1．布線中電場耦合的抑制
plc控制系統(tǒng)有幾十乃至幾百個輸入、輸出通道分布在其中，導(dǎo)線之間形成相互耦合是通道干擾的主要原因之一。它們主要表現(xiàn)為電容性耦合、電感性耦合和電磁場輻射三種形式。在plc控制系統(tǒng)中，由前兩種耦合造成的干擾是主要的，第三種是次要的。它們對控制系統(tǒng)主要造成共模形式的干擾。 地球是一個靜電容量很大的導(dǎo)體，其電位非常恒定。如果把一個導(dǎo)體與大地緊密連接，那么該導(dǎo)體的電位也是恒定的。通常把這個電位叫做零電位，它是電位的參考點。然而，工程上不可能做到這種緊密連接，總是存在一定的接地電阻。當(dāng)有電流經(jīng)該導(dǎo)體入地時，它的電位就有波動。于是，不同的接地點之間的電位就會有差異。當(dāng)用一根導(dǎo)線連接不同的接地點時，在導(dǎo)線中就可能有電流流動，稱之為地環(huán)電流。接地抗干擾技術(shù)就是以解決地環(huán)電流為中心的系列技術(shù)。
圖1等效示意了信號源地線和放大器地線之間的電位差形成的干擾源eg，它對電路主要造成共模形式的干擾。然而，由干擾源ecm和eg形成的共模電壓中的一部分會轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接對電路造成干擾。假設(shè)信號源電壓es=0，即只考慮干擾源ecm和eg的作用時，因為i1回路和i2回路的阻抗不相等，因此，回路電流i1和i2也不相等。于是兩個電流的差在放大器的輸入電阻上形成了差模電壓。采取合適的屏蔽和正確的接地措施就可以減小或消除這些干擾。
克服電場耦合干擾最有效的方法是屏蔽，因為放置在空心導(dǎo)體或者金屬網(wǎng)內(nèi)的物體不受外電場的影響。屏蔽電場耦合干擾時，導(dǎo)線的屏蔽層最好不要兩端連接當(dāng)?shù)鼐€使用，因為在有地環(huán)電流時，這將在屏蔽層中形成磁場，干擾被屏蔽的導(dǎo)線。正確的做法是把屏蔽層單端接地。
造成電場耦合干擾的原因是兩根導(dǎo)線之間的分布電容產(chǎn)生耦合。當(dāng)兩導(dǎo)線形成電場耦合干擾時，導(dǎo)線１在導(dǎo)線2上產(chǎn)生的對地干擾電壓un為：
圖1 信號源地線和放大器地線示意圖
（1）
式中：u1和是干擾源導(dǎo)線1的電壓和角頻率；r和c2g是被干擾導(dǎo)線2的對地負(fù)載電阻和總電容；c12是導(dǎo)線1和導(dǎo)線2之間的分布電容，通常c12<<c2g。
可以看出，在干擾源的角頻率不變時，要想降低導(dǎo)線2上的被干擾電壓un，應(yīng)當(dāng)減小導(dǎo)線1的電壓u1，減小兩導(dǎo)線之間的分布電容c12，減小導(dǎo)線2的對地負(fù)載電阻r以及增大導(dǎo)線2對地的總電容c2g。在這些措施中，可操作性最好的是減小兩導(dǎo)線之間的分布電容c12，即采用遠(yuǎn)離技術(shù)，弱信號線要遠(yuǎn)離強信號線敷設(shè)，尤其是遠(yuǎn)離動力線路。工程上的“遠(yuǎn)離”概念通常取干擾導(dǎo)線直徑的40倍。同時，避免平行走線也可以減小c12。
2．布線中磁場耦合的抑制
抑制磁場耦合干擾的方法是屏蔽干擾源。大型電機、電抗器、磁力開關(guān)和大電流載流導(dǎo)線等都是很強的磁場干擾源，采用導(dǎo)磁材料將其屏蔽起來，在工程上是很難做到的。通常采用一些被動的抑制技術(shù)。當(dāng)回路1對回路2造成磁場耦合干擾時，其在回路2上形成的串聯(lián)干擾電壓un為：
（2）
式中：是干擾信號的角頻率，是干擾源回路1形成的磁場鏈接至回路2處的磁通密度，為回路2感受磁場感應(yīng)的閉合面積，是和兩個矢量的夾角。
可以看出，在干擾源的角頻率不變時，要想降低干擾電壓un，首先應(yīng)當(dāng)減小。對于直線電流磁場來說，與回路1中流過的電流成正比，而與兩導(dǎo)線間的距離成反比。因此，要有效抑制磁場耦合干擾，仍然采用遠(yuǎn)離技術(shù)，同時，也要避免平行走線。
3．公共阻抗耦合的抑制
消除公共阻抗耦合的途徑有兩個：一個是減小公共地線部分的阻抗，這樣公共地線上的電壓也隨之減小，從而控制公共阻抗耦合；另一個方法是通過適當(dāng)?shù)慕拥胤绞奖苊馊菀紫嗷ジ蓴_的電路共用地線，一般要避免強電電路和弱電電路共用地線，數(shù)字電路和模擬電路共用地線。
如前所述，減小地線阻抗的核心問題是減小地線的電感。這包括使用扁平導(dǎo)體作接地線，用多條相距較遠(yuǎn)的并聯(lián)導(dǎo)體作接地線。
位置相互靠近的控制箱體的單點接地系統(tǒng)如圖2所示，它比較適合于低頻信號，特別是直流控制電路，而很少用于高頻控制系統(tǒng)。除了與進入的電源電纜一起引入的設(shè)備接地導(dǎo)體外，還要增設(shè)附加的局部安全接地。當(dāng)提供該附加接地時，附加接地的連接應(yīng)通過與地之間的附加低阻抗通道以加強人身安全。
當(dāng)單個控制箱體與控制站分開很遠(yuǎn)時，信號參考導(dǎo)體的阻抗將引起控制站與箱體之間的地電位差，這是分布式系統(tǒng)存在的問題?？刂普九c箱體之間的通信電路應(yīng)具有合適的共模干擾的保護作用，共模干擾可能由長絕緣信號地的阻抗引起的。當(dāng)設(shè)計分布式控制系統(tǒng)的接地方式時應(yīng)注意如下事項：
① 應(yīng)盡量使分布式系統(tǒng)采用單一電源。
② 每一個箱體有自己的局部設(shè)備地以取代總體安全地。
③ 系統(tǒng)之間的信號應(yīng)采用變壓器耦合或直流耦合方式，主站和分站之間的傳輸電路應(yīng)具有一定的抑制在故障情況下地電壓升高的能力。
圖2 相互靠近的箱體的低頻信號單點接地系統(tǒng)
④ plc控制系統(tǒng)中分站的信號地與局部地相浮，通過大尺寸的絕緣線與主站的信號地相連，如圖3所示。
圖3 箱體分開很遠(yuǎn)的低頻信號的單點接地系統(tǒng)
當(dāng)工作頻率高于300khz或采用長接地電纜的接地設(shè)備時，應(yīng)考慮多點接地系統(tǒng)，每個設(shè)備在最近的點連接至地網(wǎng)，而不是所有接地導(dǎo)體單點接地。這個系統(tǒng)的優(yōu)點是電路建造比較容易，可以避免高頻時接地系統(tǒng)的駐波效應(yīng)。多點接地系統(tǒng)的主要缺點是可以構(gòu)成多個地回路而引起共模干擾。箱體相距很遠(yuǎn)的高頻信號的多點接地系統(tǒng)如圖4所示。
圖4 箱體分開很遠(yuǎn)的高頻信號的多點接地系統(tǒng)
plc控制系統(tǒng)的高頻信號一般是指對干擾具有高靈敏度的信號。它們是同軸電纜傳輸?shù)耐ㄐ判盘枺@種電纜可在每端接地或浮地，參考另一接地點時，應(yīng)采用隔離變壓器。
plc控制系統(tǒng)的高靈敏度控制電路是指具有低電壓水平（5～1 000mv）的邏輯輸入電壓，如熱電偶信號電路。這些電路對干擾特別靈敏，其外部連接導(dǎo)線應(yīng)采用屏蔽措施，且連接導(dǎo)線應(yīng)穿鋼管敷設(shè)。高靈敏度控制電路的接地如圖5所示。
圖5 高靈敏度電路的接地
為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾信號，應(yīng)給plc接上專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備（如電機）的接地點分開。若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備并聯(lián)接地禁止與其他設(shè)備串連接地，而且在整個plc控制系統(tǒng)中做到單點接入接地裝置。
完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個：一為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是plc控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。對plc控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制系統(tǒng)，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜的分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1mhz，所以plc控制系統(tǒng)接地線應(yīng)采用一點接地和混合接地方式。集中布置的plc系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式，用一根大截面積銅母線連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接至接地極。在各個控制站應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式，接地線采用截面積大于22mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面積大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于1，接地極埋在距建筑物10～15m處，而且plc系統(tǒng)的接地點必須與強電設(shè)備的接地點相距10m以上。信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地；信號源不接地時，屏蔽層應(yīng)在plc側(cè)接地。信號線中間有接頭時，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進行絕緣處理，避免多點接地。多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應(yīng)相互連接好并作絕緣處理，然后選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c接地。
4．布線原則
為了減小動力電纜輻射的電磁干擾，可采用銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，以降低動力線產(chǎn)生的電磁干擾。不同類型的信號分別由不同的電纜傳輸，在敷設(shè)信號電纜時應(yīng)按傳輸信號的種類分層敷設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時傳送不同類別的信號，并應(yīng)避免信號線與動力電纜靠近平行敷設(shè)，以減小電磁干擾。
信號傳輸線之間的相互干擾主要來自導(dǎo)線間的分布電容、電感引起的電磁耦合，防止干擾的有效方法首先是注意電纜的選擇，應(yīng)選用金屬鎧裝屏蔽型的控制電纜、信號電纜，一方面減小了噪聲干擾，另一方面也提高了電纜的機械強度；其次，電纜的敷設(shè)施工也是一項重要的工作，施工時應(yīng)注意將動力電纜和控制電纜分開。同時還要注意plc電源線、i/o電源線、輸入信號線、輸出信號線、交流線、直流線盡量分別使用各自的電纜，且盡量分開布線，開關(guān)量信號線和模擬量信號線也應(yīng)盡量分開布線。而且，模擬量信號線應(yīng)采用屏蔽電纜，并要將屏蔽層接地。數(shù)字傳輸線也要采用屏蔽電纜，并要將屏蔽層接地。當(dāng)交流和直流的輸入和輸出信號線不得不使用同一配線管時，直流輸入、輸出信號線要使用屏蔽電纜，并將屏蔽層接地。
5．導(dǎo)線的選擇
導(dǎo)線的選擇應(yīng)根據(jù)傳輸信號的電平（或功率電平）、頻率范圍、敏感情況及隔離要求來確定，只有分析信號電平與波形，才能正確選用傳輸電纜。選用傳輸電纜的一般原則如下：
電源線，如380v交流、220v交流、27v直流一般不用屏蔽電纜，但電源線干擾大時例外。
低頻信號線以及隔離要求很嚴(yán)格的多點接地和單點接地線路應(yīng)采用屏蔽雙絞線。
單點接地的音頻線路和內(nèi)部電源線應(yīng)采用雙絞線。
對于重要的射頻脈沖、高頻信號以及寬頻帶內(nèi)阻抗匹配等，應(yīng)選擇同軸電纜。
數(shù)字電路和脈沖電路應(yīng)采用絞合屏蔽電纜，有時需要單獨屏蔽。
高電平電源線應(yīng)穿鋼管敷設(shè)。
多點接地的音頻線或電源線需采用屏蔽線。
低頻儀表可采用單芯、單屏