PLC在電建施工中的安裝要點探討

摘要：隨著PLC在電廠控制領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，PLC的安裝工作在熱工儀表的安裝中也變成了一項很重要的任務(wù)。文章重點對PLC在電力建設(shè)安裝中應(yīng)注意的一系列問題作出了闡述，給出了一些合理的建議，從幾個方面來分析提高PLC安裝調(diào)試過程中的干擾措施。

關(guān)鍵詞：PLC；電建施工；安裝調(diào)試；抗干擾；安裝要點

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）36-0085-03

可編程控制器（PLC）是一種通用控制器，其產(chǎn)生的基礎(chǔ)是計算機本身具有微處理能力，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、通訊技術(shù)及計算機技術(shù)融為一體，憑借自身可靠性、靈活性、擴展性、控制功能強等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于電廠的控制領(lǐng)域。在使用可編程控制器的過程中，由于現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，并且干擾源比較多，例如在啟動或停止大功率用電設(shè)備時，都會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不同程度的波動，進而在一定程度形成低頻干擾。通過電磁耦合，切割機、電焊機以及電機的電刷等都會產(chǎn)生工頻干擾，都會對PLC的正常工作造成不同程度的影響。在現(xiàn)場盡管PLC是專門的控制裝置，并且在設(shè)計制造過程中采取多種保護措施，使其進一步適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，但是為了確保系統(tǒng)運行的安全性、可靠性，通常情況下，需要

采取必要的抗干擾措施，進一步改善PLC的工作環(huán)境。

1 PLC的安裝

1.1 PLC安裝前需具備的條件

在PLC安裝前，控制室必須達到以下條件方可進行施工：（1）控制室土建工程全部完工并交付使用。（2）控制室通訊、通風、暖通工程全部完工，并試送風合格。（3）控制室附近無大型用電設(shè)備運行、無強電場存在。（4）控制室室外方圓50m不再有強夯和打樁作業(yè)，沒有較大振動的工程施工。（5）控制室內(nèi)盤柜型鋼基礎(chǔ)安裝完畢，外形尺寸與控制柜尺寸一致。（6）盤柜基礎(chǔ)已做好防腐，驗收通過。（7）接地極及接地總線施工完畢，接地電阻符合設(shè)計（制造廠）規(guī)定。（8）控制室的照明全部完工，并驗收合格投入使用；（9）控制室內(nèi)衛(wèi)生打掃干凈，無任何明顯污跡。

1.2 控制裝置安裝

1.2.1 PLC設(shè)備的開箱檢查。PLC設(shè)備的開箱檢查應(yīng)在室內(nèi)進行：（1）應(yīng)確認包裝有無缺陷。（2）打開外面的硬包裝，檢查軟包裝外觀是否良好，真空度是否已破壞。（3）按照設(shè)備圖紙進行PLC設(shè)備外觀尺寸，內(nèi)部主要器件布置及數(shù)量的核對清點工作。當確認以上項目無誤時，方可進行設(shè)備領(lǐng)用并同時做好開箱記錄。對發(fā)現(xiàn)的問題，要寫成書面材料及時找建設(shè)單位和制造廠及監(jiān)理單位核對，四方確認待處理。

1.2.2 PLC設(shè)備的搬運。在進設(shè)備前，必須進行現(xiàn)場通道的清理，以保證在進設(shè)備時有寬敞的通道。設(shè)備開箱后，如不能立即安裝，必須將設(shè)備暫時存放在室內(nèi)或干燥能避雨的場所。

PLC設(shè)備的搬運應(yīng)按一定的順序進行，先內(nèi)后外，先控制柜后操作員站，最后安裝打印機。對于控制柜和操作臺主要考慮用液壓小車托運及滾杠移動。在控制室地板上墊好防振橡膠板，減少振動，保護地板。對于打印機、顯示器與小型設(shè)備，主要考慮人力搬入。

1.2.3 PLC控制柜安裝。

第一，盤底座的安裝：（1）按照施工圖，采用6.3#槽鋼制作控制盤，以及柜的型鋼底座，同時確保其與控制盤尺寸的一致性，每米直線度的偏差控制在1mm。如果型鋼底座總長超過5m，在這種情況下，全長最大偏差控制在5mm。（2）把底座搬運到控制室。（3）根據(jù)地坪標高將基礎(chǔ)清理平整。（4）地坪高出安裝標高的位置就要把地坪鑿低達到符合的標高，地坪低于安裝標高的位置就要墊上適當?shù)谋忤F或角鋼并與預(yù)埋墊塊焊牢。（5）將所有的墊塊用經(jīng)緯儀進行平面找正。（6）把底座雙焊接在墊塊上（在相應(yīng)的盤下安裝相應(yīng)的底座）。（7）盤底座應(yīng)在二抹面前安裝，其上表面應(yīng)高出地平，約為10～20mm。（8）牢固固定盤底座，確保頂面的水平，其傾斜度控制在0.1%，其最大水平高差控制在3mm。（9）對于儀表盤、接線盒以及在正常情況下不帶電的裸露金屬部件來說，通常情況下，需要進行接地保護，在一定程度上確保人員的安全。

第二，安裝控制柜：（1）在完成控制室墻壁、柱子、頂棚的粉刷及空調(diào)設(shè)備的風道施工后，進行控制盤的安裝。（2）為了確保設(shè)備正常運行，對于控制盤來說，通常情況下，需要將其安裝在光線充足、通風良好，并且便于操作維修的地方。（3）對控制盤進行搬運、安裝時，需要確?？刂票P上設(shè)備、油漆的完整性，不得出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。（4）安裝控制盤前，需要按照下列要求對其進行檢查：控制盤面應(yīng)平整，表面漆層完好無損；控制盤的外形尺寸與安裝儀表孔的尺寸是否一致，同時按照設(shè)計規(guī)定，對控制盤的儀表、電氣設(shè)備的型號和規(guī)格等進行檢查。（5）在震動較大的地方安裝控制盤時，通常情況下需要設(shè)置墊橡皮等減震措施。（6）通過鍍鋅、鍍鎳或烤藍等防銹措施，對連接表盤的螺栓、螺母、墊圈等進行處理。為了確保油漆、導(dǎo)線絕緣的完整性，通常情況下，不得在盤內(nèi)實施電焊、火焊，必要的情況下需要采取相應(yīng)的防護措施。（7）在安裝控制盤的過程中，需要符合下列要求：對于盤正面積正面邊緣的不垂直度通?？刂圃诒P高的0.15%；對于相鄰兩控制盤的連接處，盤正面的平面度偏差控制在1mm。如果盤間的連接超過五處時，在這種情況下，盤正面的平面度偏差控制在5mm；對于各盤間的連接縫隙來說，一般控制在2mm；對于相鄰兩控制盤頂部來說，其水平度偏差控制在2mm，對于成列的控制盤來說，其頂部水平度偏差一般控制在5mm。（8）為防火、防塵，盤底孔洞必須用松軟耐火材料嚴密封閉。

1.3 PLC系統(tǒng)的接地

接地裝置對于PLC系統(tǒng)的安全運行起著重要的安全保險作用，我們在施工中應(yīng)給予充分的重視。接地系統(tǒng)應(yīng)分以下四個子系統(tǒng)分別進行，不得擅自搞混：（1）計算機系統(tǒng)接地；（2）交流電源工作接地；（3）機柜保護接地；（4）信號屏蔽接地。

1.4 PLC系統(tǒng)的通電檢查

1.4.1 檢查PLC裝置的接地系統(tǒng)和供電系統(tǒng)已滿足設(shè)計（制造廠）要求。會同監(jiān)理、制造廠家、業(yè)主填寫檢查確認單。

1.4.2 當確認接地系統(tǒng)和供電系統(tǒng)符合要求后，對PLC裝置進行通電檢查，在送電過程中應(yīng)電壓對每臺設(shè)備逐一進行，必要時要通過示波器，觀察PLC電流、電壓和頻率，并認真做好記錄。

1.4.3 確認電流電壓符合設(shè)計要求后，要對PLC設(shè)備連續(xù)通電24小時后，可以開始進行預(yù)熱老化。

1.4.4 一旦PLC系統(tǒng)送電后，未經(jīng)上級主管部門允許和批準，系統(tǒng)不得擅自停電。

1.4.5 PLC設(shè)備連續(xù)通電24小時后，可以開始進行設(shè)備的系統(tǒng)調(diào)試。

2 安裝調(diào)試過程中應(yīng)注意的問題

PLC裝置這種用于工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的設(shè)備，是整個工藝自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，是工藝生產(chǎn)的大腦。因此它的安裝調(diào)試愈發(fā)顯得重要。

PLC如果安裝和使用不當就會使設(shè)備出現(xiàn)故障引發(fā)安全事故，所以需要廠家在設(shè)計、安裝和維護中多方面配合才能保證系統(tǒng)的正常運作。在安裝中應(yīng)注意以下六個問題：

2.1 溫度

對于PLC來說，其適宜的環(huán)境溫度通常情況下在0℃～55℃之間。因此，在安裝PLC的過程中，不能將其安裝在發(fā)熱量過大的元件下面，并且需要采取措施，確保四周有足夠大的通風散熱的空間。對于PLC及外部電路來說，其元器件構(gòu)成主要包括：半導(dǎo)體集成電路、晶體管和電阻、電容等，這些元器件運行的可靠性和使用壽命，受到溫度變化的直接影響。PLC及I/O模塊、輔助電源等外部電路的工作溫度一般為0℃～55℃。

2.2 濕度

為了保證PLC的絕緣性能?？諝獾南鄬穸韧ǔＧ闆r下控制在35%～80%。如果濕度過高，透過模塊上金屬表面的缺陷，使得水分侵入模塊的內(nèi)部，進而在一定程度上惡化內(nèi)部元件，由于高壓、高浪涌電壓等，可能導(dǎo)致印刷版出現(xiàn)短路故障。反之，如果環(huán)境過于干燥，可能導(dǎo)致絕緣物體帶靜電，尤其是MOS集成電路，由于輸入阻抗比較高，受靜電感應(yīng)的影響會出現(xiàn)不同程度的

損壞。

2.3 振動

在安裝PLC裝置的過程中，為了防止10～50Hz的振動頻率或連續(xù)振動，通常情況下，需要將PLC裝置遠離強烈的振動源。對于PLC裝置來說，當超過自身的極限時，在一定程度上會造成電磁閥或斷路器誤動作，進一步導(dǎo)致機械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松動等不良后果。

2.4 空氣

對于PLC裝置來說，由于對環(huán)境要求比較高，因此，在空氣避免出現(xiàn)腐蝕性、易燃性氣體，并且周圍空氣中不能混有塵埃、導(dǎo)電性粉塵等雜質(zhì)，否則在一定程度上引起不良現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：空氣中混有塵埃，可能造成設(shè)備之間出現(xiàn)接觸不良，或者堵住濾網(wǎng)的網(wǎng)眼，進一步升高盤、柜內(nèi)的溫度。

2.5 電源

對于電源線產(chǎn)生的干擾，PLC具有一定的抵制力。為了進一步減少設(shè)備與地之間的干擾，通常情況下，在可靠性要求較高或電源干擾嚴重的環(huán)境中，安裝帶屏蔽隔離的變壓器。對于PLC來說，其輸入端由直流24V輸出提供，因此選用直流穩(wěn)壓電源，解決輸入端使用外接直流電源的問題。

2.6 停運

對于PLC來說，在不運行的情況下，溫度、濕度的急劇變化可能引起結(jié)露，進而在一定程度上降低絕緣電阻。金屬表面由于高壓漏泄，進而出現(xiàn)生銹，進一步惡化絕緣，甚至產(chǎn)生難以預(yù)料的事故。因此，系統(tǒng)一旦上電，未做好措施、未經(jīng)上級主管部門允許和批準，系統(tǒng)不得擅自停電。

3 PLC系統(tǒng)的干擾來源及抗干擾措施

3.1 PLC系統(tǒng)的干擾來源

控制柜內(nèi)的高壓電器、大的電感性負載、布線混亂、來自信號線引起的干擾、來自接地系統(tǒng)混亂的干擾、來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾、變頻器的干擾等都是出現(xiàn)在電廠PLC控制系統(tǒng)的干擾系統(tǒng)。

3.2 PLC系統(tǒng)的抗干擾措施

為了使PLC能夠正常工作就必須克服以上干擾，因此，我們在施工中需要采取相應(yīng)的抗干擾措施。

3.2.1 合理處理電源，對電網(wǎng)引入的干擾進行抑制。在施工過程中，對于電源引入的電網(wǎng)干擾，通常情況下，通過安裝一臺帶屏蔽層，并且變化比為1∶1的隔離變壓器，進而在一定程度上削弱設(shè)備與地之間的干擾，或者將PLC濾波電路串接在電源輸入端。

3.2.2 優(yōu)化電纜敷設(shè)工藝，減少干擾產(chǎn)生。（1）電纜敷設(shè)前對電纜的敷設(shè)路徑進行二次設(shè)計，嚴格按照電纜傳輸?shù)男再|(zhì)進行分類，將高壓動力、低壓動力、控制信號、模擬量信號分層，均衡每層電纜橋架的電纜數(shù)量，避免不同信號的電纜相互干擾，這能直接的最大限度地減少干擾源。（2）電纜敷設(shè)前檢查所領(lǐng)用的電纜規(guī)格型號及電壓等級應(yīng)符合設(shè)計要求，并有產(chǎn)品合格證。每軸電纜上應(yīng)標明電纜規(guī)格、型號、電壓等級、長度及出廠日期。電纜外觀完好無損，鎧裝無銹蝕、無機械損傷，光明顯皺折和扭曲現(xiàn)象。如有疑問的電纜可作退庫處理，由業(yè)主與供貨商聯(lián)系，更換合格的電纜。（3）控制電纜與高壓電力電纜并行敷設(shè)或在220千伏及以上超高電壓配電裝置內(nèi)敷設(shè)，而且當二次回路為晶體管控制或保護設(shè)備時，采用下列降低干擾的措施：一般選用具有金屬屏蔽的控制電纜；與高壓電力電纜并行敷設(shè)的控制電纜，在可能范圍內(nèi)應(yīng)盡量遠離；配電裝置內(nèi)不宜采用地面式無屏蔽的槽溝；配電裝置內(nèi)的電纜溝路徑選擇，在沒有其他條件限制時，宜距離偶合電容器、避雷器、避雷針位置遠一些；必要時，可沿控制電纜并行敷設(shè)專用屏蔽線或附加金屬罩，也可選用絞對線型的控制電纜。

3.2.3 正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)。為了避免偶然發(fā)生的電壓沖擊，為了抑制干擾完善的接地系統(tǒng)是PLC抗電磁干擾的重要方式，一般情況下接地方式與信號頻率有關(guān)，當頻率低于1MHz時，可用一點接地；在1～10MHz之間時，通常情況下，PLC控制系統(tǒng)采用一點接地，將所有地線端子和最近接地點相連接，以獲得最好的抗干擾能力；高于10MHz時，采用多點接地。接地系統(tǒng)接線和接地電阻值要嚴格執(zhí)行設(shè)計（制造廠）圖紙的規(guī)定。各系統(tǒng)不得互相竄擾，不允許系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生多點接地的現(xiàn)象。對接線人員明確只在PLC盤柜側(cè)進行屏蔽線接入，而其他就地一次元件及就地端子箱等設(shè)備無需接屏蔽線或接在空端子上。就可以避免屏蔽線兩側(cè)都接或漏接的情況出現(xiàn)。

3.2.4 抑制變頻器干擾。在啟動、運行變頻器的過程中，通常情況下會產(chǎn)生諧波，進而對電網(wǎng)傳導(dǎo)產(chǎn)生干擾，進一步造成電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變，使得電網(wǎng)的供電質(zhì)量受到不同程度的影響，為了將傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前我們增加了隔離變壓器用來抑制。還有使用濾波器也可以起到抗干擾的能力。第二變頻器的輸出所產(chǎn)生的電磁輻射也會影響周圍設(shè)備的正常運行，通過使用輸出電抗了減少變頻器輸出能量傳輸過程中線路產(chǎn)生電磁輻射。

4 結(jié)語

綜上所述，電廠PLC控制系統(tǒng)的干擾問題十分復(fù)雜，所以我們應(yīng)該在PLC的生產(chǎn)、安裝、維護過程中綜合考慮各種因素，逐一制定相應(yīng)的有效措施來控制系統(tǒng)的正常運作。筆者在各電廠工程PLC系統(tǒng)的實際安裝中，充分注意以上問題，通過有針對性的措施消除各種干擾，使PLC的抗干擾明顯提高，誤動作明顯降低。

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作者簡介：孫谷豐（1974-），男，上海電力安裝第一工程公司工程師，研究方向：電廠熱工過程自動化專業(yè)技術(shù)。