。对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属罩屏蔽起来。
以上是我的个人见解,往大家积极更正和补充。。