遇到PLC莫名停機(jī)、亂碼、模擬量跳變，你的第一反映是PLC程序出問題了，還是現(xiàn)場(chǎng)存在干擾？其實(shí)電工如果能分清諧波干擾PLC還是PLC程序故障，既可及時(shí)處理PLC故障，又可以給廠里省下一些維修費(fèi)用。
真實(shí)案例：PLC亂碼，廠家多次維修無(wú)果
某包裝廠PLC偶爾無(wú)規(guī)律停機(jī)，PLC顯示故障代碼“看門狗超時(shí)”。廠家到現(xiàn)場(chǎng)有償服務(wù)三次，換了CPU模塊、重刷了程序、檢查了接地，問題依舊，產(chǎn)線一停就是數(shù)小時(shí)。
筆者到現(xiàn)場(chǎng)后，沒急著看程序，先拿鉗形表卡了一下進(jìn)線諧波-總畸變率28%，5次諧波占了一大半。再看看變頻器，車間里十幾臺(tái)，全開著。
筆者判斷故障原因不是PLC程序的問題，是變頻器產(chǎn)生的諧波串進(jìn)電源，諧波干擾PLC的CPU，建議在PLC的電源進(jìn)線上加一個(gè)電源濾波器，同時(shí)把PLC的信號(hào)線與動(dòng)力線分開走。
廠里按筆者建議調(diào)整后，PLC運(yùn)行正常，半個(gè)月沒再停機(jī)。
三步判斷諧波干擾PLC還是程序問題
第一步：看PLC故障規(guī)律
PLC程序故障通常發(fā)生在特定操作下觸發(fā)，比如按某個(gè)按鈕、執(zhí)行某段程序時(shí)。故障現(xiàn)象相對(duì)固定，能復(fù)現(xiàn)。諧波干擾PLC時(shí)故障時(shí)間隨機(jī)，跟操作無(wú)關(guān)，往往在變頻器啟動(dòng)、大設(shè)備投切時(shí)發(fā)生。有時(shí)白天多、晚上少(因?yàn)樨?fù)載變化)。
經(jīng)驗(yàn)：如果你發(fā)現(xiàn)變頻器一開，PLCPLC莫名停機(jī)、亂碼、模擬量跳變，大概率是諧波干擾PLC。
第二步：做隔離測(cè)試
把所有諧波源設(shè)備(變頻器、軟啟動(dòng)器、開關(guān)電源等)斷開電源(不是只按停止鍵)。觀察PLC工作狀態(tài)。若停了所有諧波源，PLC就恢復(fù)正常；一開又出問題，則判斷是諧波干擾。若停了所有諧波源，PLC仍然故障，則考慮程序或硬件問題。
第三步：用儀器實(shí)測(cè)
借帶諧波功能的萬(wàn)用表或電能質(zhì)量分析儀，在PLC的電源進(jìn)線處測(cè)一下總畸變率THDi和THDv。THDv(電壓畸變率)超過5%，或者THDi(電流畸變率)超過15%，諧波已經(jīng)很嚴(yán)重了，足夠干擾PLC。
同時(shí)測(cè)一下零地電壓，超過2V也可能導(dǎo)致PLC通訊異常(但這不一定是諧波，可能是接地問題)。
快速判斷口訣： PLC程序故障有規(guī)律，諧波干擾PLC隨機(jī)來(lái)；關(guān)了諧波源就正常，九成九是諧波在作怪。
為什么諧波能干擾PLC？
PLC工作電壓通常為24VDC直流或220VAC。諧波會(huì)疊加在電源波形上，造成電壓尖峰、過零點(diǎn)畸變。PLC的開關(guān)電源對(duì)輸入電壓要求較高，諧波嚴(yán)重時(shí)，開關(guān)電源輸出不穩(wěn)定，導(dǎo)致CPU復(fù)位或誤動(dòng)作。
另外，諧波還會(huì)通過電磁感應(yīng)耦合到信號(hào)線上。PLC模擬量輸入(4-20mA、0-10V)最敏感，幾毫伏的干擾就能讓數(shù)值亂跳。數(shù)字量輸入也可能因?yàn)楦蓴_電平而誤觸發(fā)。
怎樣應(yīng)對(duì)諧波干擾PLC的問題？
1、針對(duì)PLC電源：在PLC的220V電源進(jìn)線處加裝電源濾波器(EMI濾波器)，幾十塊錢一個(gè)，能濾除大部分高頻干擾。
2、針對(duì)信號(hào)線：模擬量信號(hào)線改用屏蔽電纜，在PLC側(cè)屏蔽線單端接地。信號(hào)線與動(dòng)力線分開走線槽，至少隔20厘米。
3、針對(duì)源頭：在變頻器進(jìn)線端加輸入電抗器，或在母線側(cè)加裝APF有源濾波器，從根源上減少諧波。
4、檢查接地：PLC接地必須單獨(dú)引到接地排，不與變頻器、大電機(jī)共用接地線。
總結(jié)
PLC故障，別只盯著PLC程序，程序不會(huì)自己變，諧波卻是無(wú)時(shí)無(wú)刻不在。先做隔離測(cè)試、測(cè)一下諧波，確認(rèn)是環(huán)境問題還是程序問題，再對(duì)癥下藥。
