火力發電廠PLC控制系統的可靠性措施

顧博才

摘要：PLC具有強大的邏輯與功能，可以運用編程控制器提高火力發電廠的安全性與可靠性，使得各個機組及電網能夠提升自身的安全及經濟性能。隨著使用時間的增加，機組運行時可能會面對各種事故挑戰，需要尋找判斷故障的方法，有效解決系統故障問題，提高系統運行的安全性與可靠性。本文主要闡述了火力發電廠的工作環境特點及提高PLC控制系統可靠性的有效策略。

關鍵詞：火力發電廠;PLC控制系統;可靠性;

火力發電廠的空間較為狹窄，內部安裝著大量的控制系統設備、配電裝置等，電纜通道較少，需要將多種電纜同向鋪設。高電壓及大電流設備在斷開狀態時容易產生強干擾作用，產生感應電流及感應電壓，對系統運行造成了較大影響。

一、火力發電廠的工作環境特征分析

火力發電廠內部存在著極其復雜的而電磁場，內部電壓及電流均較高，可以輸出數百千伏特的電壓。現場環境會對其工程產生較大影響，可能導致較長長度的電纜難以分隔開，同時位于電纜溝之內，存在著較大的阻礙作用。在電壓較大、電流較強時，容易在PLC的輸入導線上生成強大的感應電壓及電流，可以給發光二極管提供發光能源，降低了光電耦合器的抗干擾作用，使得PLC產生了失誤動作。例如，當水電站中的PLC維持正常工作狀態時，在發電機啟動之后可能會出現失誤動作，可以觀察到在尚未輸入信號時便有閃動現象發生。實際上，干擾信號也可能經過PLC侵入到電源當中。發電站環境中的繼電器使用的是直流電源，應該充分考慮輸出電路的特點，提高控制系統運行時的可靠性。

二、火力發電廠PLC控制系統的抗干擾概述

通常情況下，PLC內部安裝著耦合器和輸出設備，能夠將外界的光信號有效隔離起來。此類設備能夠減少外界對于系統的干擾性，起到保護CPU模塊的作用，避免高電壓傷害內部電池。

在火力發電廠輔助機制中，外界環境可能會對控制系統產生較大干擾，降低了光電耦合器的抗干擾作用。可以運用小型繼電器阻擋干擾，運用長度較長的導線導入到輸入端口中，在外部驅動器的作用下控制回路的控制輸出方式，提高火力發電廠的工作效率。運用串行通信線路將外部信號、PLC和計算機連接起來，使其能夠在防火、防爆的工作環境中運行，獲得更高的控制質量與效率。

三、PLC控制系統的設備安裝及線路布置工作分析

首先，開關量信號對于信號電纜并沒有要求，可以選擇一般化的電纜完成工作任務。在信號的傳輸距離較長時，可以選擇屏蔽電纜的方式，使得模擬信號能夠維持高速運行狀態。對于通信電纜具有較大要求，需要使其具備較高的頻率，運用廠家專業化的電纜完成工作任務。在信號頻率較低的環境中，可以運用屏蔽的雙絞線電纜工作。

其次，PLC控制系統需要遠離強干擾源，如各種大功率設備、高頻率焊接機械等。PLC與高壓電器不能處于相同開關柜中，需要增加其與動力線之間的距離，安裝一個具有電感性的原件，將各種原件并聯起來，建設起消弧電路。

再次，在PLC控制系統中，若出現了I/O線路或者大功率電路，可以在同一個線槽中布置多個信號線，運用屏蔽電纜制作信號線。可以將不同電纜設置成為交流線與直流線，采用分開鋪設的方式，運用屏蔽線完成工作任務。為了提高管理效率，可以將不同類型的線安裝到不同的電纜管道當中，擴大線路之間的空間距離，獲得較好的鋪設效果。

最后，在傳播模擬信號時，可以運用屏蔽線完成任務，并將其一段接入大地中。為了避免受到高頻信號的干擾，可以將數字信號線的屏蔽系統與電位均勻系統并連起來，降低整體電阻值。若難以設置點位均勻系統，需要降低低頻系統的干擾，運用不同的插接設備完成接地操作，實用備用端子或者地線段子分割開插接件，降低各種原件之間的相互干擾性。

四、對電源系統的處理措施分析

電源系統是影響PLC穩定系統的主要因素之一，主要是通過供電線路內部的阻抗耦合作用產生的。對于整體系統來說，發電設備是產生干擾信號的主要設備。

如果PLC控制系統使用交流電源，在強高干擾性環境中對于可靠性的要求較高，可以在交流電源一段添加隔離變壓設備，將其與低通濾波器連接起來，避免外界干擾的侵入，提高系統的抗干擾能力。

低濾波器可以吸收掉電源中的大多數“毛刺”，可以使得磁環中的磁通相互抵消，避免出現飽和現象。高頻干擾信號需要通過初級及次級繞組作用完成電容傳遞任務，減少繞組間的分布電容狀況，提高系統整體的抗干擾能力。

電源濾波器產品也是提高電源可靠性的重要設備，可以運用直流電源或者蓄電池給PLC控制系統供電，降低交流電源的干擾作用，確保FLC的正常工作。

五、對PLC輸入端的處理策略分析

信號輸入端可能存在著感應負載，能夠避免信號發生較大變化，使得感應電流損壞輸入模塊。因此，需要做好對信號輸入端的處理工作，并連接如電容和電阻，科學選擇電源設備型號。設備的選擇需要根據負荷容量的情況確定。對于直流輸入信號，需要并聯接入二極管，避免出現輸入信號一端感應負荷過大的情況，獲得良好的RC濾波效果，運用中間繼電器完成隔離緩沖任務，獲得較好的抗干擾效果。

六、對PLC輸出端的處理策略分析

繼電器輸出端的工作電壓范圍較小，導通壓降水平較低，承擔瞬時電流的能力較弱，運行速度較慢。在控制系統的輸出量變化恒定時，可以選擇繼電器型輸出模塊。PLC控制系統內部的觸點較小，斷弧能力較差，難以直接應用于發電站的工作環境中，需要在外部繼電器的驅動作用下完成任務，獲得恒定的負載水平。

斷開的直流電路對于繼電器觸點的要求較高，可以選擇較小的觸點完成工作任務，仔細分析其作用。例如，在水電站發電系統中，電磁閥門內部存在著與線圈串聯的觸點，可以在內部完成通電任務。可以運用觸點型號較小的繼電器連接輸出信號信息，獲得良好的工作性能。

結束語：

在火力發電廠工作時，PLC控制系統具有較高的精度及可靠性，安裝成本較低，維護過程十分簡單，具有較大的應用價值。本文通過分析火力發電廠工作環境，研究PLC系統應使用何種電源進行工作，同時闡述PLC系統的抗干擾能力，即發電過程中，外界可能產生的干擾因素。火力發電廠的現場環境條件較差，需要做好防范措施，檢查現場環境，排除干擾因素，選擇合適電源發電，根據正確的系統設備安裝步驟與線路完成PLC系統在火力發電廠中的布置，并對其輸入端與輸出端選擇合適的電源，使系統發揮優勢，穩定發電，確保發電廠可以穩定運行，獲得良好的運行成果，提高系統的可靠性與安全性。

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