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前言：
一、模拟量模块
1.1 概述
1.2 安装
1.3 模拟量链接线
二、模拟量常见问题
2.1 两线制、四线制（电流）
2.2 模拟量模块的参数
2.3 差分信号与单端信号
三、如何防止电磁干扰
3.1 概述
3.2 工业现场的电磁干扰源来源
3.2.1 概述
3.2.2 电机
3.2.3 大功率设备
3.2.4 电磁信号源
3.3 屏蔽线缆
3.3.1 概述
3.3.2 以下是几种常见的屏蔽层数线缆类型：
3.3.3 不同材料屏蔽线缆的屏蔽效果
3.4 PLC屏蔽端子
3.5 如何降低或消除电磁干扰
前言：
一、模拟量模块
1.1 概述
1.2 安装
1.3 模拟量链接线
PLC的屏蔽端子是用于连接屏蔽（或接地）线缆的特殊端子。它们主要用于处理和防止电磁干扰或噪声对PLC信号的影响。
二、模拟量常见问题
2.1 两线制、四线制（电流）
在PLC（可编程逻辑控制器）系统中，模拟信号的传输方式通常有两线制、三线制和四线制。
这些传输方式在PLC系统中用于连接模拟传感器、测量设备或执行器等外部设备。
下面是对这些传输方式的解释：
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两线制（Two-wire）：在PLC的两线制模拟信号中，只使用两个导线来传输信号。 其中一个导线用于信号传输，另一个导线用作共地（地线）。两线制适用于简单的模拟信号传输，通常是电压信号或电流信号。N*1根信号线 + GND + VCC。
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三线制（Three-wire）：在PLC的三线制模拟信号中，使用三个导线进行传输。其中两个导线用于信号传输，另一个导线用作共地（地线）。三线制常用于较复杂的模拟信号传输，可以提供更好的抗干扰能力。N* 1根（信号线+）+ N*1（根信号线-） + GND + VCC。
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四线制（Four-wire）：在PLC的四线制模拟信号中，使用四个导线进行传输。其中两个导线用于信号传输，另外两个导线用于提供独立的电源（供电线）或更好的共地（地线）。四线制适用于需要更高精度和抗干扰能力的模拟信号传输。
需要根据具体应用的要求和设备的制造商建议来选择适合的模拟信号传输方式。不同的传输方式具有不同的特点和适用范围。在安装和接线时，需要遵循制造商提供的指导，正确地接线和使用屏蔽措施，以减少电磁干扰，确保模拟信号的准确传输和处理。
2.2 模拟量模块的参数
2.3 差分信号与单端信号
差分信号和单端信号是模拟信号处理和传输中常见的两种方式，它们有一些不同之处：
差分信号（Differential Signal）：
- 差分信号由一对正负极性的信号线组成，其中一个线路传递信号的电压值，而另一个线路传递信号的反向电压值。
- 差分信号可以在传输过程中有效抵消电磁干扰的影响，因为电磁干扰同时作用于两个信号线。
- 差分信号具有较高的抗干扰能力和抗干扰容忍度，能够提供较好的信号完整性和准确性。
- 差分信号通常用于长距离传输和噪声环境较强的场景，例如远程通信、工业自动化系统等。
单端信号（Single-ended Signal）：
- 单端信号是指只使用一个信号线来传输信号的电压值。
- 单端信号在传输过程中对于电磁干扰和环境噪声的抵御能力较弱，容易受到干扰影响。
- 单端信号适用于短距离传输和较低噪声环境的场景，成本较低且常见。
- 单端信号通常用于一般的消费电子产品、音频/视频传输等场景。
在选择差分信号或单端信号时，需要考虑以下因素：
- 传输距离：差分信号适合长距离传输，而单端信号适合短距离传输。
- 抗干扰能力：差分信号具有更好的抗干扰能力，适用于噪声环境较强的场景。
- 成本和复杂性：单端信号传输较简单，成本较低，适用于一般应用；而差分信号传输需要双线构成，相对复杂，成本较高。
在实际应用中，根据具体需求和场景，结合系统要求和外部设备要求选择合适的信号传输方式。
三、如何防止电磁干扰
3.1 概述
当PLC系统中存在电动机（电磁转换）、高功率设备或电磁信号源等时，会产生电磁干扰或噪声。这些干扰可能会影响PLC的信号传输和稳定性，导致误动作或数据错误。
为了防止这种情况发生，可以采用屏蔽线缆进行信号传输，并将其连接到PLC的屏蔽端子。
屏蔽线缆通常由内部导体、绝缘层、屏蔽层和外部绝缘层组成。屏蔽层是用于阻挡外部电磁干扰或噪声的金属层。当屏蔽线缆与PLC的屏蔽端子连接时，金属层可以提供电磁屏蔽效果，将外部干扰从信号线路中隔离出来，从而保持信号的完整性和可靠性。
在连接屏蔽线缆时，通常需要注意以下事项：
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确保屏蔽端子与线缆的屏蔽层良好接触，以确保有效的屏蔽效果。
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遵循正确的接线顺序和方法，确保正确连接屏蔽线缆的导线和终端。
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注意接地，确保PLC、屏蔽线缆和其他设备之间的接地良好，并遵循相关的接地标准和指导。
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根据实际应用需求，选择适当的屏蔽线缆和屏蔽端子类型。
需要注意的是，虽然屏蔽线缆和屏蔽端子可以有效减少电磁干扰和噪声的影响，但在实际应用中，还需综合考虑其他因素，如传输距离、环境条件、信号频率等，以确保PLC系统的正常运行和信号质量。因此，在安装和配置过程中，建议参考PLC设备和屏蔽线缆的制造商提供的文档，并遵循相关的安装指南和最佳实践。
3.2 工业现场的电磁干扰源来源
3.2.1 概述
工业现场的电磁干扰源有很多，主要集中在以下几个方面：
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电力设备：例如电机、变压器、电线、继电器、电磁阀等，这些设备的工作过程中会产生变化的电磁场，可能对周围的设备和系统产生电磁干扰。
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电子设备：例如计算机、监控设备、通信设备、传感器等，这些设备中的电子元器件和器件之间的电磁干扰可能会对周围的设备产生影响。
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无线电设备：例如无线电发射器、雷达设备、通信设备、无线电干扰源等，这些设备会发射强电磁波，可能对周围电子设备和系统产生电磁干扰。
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光源和静电：例如强光源、闪光灯、高压放电设备等，在工业现场产生的静电电场也可能对周围设备产生影响。
3.2.2 电机
电机是常见的电磁干扰源之一，其工作过程中产生的磁场和电磁辐射可能对周围的设备和系统造成干扰。以下是电机可能引起的一些电磁干扰问题和应对方法：
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电磁辐射干扰：电机运行时，会产生电磁辐射，可能干扰邻近的电子设备或传感器。在面对这种干扰时，可以采取以下措施：
- 采用电机外罩或屏蔽罩，减少电磁辐射的影响范围。
- 使用屏蔽电缆或光纤来连接电机与周围设备，阻断电磁辐射传播。
- 根据设备布局，适当增大电机与敏感设备之间的距离。
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电磁干扰对控制信号的影响：电机的开关或变频器可能对控制信号（如PLC信号）产生干扰，造成误动作或信号错误。以下是几种减少这种干扰的方法：
- 使用屏蔽电缆来传输控制信号，屏蔽能够抵挡电磁干扰。
- 隔离电机和控制信号的电源线路，避免共享电源线路引入的干扰。
- 使用滤波器或瞬变抑制器来抑制电磁干扰，并保护控制信号的稳定性。
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高频噪声干扰：一些电机系统可能存在高频噪声干扰，对精密电子设备或传感器造成干扰。以下是一些建议：
- 使用线性电源来为电机供电，减少高频噪声。
- 使用滤波器和抑制器来滤除高频噪声，确保稳定的电源供应。
- 采用屏蔽电缆来传输电机信号和控制信号，减少高频噪声的干扰。
需要注意的是，具体的应对方法可能会因电机类型、电机控制方式、设备布局等因素而有所不同。在面对电机产生的电磁干扰时，建议根据具体情况，结合厂家提供的指导和建议，采取适当的措施以降低干扰水平，确保设备和系统的正常运行。
3.2.3 大功率设备
大功率设备在工业现场中广泛使用，包括电机、压缩机、变压器、炉石、光源等。由于大功率设备通常需要消耗大量能量，并产生强电磁场或电磁辐射，所以可能对周围的设备和系统造成电磁干扰。
以下是一些大功率设备可能引起的电磁干扰问题以及相应的应对方法：
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电磁辐射干扰：大功率设备工作时，会产生强电磁辐射，可能对邻近的电子设备、传感器或无线电通信设备造成干扰。以下是几种减少电磁辐射干扰的方法：
- 使用屏蔽电缆或光纤来连接大功率设备和周围设备，阻断电磁辐射传播。
- 使用远离敏感设备的电源线路，减少电磁波的传播距离。
- 采用电磁屏蔽材料，将大功率设备外罩起来，减少电磁辐射的影响范围。
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电磁干扰对信号的影响：大功率设备的电流和电压变化可能对传输信号或控制信号产生干扰，对设备或系统的正常运行造成影响。以下是几种应对方法：
- 使用屏蔽电缆来传输信号或控制信号，屏蔽能够抵挡电磁干扰。
- 使用滤波器或瞬变抑制器来抑制电磁干扰，并保护信号的稳定性。
- 在设备的电源线路中加入电感或电容，滤除电流和电压变化对信号的干扰。
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地电位干扰：大功率设备的接地系统可能存在地电位差，引发地电位干扰，对操作人员的健康造成威胁。以下是一些预防措施：
- 对大功率设备的接地系统进行检查和维护，确保地电位差在安全范围内。
- 在工地现场实施安全管理，要求工作人员在操作大功率设备时穿戴符合要求的安全防护设备。
需要注意的是，具体应对大功率设备所产生的电磁干扰的方法可能会因设备类型、工作环境、电路特性等因素而有所不同。在工业现场中，应根据具体情况，结合设备的特性和所需的操作要求，采取适当的措施，确保设备和系统的正常运行以及维护员工的安全。
3.2.4 电磁信号源
电磁信号源是产生电磁波的设备或器件，通常包括无线电发射器、雷达设备、通信设备、电子干扰源、电子设备等。这些设备或器件在工作时会产生电磁辐射，可能对周围的设备、系统或人造成干扰或伤害。
以下是一些常见的电磁信号源及其可能引起的问题：
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无线电发射器：无线电发射器产生的电磁波可能对无线电通信设备、电子设备或医疗设备产生干扰，对人体造成潜在健康威胁。采取以下措施可以降低干扰水平：
- 使用合法的频率、距离和功率等参数，确保不对邻近的电子设备或人造成不利影响。
- 使用屏蔽材料或设计远距离、深度的缓冲区来限制电磁辐射的范围。
- 在使用前进行频率扫描和场强测量，确保符合目标信号传输的要求。
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雷达设备：雷达设备产生高频的电磁波，在作业时可能对管道和电缆系统产生电气干扰。以下是几种防止频率干扰的方法：
- 使用电磁屏蔽材料将雷达设备外罩起来，减少干扰范围。
- 使用同轴电缆和传感器，减少电气干扰，保持传输信号的稳定性。
- 采用波形分析和预定制的滤波器来处理数据，消除雷达信号和干扰信号之间的频率干扰。
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通信设备：通信设备产生的电磁辐射会对电子设备、计算机和无线电设备产生干扰。以下是一些减少电磁干扰的方法：
- 将通信设备与周围设备隔离开来，采用屏蔽材料阻隔电磁波传输。
- 采用屏蔽线缆或光缆可从物理上保障通信设备与周围设备间数据传输的稳定性。
- 将通信设备周围的设备放置到合适的位置，避免设备之间距离过近引起部分遮挡导致的辐射波互相干扰。
需要注意的是，具体的应对方法可能会因具体的电磁信号源、工作环境、设备布局等因素而有所不同。在面对电磁信号源时，建议根据具体情况，结合厂家所提供的指导和建议，采取相应的措施以降低干扰水平，确保设备和系统的正常运行，同时保护操作人员的健康和安全。
3.3 屏蔽线缆
3.3.1 概述
屏蔽线缆是一种电线缆，其内部的导体被覆盖上一层屏蔽材料，以减小或消除电磁波的干扰。屏蔽线缆主要用于在电子设备、计算机及其他设备之间的信号传输中，以保持传输信号的稳定性和最大限度地减少电磁干扰。
屏蔽线缆在结构上包含导体、绝缘层、屏蔽层和外护套等组成部分。其中，屏蔽层是关键的部分，可以将电磁波屏蔽起来，防止它们干扰传输信号。
屏蔽层通常由铜箔、镀锡铜丝、金属丝网或导电橡胶等材料制成。
3.3.2 以下是几种常见的屏蔽层数线缆类型：
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单层屏蔽线缆：这种线缆只有一层屏蔽材料，可用于在高频、高速数据传输和低干扰场景下的通信和控制应用中。
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双层屏蔽线缆：这种线缆通常用于高干扰场景下，其屏蔽层由两层导电材料组成。
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三层屏蔽线缆：这种线缆在上述基础上，增加了一层导电材料或抗干扰材料，以防止外部电磁场的干扰。
使用屏蔽线缆的好处包括：
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减少电磁波的干扰对传输信号的影响，保证传输质量稳定。
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改善设备性能和系统可靠性，确保设备、系统长期稳定运行。
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避免因临近的电磁干扰源而发生的电磁波干扰，降低设备损坏的风险。
需要注意的是，屏蔽线缆的选择应根据具体的应用环境和传输需求。在使用时，应根据适当的安装要求来安装和布线，以最大程度地减少电磁干扰的影响，并确保信号传输的稳定性和质量。
3.3.3 不同材料屏蔽线缆的屏蔽效果
不同屏蔽层材料可以提供不同的屏蔽效果，以下是几种常见的屏蔽层材料以及它们的屏蔽效果：
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铜箔屏蔽：铜箔是常用的屏蔽层材料，具有良好的导电性和柔韧性。铜箔屏蔽可以有效地屏蔽高频电磁辐射，并提供较高的屏蔽效果。对于大部分应用而言，厚度为25微米（1mil）的铜箔屏蔽已经足够满足需求。增加铜箔屏蔽的厚度可以进一步提高屏蔽效果。
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金属丝网屏蔽：金属丝网由一组平行的金属丝编织而成，常见的金属包括铜、银或不锈钢。金属丝网屏蔽具有较好的柔韧性和透气性，同时能够提供良好的屏蔽效果，尤其适用于低频电磁波的屏蔽。
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合金屏蔽：合金屏蔽使用一种或多种金属的合金来制作屏蔽层，以提供更高的屏蔽效果。例如，镍铜合金屏蔽、铜锡合金屏蔽等都具有优异的屏蔽性能。合金屏蔽在特定频率范围内具有较高的屏蔽效果，能够有效地阻挡电磁辐射的穿透。
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导电橡胶屏蔽：导电橡胶屏蔽材料具有良好的导电性和弹性，能够提供有效的屏蔽效果。导电橡胶屏蔽常用于高频电磁辐射的屏蔽，如微波设备和高频电子设备。
需要注意的是，屏蔽效果不仅取决于屏蔽层材料，还受到屏蔽层的厚度、构造设计、覆盖面积等因素的影响。在选择屏蔽层材料时，需要根据具体应用场景和需求来评估不同材料的屏蔽效果，以确保选用最合适的屏蔽解决方案。
3.4 PLC屏蔽端子
PLC（Programmable Logic Controller）屏蔽端子是指在PLC设备中用于连接输入/输出（I/O）信号的电气接线端子。这些屏蔽端子的设计旨在减少电磁干扰和电气噪声对PLC系统的影响。
以下是一些常见的PLC屏蔽端子的特点和作用：
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屏蔽外壳：PLC设备通常会有一个屏蔽外壳，用于将整个PLC模块包裹在一个金属箱中。这个屏蔽外壳有助于阻挡外部的电磁辐射和干扰进入PLC系统，保持信号的稳定性和可靠性。
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屏蔽输入/输出端子：PLC设备提供屏蔽的输入/输出端子，用于连接外部传感器、执行器或其他设备。屏蔽输入/输出端子通常具有金属壳体或金属导电层，能够有效地屏蔽外部的电磁干扰和噪声。
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屏蔽电缆：PLC系统中使用的屏蔽电缆也起到屏蔽的作用，可以减少电磁辐射和干扰对信号传输的影响。屏蔽电缆通常具有一层金属屏蔽覆盖在信号导线周围，以提供额外的屏蔽保护。
这些屏蔽端子和屏蔽电缆的设计都是为了降低外部电磁干扰和噪声对PLC系统的影响，确保输入/输出信号的可靠传输和处理。通过使用屏蔽端子和屏蔽电缆，可以大大提高PLC系统的抗干扰能力，减少故障和误操作的风险。
3.5 如何降低或消除电磁干扰
在实际应用中，需要根据具体的工业现场环境和设备情况，综合考虑各种电磁干扰源的影响。为了保证系统的正常运行和可靠性，推荐采取以下措施：
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对工业现场的电力设备和电子设备进行屏蔽和防护，尽量减少电磁辐射和电磁干扰的影响。
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采用合适的电缆传输线路和信号传输线路，加装屏蔽层，以减少电磁辐射和电磁干扰的影响。
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定期对工业现场的设备和系统进行检查和维护，确保设备的接地和接线良好，减少电磁干扰和故障的发生。
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在工业现场环境中，合理地安排设备的布局和放置，避免设备之间距离过近，导致相互干扰。
总之，在工业现场环境中，需要采取一系列的措施，降低电磁干扰的影响，以确保系统的稳定性和可靠性。
