淺論軋鋼生產線PLC控制系統的抗干擾問題

喬鵬*

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淺論軋鋼生產線PLC控制系統的抗干擾問題

喬鵬*

（唐山中厚板材有限公司，河北唐山，063000）

隨著現代信息科技的不斷發展，各種自動化技術逐漸應用于各個行業中，其中軋鋼生產也逐漸采用自動化控制系統，通過利用可編程邏輯控制器PLC和尚未機軟件實現生產加工工藝控制。PLC控制系統是否穩定直接關系著該自動化系統的穩定運行。但是在實際應用中，PLC系統常常會受到外界因素的干擾，導致系統運行出現一定的影響，為此，需要做好抗干擾措施，保證自動控制系統的穩定運行。

軋鋼生產；PLC控制系統；抗干擾

引言

在軋鋼生產自動控制系統運行中，干擾問題會嚴重影響控制系統的穩定運行，為此，應當在系統的設計中采取有效的抗干擾措施，提高系統看干擾能力，提高產品使用性能，保證系統的穩定運行，進而生產出高質量的產品。同時還要根據系統的運行情況和軋鋼生產線實際情況進行適當的調整，在后期不斷完善抗干擾方法。

1 PLC系統干擾來源

1.1 信號線引入的干擾

各類信號傳輸線在和PLC控制系統連接使用中會出現一定的電磁干擾，導致信號的傳輸出現一定的問題，UO信號的工作和精度都都會受到不良影響，甚至可能損傷元器件。乳溝系統的隔離性能差，那么各導線之間也可能存在彼此干擾的問題，導致系統總線發生回流，進而對邏輯數據產生影響，最終導致系統出現誤差甚至死機問題。在自動化控制系統中，信號線導致的系統運行不穩定或者元器件損壞的問題比較常見，所以在設計中應當重點做好接線設計和施工。

1.2 來自電源的干擾

電源在PLC控制系統中占據著非常重要的位置。電網通過PLC系統的CPU、I/O等電源、變電器供電電源、與系統電氣直接相連的儀表電源等竄入控制系統中，干擾系統的正常運行。在軋鋼生產中，符合電流沖擊性較大，尤其是在前期有精煉爐的施工工藝階段通過電源產生的干擾對整個系統和電網的運行都有著較大影響，同時電網內部開關有著較大的浪涌電壓，在設備起訂、電網短路等情況下都會出現電網諧波，進而嚴重干擾PLC系統的運行。

1.3 空間電磁輻射干擾

軋鋼生產系統通常采用35kV作為動力進線，工廠多采用10kV和400kV作為供配電系統，電動機多采用變頻控制措施，其輸出通常采用開關器件為IGBT等，能夠實現能量輸出，同時也會發生輻射干擾，對周邊電器的正常運作產生不良影響。這些電磁輻射不但能夠干擾PLC內部電路，還能夠干擾PLC網絡通信。

2 抑制干擾的措施

為了保證軋鋼生產的順利進行，應當提高PLC控制系統的抗干擾能力，提高系統運行穩定性，構建良好的系統運行環境。本文將從電源、電纜、軟硬件、接地等方面分析預防干擾的辦法。

2.1 選擇自帶隔離功能的電源

為了避免外部供電網絡的干擾信號對PLC系統產生干擾，在選擇電源過程中可以選擇具有弱電隔離模塊功能的電源，可以采用UPS供電電源，該電源的干擾隔離能力非常強，同時其有著非常強的功能能力，所以其成為PLC供電系統中常用的供電電源。

2.2 選擇合適的電纜

避免電纜對系統產生干擾可以合理選擇電纜類型，按照信號的不同設置不同的傳輸電纜，并按照傳輸信號種類的不同分層輻射信號電纜，把電纜進行分層敷設，分開微弱信號電路和易產生噪音的污染電路，敷設中保證兩者有一定距離，將交流線、直流穩壓電源線數字信號線、模擬信號線和感性負載驅動線等區別開，通過加長間距的方式將相互之間的噪聲影響降低。

2.3 提高硬件濾波和軟件抗干擾能力

為避免接入PLC裝置的信號線帶有干擾信號，需要在裝置信號回路中設計硬件濾波回路，在信號線與地之間加裝電容可以抑制共模干擾，在兩級信號線之間加裝有源濾波器可以抑制差模干擾。這些硬件抗干擾措施的采用將在很大程度上降低干擾信號的強度，但是并不能徹底的消除干擾，這就需要在系統軟件設計時候增加一些抗干擾功能的程序，作為硬件濾波的補充，其中工頻采樣和數字濾波可以消除干擾信號中的周期分量；動態零點通過定時對參考點電位進行校對來實現限制電位漂移；信息冗余通過設置軟件跳轉結構和標志位來阻隔干擾，這些軟件抗干擾措施的應用對硬件抗干擾形成了有效的補充。

2.4 采用規范的接地系統

從設計階段就好嚴格做好接地系統的設計，對于接地系統這一隱蔽工程的設計要嚴格遵守國家相關規定。在軋鋼生產線PLC控制系統接地工程中通常會選擇直接接地。分布電容和濾波會對PLC控制系統產生較大干擾，而通過接地處理器交換頻率能夠控制在1 MHz以內，為此，一點接地是PLC控制系統接地的最佳方式。PLC裝置分布的部位不同那么其接地線匯集的中心也有所不同，可以采用隔離裝置的措施進行控制，將串聯接地銅排放置在距離較近的區域，通過銅排匯集附近裝置接地線后再將其引入到其他各個接地區域。PLC控制系統應選擇單獨的接地極，決不能于強電系統共用一個接地極，并保持接地極距離建筑物10-15m同時接地電阻應該小于2歐姆。信號源的接地應該PLC裝置側進行屏蔽接地，如果遇到信號線有接頭或者多條信號線匯集時，應該將屏蔽線按規定連接后進行絕緣處理，決不允許出現多點接地的現象，只能將所有信號線的屏蔽層匯集到適當的接地點后進行單點接地處理。

3 結束語

干擾問題一直是影響軋鋼自動化生產線的常見問題，廣大現場維護人員對此也一直處于研究之中，為了避免在軋鋼生產過程中不斷更換設備改善負荷條件，應當提高系統抗干擾能力，做好干擾問題的預防。為此，設計工作者需要從供電電源、電纜、接地等多方面考慮造成干擾的因素，并且合理設計，提高系統抗干擾能力，盡量消除干擾源。當前軋鋼生產線PLC控制系統抗干擾問題的研究已經取得了一定的成績，但是未來發展中需要相關工作者進一步深入研究，找到更簡便的抗干擾辦法，從而保證我國軋鋼自動化生產的進一步發展。

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Discussion on Anti-interference of PLC Control System in Rolling Production Line

QIAO Peng*

(Tangshan medium and heavy Plate Co., Ltd., Hebei Tangshan, 063000, China)

with the continuous development of modern information technology, various automation technologies are gradually applied in various industries, in which steel rolling production also gradually adopts automatic control system. The stable operation of the automatic system is directly related to the stability of the process control system by using the programmable logic controller (PLC) and the non-machine software. However, in practical application, PLC system is often disturbed by external factors, which leads to some influence on system operation. Therefore, anti-interference measures should be done to ensure the stable operation of automatic control system.

PLC control system for steel rolling production; Anti-interference

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2018.01.051

TP273

A

1672-9129(2018)01-0128-02

喬鵬. 淺論軋鋼生產線PLC控制系統的抗干擾問題[J]. 數碼設計, 2018, 7(1): 128-128.

QIAO Peng. Discussion on Anti-interference of PLC Control System in Rolling Production Line[J]. Peak Data Science, 2018, 7(1): 128-128.

2017-10-25；

2017-12-03。

喬鵬（1985-）男，河北唐山，工程師，本科，研究方向：電氣工程及其自動化專業。E-mail: 2155437993@qq.com