淺談火電廠PLC控制系統(tǒng)遠程I/O通信干擾的相關問題及措施

趙日臻

摘要：本文先在控制系統(tǒng)原通信介質(zhì)電纜不適用和控制系統(tǒng)接地等基礎上，對火電廠PLC控制系統(tǒng)遠程I/O通信出現(xiàn)干擾的問題原因進行分析，并提出相對應的解決措施。

關鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；遠程I/O；通信干擾

火電廠是當前生產(chǎn)電力資源的關鍵場所，我國國內(nèi)的發(fā)電機構基本上都是火電廠。輸煤系統(tǒng)是火電廠的重要構成部分，在輸煤系統(tǒng)中主要使用了PLC系統(tǒng)，而在其運行過程中，遠程I/O通信會存在干擾問題，這對輸煤系統(tǒng)的運行形成阻礙，同時也對整個火電廠的生產(chǎn)與運行形成了很大的影響。要想保障輸煤系統(tǒng)的正常運行，需要先分析出遠程I/O通信干擾的原因，然后在產(chǎn)生原因的基礎上執(zhí)行相應的解決措施，以此確保火電廠的正常運行。

一、火電廠PLC控制系統(tǒng)遠程I/O通信干擾的原因

（一）控制系統(tǒng)原通信介質(zhì)電纜不適用

在有些火電廠在控制主站與各個分站之間使用了同軸電纜，在長距離的復雜電磁環(huán)境中，尤其是同軸電纜與動力電纜若是鋪設在同一個電纜橋架上的時候，如果電纜的整體質(zhì)量存在問題，則就很容易產(chǎn)生電磁干擾，進而導致遠程I/O通信出現(xiàn)失誤。或者是現(xiàn)場很多設備都使用變頻性質(zhì)的驅動，這其中的變頻渠道回路若是沒有依據(jù)相關的要求設計濾波電抗器，則就會在運行中形成奇次諧波，進而對遠程I/O通信形成一定程度的干擾。

（二） 控制系統(tǒng)接地原因

依據(jù)設計和安裝上的規(guī)范，PLC輸煤程控系統(tǒng)在設計的時候需要單獨接地，這樣可以防止電氣系統(tǒng)的各種影響會經(jīng)過接地線傳入到PLC中。因為控制系統(tǒng)在初始施工與投入運行之后對控制系統(tǒng)接地不夠注重，各個遠程分站使用了就近接地的方式，這樣就會致使控制系統(tǒng)各個遠程分站的接地形成電位差，進而對控制系統(tǒng)形成了一定的干擾。

（三）遠程I/O分支器位置不科學

為了能夠預防信號輻射導致的干擾，分支器的安裝需要和柜體間隔一定的距離，并且使用在安裝過程中要使用專門的金屬屏蔽盒。但是在實際安裝過程中，分支器都安裝在各個遠程站PLC柜中，并且沒有使用專門的屏蔽措施，這樣也容易導致I/O通信被干擾。除此之外還有分支器到各個遠程分站的同軸電纜長度不規(guī)范。如果太短會讓信號在分支器中形成反射，進而在分站適配器中形成誤差；若是太長則會導致信息較弱，這樣也會導致信息的誤差現(xiàn)象出現(xiàn)。在遠程I/O通信的開端和結尾部分需要裝置終端電阻，這樣才能吸收尾端信息多余的能量，以此來預防信息的反射，但是有些火電廠的控制系統(tǒng)中并沒有依據(jù)相關要求進行裝置。

（四）電源的干擾？

PLC輸煤系統(tǒng)的供電電源一般均由電網(wǎng)供電。這其中電網(wǎng)內(nèi)在的變化，刀開關操作產(chǎn)生的浪涌、較大型電力設備起動停止、交直流傳動裝置造成的諧波、電網(wǎng)短路或放電引起的暫態(tài)沖擊等，很多途徑送電線路引入到電源一次側。以上原因極有可能引起錯誤程序或錯誤運算，造成錯誤輸入輸出，從而引起設備失去控制和誤動作，不能保證PLC輸煤系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

二、防止火電廠PLC控制系統(tǒng)遠程I/O通信干擾的措施

由于遠程I/O連接的是設備層，并且PLC與遠程站之間信息傳輸是在一定時間段中完成的，所以不管是任何干擾都會導致輸出與輸入設備出現(xiàn)問題，影響其狀態(tài)與動作指令沒有辦法得到正確有效的傳輸與執(zhí)行，這樣就會導致系統(tǒng)出現(xiàn)失誤，甚至于發(fā)生事故。因此，在火電廠運行過程中，必須要對PLC控制系統(tǒng)遠程I/O通信出現(xiàn)干擾的原因進行分析，這樣才能夠做好針對的解決措施。

（一）使用合適的電纜

在鋪設電纜的時候，需要使用通信光纜替代原來的同軸電纜，并且依據(jù)相關的規(guī)范進行正確的敷設。在一些電磁干擾影響較為嚴重的地方，通信介質(zhì)必須要設置金屬管，電纜溝與橋架中的一二次線要進行隔離處理，通過這種方式解決試運行使其遠程分站通信干擾問題。除此之外還要在變頻器輸出端設置濾波電抗器。在對變頻器進行安裝的時候，其設置的位置要盡可能的遠離PLC系統(tǒng)各個遠程分站。特別是一些供油泵變頻調(diào)速系統(tǒng)，需要移出遠程分站的控制室，以此方式來徹底解決變頻器對PLC系統(tǒng)通信形成的干擾。

（二）規(guī)范PLC控制系統(tǒng)的接地

將PLC輸煤程控系統(tǒng)進行單獨接地是十分重要的，把PLC主站與其他相關的遠程分站分別與同個接地體連接，使用一定規(guī)格的接地線，其中的接地點要在PLC主站的側面。在此過程中，接地線要盡可能避開輸煤系統(tǒng)強回電與主回路電線，這樣可以在根本上解決通信干擾問題。在這過程中還需要對PLC控制系統(tǒng)的設備和信息電纜屏蔽層接地進行合理的規(guī)范，其中屏蔽層需要使用單端接地的方式，并且控制與信號電纜備用線的一邊也需要進行接地，這樣可以加強屏蔽的作用，預防芯線之間的信息相互影響，同時也可以預防外部的干擾問題出現(xiàn)。

（三）規(guī)范電纜終端接頭的制作

依據(jù)設備的裝置規(guī)范，同軸電纜與處理器、分支器以及適配器之間都需要安裝專用終端接頭，其中接頭的數(shù)量比較多。終端接頭質(zhì)量對整個系統(tǒng)通行有著直接的影響，若是其中一個位置的電纜接頭質(zhì)量沒有達到標準，則就會對整個系統(tǒng)的通信形成一定的影響，進而導致通信信號出現(xiàn)失誤，或者是通信中斷的現(xiàn)象。因此，為了防止因為電纜終端接頭質(zhì)量而形成的干擾問題，在敷設電纜與連接各個處理器與分支器的時候 ，需要保障終端接頭的質(zhì)量，將質(zhì)量符合標準的接頭運用到其中，以此來保障通信的正常傳輸，保障信息的準確無誤，進而確保火電廠控制系統(tǒng)的正常運行。除此之外，一些手機或者是對講機會形成干擾，所以在火電廠運行的時候要盡量遠離輸煤程控系統(tǒng)。

（四）電源干擾的抑制？

現(xiàn)在PLC控制系統(tǒng)的供電電源，絕大部分都采用具有較好隔離性能的電源，而變送器以及和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表供電電源，并沒獲得較高重視、隔離性能不高。即使應用了一定的隔離措施，但一般還是不夠，主要原因是采用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力不高，再經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以對于變送器和共用信號儀表供電應選擇具有小分布電容小、大抑制帶（例如多次隔離和屏蔽及漏感技術）的配電器，以減少PLC控制系統(tǒng)的干擾。另外，為保證電網(wǎng)饋電不間斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS不間斷供電電源還具有很強的干擾隔離性能，非常適合為PLC控制系統(tǒng)供電。

結束語：

PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)在各個行業(yè)中得到了廣泛應用，其良好的通用性、簡單的操作性和維護性以及強大的可靠性在工業(yè)控制方面能夠起到很大的作用。雖然PLC控制系統(tǒng)本身的可靠性就很強，但如果工作環(huán)境非常差，強電場、強磁場等會對PLC控制系統(tǒng)造成嚴重的干擾，導致系統(tǒng)無法正常工作。PLC控制系統(tǒng)存在的干擾原因有很多，其中基本是因為施工初期沒有依據(jù)規(guī)范進行，沒有使用適當?shù)碾娎|、沒有選用質(zhì)量好的終端接頭或者是控制系統(tǒng)的接地問題等，這些都會導致干擾問題出現(xiàn)。因此，在施工設計時需要對這些問題進行避免，以此保障火電廠的正常運行。

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