發電廠PLC程控系統干擾問題研究

楊勇

摘 要：在經濟快速發展背景下，電力需求量不斷提升。以往發電廠的程控系統長期運行穩定性差，已經不能滿足現代電廠的運行要求。PLC程控系統作為最新一代的熱工控制系統，具有智能化控制功能，廣泛的應用于發電廠的生產控制中。但PLC程控系統的穩定運行直接影響整個發電廠系統運作的可靠性和安全性。因此我們需要對PLC程控系統的干擾問題進行分析，提高PLC程控系統的抗干擾能力，保證系統穩定運行。

關鍵詞：PLC 程控系統；智能化；發電廠；抗干擾能力

隨著工業控制計算機技術的迅速發展，控制計算機具有眾多優點在電氣行業廣泛的應用。PLC程控系統能有效提高發電廠的生產效益。但PLC程控系統容易受到其他因素干擾，所以保證程控系統穩定運行，提高程控系統運行時的抗干擾能力是至關重要的。

1 PLC程控系統干擾問題的成因分析

PLC程控系統的干擾因素可分為三大類：空間的輻射干擾；外部因素產生的干擾；內部因素產生的干擾。

（1）空間的輻射干擾。PLC程控系統的輻射干擾是由于無線廣播、電力電路、雷電和電氣設備的暫穩過程等產生的輻射電磁場，輻射干擾其分布較為復雜。當PLC程控系統位于磁場內時就會受到輻射干擾?？芍苯虞椛錈峁炔?，使電路感應產生干擾；或者輻射熱工通信網絡，使通信線路的感應產生干擾；空間輻射干擾跟現場產生的磁場大小、磁場的頻率和設備布置有關。

（2）外部因素產生的干擾。PLC程控系統的外部因素產生的干擾主要是由于信號線與電源的引入所產生的干擾，一般稱為傳導干擾。PLC程控系統的電源干擾主要是由于PLC程控系統引入電源造成的故障，PLC程控系統供電都是由電網提供。由于電網范圍較廣，容易受到電磁場的干擾，引起電路和感應電壓還有電網內部的發生變化。PLC程控系統的信號線干擾主要是由于PLC程控系統與各種信號線相連接，除了之間進行信息傳導之外，還產生外部信號對其進行干擾。干擾的主要有兩種路徑：一是空間電磁輻射感應對信號線進行干擾，二是由于其他設備的供電電源串聯進入電網引起干擾，此類干擾對PLC程控系統的損害要小于第一種。I/O 信號由于信號引入干擾導致運行異常和測量精度降低。還會引起信號間的干擾，產生系統回流現象，造成設備死機。接地系統混亂也會導致干擾，接地能有效提高子設備電磁兼容性，但是錯誤的接地方式，會嚴重的引起干擾信號的產生。

（3）內部因素產生的干擾。PLC程控系統內部因素產生的干擾主要是系統組成的元器件與電路相互作用產生的電磁輻射所造成的。例如模擬電路相互輻射同時對模擬電路的影響，系統內部使用的元器件不匹配等情況。以上情況都是屬于PLC程控系統制造商的設計內容，不同品牌的制造商干擾情況也不相同。

2 發電廠PLC程控系統抗干擾技術

2.1 信號繼電器隔離

繼電器隔離是將 I/O 模塊與設備之間的開關量信號進行隔離。發電廠在程控系統中對繼電器的使用存在著兩種觀點，一種觀點認為不需要使用繼電器隔離，原因是模塊本身具有抗干擾能力，已經采用了隔離器和阻容濾波電路，簡化繼電器，系統接線相對簡單，能有效減少故障。根據以往經驗，認為PLC程控系統具有抗干擾性能，但是采用繼電器隔離是必不可少的，原因如下：

（1）在耐電流、耐電壓沖擊的能力方面繼電器比輸入模塊更加優越，能有效避免由于過壓、過流損壞模塊。繼電器相比輸出模塊能增加系統的輸出接點容量，方便接點接入控制回路中。

（2）使用繼電器可隔離I/O 信號在PLC 系統在電路上分開，隔斷信號的傳輸，防止接地回路一起電壓差，也可作為控制內外的系統，便于維護。

2.2 電纜接地屏蔽

在PLC程控系統中，準確無誤的接地方式是消除電磁干擾的主要措施之一。正確的接地能避免行車回路，避免與其余電路產生干擾電壓，使PLC程控系統穩定工作。與屏蔽箱結合可消除環路產生的電磁場干擾情況。在低頻電路中，元件和布線間的電磁感應較弱，但接地造成的回路干擾所造成的影響卻很大，為防止干擾，一般采用單點接地方式。程控系統低于1 MHZ以下，應采用單點接地方式。在PLC程控系統中、電源設備、繼電器、和PLC模塊都應該安裝于控制柜內，能形成較好的電磁場屏蔽性能。電磁干擾的產生主要是由于電路的引入，因此對電路也應采取屏蔽。對I/O模塊采用的電纜應是完全屏蔽電纜，金屬屏蔽采用單點接地方式。消除各個種類地線的互相干擾，應按照同一類型地線分類相連，然后統一匯集到接地點，接入PLC程控系統單獨接地。

2.3 電纜選擇與敷設

PLC程控系統傳輸線間的干擾來自電磁感應引起的電磁耦合、導線間形成的電容。因此在電纜的選擇應選用金屬鎧裝屏蔽型的控制、信號電纜等信號屏蔽性較高的電纜，減少電磁干擾。而且在電纜敷設的施工過程中應將動力電纜和控制電纜分開，控制電纜中的強、弱電纜分開敷設。來減少各個種類的信號互相干擾。

2.4 數字濾波

PLC程控系統模擬量信號的信噪比較低，由于發電廠現場的產生的瞬時干擾產生波動，如果采樣值應用瞬時數據進行控制計算，將會導致誤差較大。因此PLC程控系統一般采用數字濾波的方式。將生產過程產生的模擬量信號通過A/D轉換為數字量信號，然后數字濾波程序去除干擾。如下圖所示。

3 結語

發電廠的工作環境較為復雜、惡劣。因此PLC程控系統干擾因素是相對復雜，需對各個方面進行綜合分析，排除干擾因素。有效的提高抗干擾性能，保證PLC程控系統安全、可靠的運行。

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