1 故障现象
我公司1000t/d水泥熟料生产线，采用集散控制，其生料制备系统由1台PLC控制。由于生料磨房距离中央控制室较远，为了降低成本，在生料磨房就地设立远程I/O站，与中央控制室PLC主机进行通讯。通讯电缆采用屏蔽双绞线。1993年4月投入使用。从2002年5月13日到6月6日，PLC数十次显示与远程I/O站通讯故障跳停，复位重开正常，而且跳停时间无规律，最短15min，最长超过10h，一班跳停四五次。由于采用中央控制室集中开机，造成无法正常生产，从6月6日到13日，生料制备系统全部设备采用现场开机，PLC进行监视维持生产，但PLC故障依旧。
2 查找原因
为了消除该故障，除了I/O插件未更换外，我厂先后采取了更换通讯插件、中央单元插件、定时插件、机箱、电源、程序等措施，将PLC及远程I/O站通讯插件更换一遍，仍然没有效果。测量PLC及远程I/O站接地电阻0.1Ω，接地良好。从而可以断定通讯故障是由外部电磁干扰引起的。为了找到真正的干扰源，派专人在远程I/O站蹲点观察。听到与远程I/O站控制柜相邻的增湿塔控制柜里有“噼噼啪啪”响声时，PLC显示与远程I/O站通讯故障跳停。经反复确认响声为3个交流220V通用中间继电器频繁动作所致。这3个中间继电器由3个带电接点温度表控制(测量增湿塔入口气体温度、出口气体温度及电除尘器入口气体温度)，当实际温度在电接点温度设定值附近波动时，导致电接点接触时开时闭，中间继电器线圈供电不稳定，使继电器频繁动作，发出响声。将这3个交流220V通用中间继电器拔掉后，故障消失。从电路上看，这3个交流220V通用中间继电器与I/O信号无任何联系。可见，故障是由交流220V通用中间继电器电磁干扰引起的。
3 原因分析
电磁继电器是由线圈、铁芯、磁轭、衔铁、触点等构成。线圈的电感和分布电容较大。当继电器得电时，线圈就有电流通过，线圈周围就会产生磁场，当线圈电流通路被切断时，线圈周围磁场突然消失。这种突变磁场就会在线圈中感应出瞬态浪涌电压。当继电器不断得电、失电、再得电，频繁动作时，磁场就会快速瞬变，从而在线圈周围感应出脉冲电压串；另一方面，在触点吸合或断开瞬间，触点间也会产生电弧，造成触点间燃弧、熄灭、再燃弧，从而形成陡峭的瞬间快速脉冲电压串。无论是线圈中突变磁场干扰，还是电弧群干扰，都具有很强的干扰性，都会通过电源线干扰远程I/O站与PLC通讯的正常工作，导致PLC逻辑判断出错。我们模拟电接点接触不好的情况，即通过对交流220V通用中间继电器颤抖供电，用示波器观察远程I/O站220V、24V、12V、5V电源波形，与正常时对比，发现叠加了不少高次谐波，说明产生了干扰电磁波。从上面的分析可知，继电器的电磁干扰主要来自线圈中快速突变磁场感应的脉冲电压串和触点间通断产生的电弧群。
4 解决办法
为了抑制继电器的电磁干扰，我们先后采取对远程I/O站220V、24V、12V、5V电源加电容滤波、π型滤波等措施，均无效。将0.22μF电容与220Ω电阻串联组成RC阻尼电路，在继电器的线圈两端并联后，继电器无论如何频繁动作，都不出现通讯故障。可见，RC阻尼电路对继电器的电磁干扰有很好的扼制作用。
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