PLC在電力系統(tǒng)自動化中的應用及抗干擾分析

許艷波

國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司佳木斯供電公司

摘要：PLC，即可編程控制器，近年來在電力系統(tǒng)自動化中的應用越來越廣泛，PLC有可靠性高堯功能完善堯編程簡單堯維護簡便以及能耗低等多方面的優(yōu)點。本文從PLC的定義及優(yōu)點入手，詳細地介紹了目前它在電力系統(tǒng)自動化中的多方面應用，最后，針對PLC控制系統(tǒng)，文章分析和研究了干擾源和抗干擾措施，有一定的指導意義。

關鍵詞：PLC；電力系統(tǒng)；自動化；應用；抗干擾

我國在高速發(fā)展的同時，對于電力的需求也越來越多，我國的經(jīng)濟發(fā)展對于電力行業(yè)的發(fā)展也起到了一定的推動作用，在電力行業(yè)高速發(fā)展以及人員對電力需求越來越多的同時，人們對于用電可靠性的要求也逐漸提高，這就需要相關的人員針對電力系統(tǒng)實施自動化改進，實現(xiàn)電力系統(tǒng)PLC的自動化。并且為了保障電力系統(tǒng)PLC能夠得到合理的應用，就需要針對各種干擾源進行消除，提升抗干擾能力，下面本文就主要針對PLC在電力系統(tǒng)自動化中的應用及抗干擾進行深入的分析。

1、PLC特點和概述

1.1PLC概述

PLC，即可編程控制器，是一類新型的控制裝置，計算機技術是其基礎。國際電工委員會對PLC的定義如下：PLC是一類采用可編程存儲器進行數(shù)字運算操作的電子裝置，內(nèi)部可執(zhí)行順序運算，邏輯運算，計數(shù)及計時等的指令，以數(shù)字或模擬量輸入輸出，對各類型的生產(chǎn)過程或機械進行控制。

1.2PLC的優(yōu)點

1.2.1可靠性高

電氣控制設備一項很關鍵的性能指標就是高可靠性。PLC制作時依靠現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，生產(chǎn)工藝嚴格，內(nèi)部也有很先進的抗干擾措施，可靠性非常高，無故障工作時間長。而其帶有的自我檢測功能，也使得其硬件故障時可發(fā)出警報自我檢測，整個系統(tǒng)都具有高可靠性。

1.2.2功能完善

PLC有各種規(guī)模的產(chǎn)品，可用于各種工業(yè)控制場合。PLC有很強大的邏輯處理功能及數(shù)據(jù)運算能力，在數(shù)字控制場合應用也十分廣泛。近年來，它已經(jīng)應用到了包括位置、溫度、CNC等多種工業(yè)控制中。

1.2.3編程語言簡單

PLC是一類接口十分簡單工業(yè)控制計算機，技術人員也較容易接受其編程語言。其梯形圖語言的表達方式使得對計算機、匯編語言以及電子電路不熟悉的人也可以比較容易的利用計算機進行工業(yè)控制。

2、PLC在電力系統(tǒng)自動化中的應用

2.1開關量控制

2.1.1斷路器控制

PLC系統(tǒng)內(nèi)采用軟繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁繼電器，可靠性大大提高。在操作過程中，工作人員進行很簡單的分合閘操作，系統(tǒng)可根據(jù)其實際情況給出指示信號，故障時自動分閘；PLC系統(tǒng)的輔助開關數(shù)目可進行簡化，可對多臺斷路器進行控制并且實現(xiàn)信號集中顯示，進而減輕維護和檢修工作量。

2.1.2備用電源自動投入裝置

傳統(tǒng)備用電源自動投入裝置的目的是為了加強供電的可靠性，但其手動或自動的操作不能滿足連續(xù)供電用戶的需求，于是產(chǎn)生了PLC備用電源自動投入裝置。它采用編程方式，采集一次設備正常運行的信號，并以此為依據(jù)進行備用電源的投入或關閉，再加之其強大的數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷以及抗干擾能力，使其具有很高的可靠性和可操作性。

2.2順序控制

目前在大型企業(yè)中，其自動化系統(tǒng)內(nèi)的輔助系統(tǒng)均采用了PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)在控制單獨某個模塊的同時，還能夠通過信息模塊以及通信總線對全廠的生產(chǎn)進行協(xié)調(diào)控制。電力企業(yè)的輸送系統(tǒng)及輸送效率非常重要，因此PLC控制系統(tǒng)的采用在很大程度可以提高生產(chǎn)效率，降低成本，減少工作人員負擔。

2.3安全回路

電力系統(tǒng)自動化中，泵類啟動方式有自動啟動、機旁屏手動以及現(xiàn)場控制箱手動啟動等。自動啟動泵時，主備用泵的選擇由PLC內(nèi)的順控模塊決定，它依據(jù)各個泵的累積運行時間長短。一般而言，自動化泵有PLC控制依據(jù)常規(guī)控制兩種方式，常規(guī)控制是PLC控制的補充，作為控制泵類的安全回路，可實現(xiàn)即使PLC系統(tǒng)故障，泵類也可正常運行。

3、PLC控制系統(tǒng)的抗干擾研究

3.1PLC干擾源

PLC控制系統(tǒng)在實際的應用中，有著諸多的應用優(yōu)勢，然而，其本身也有著一定的缺陷，加上其應用的環(huán)境都較為復雜，所以很容易受到各種因素的干擾。一般來說，對PLC產(chǎn)生干擾的源頭均來自接通的感應電流以及電壓，同時也包括斷開的高電壓以及大電流，這些通過PLC輸入線的感應電流和電壓均會形成電磁干擾，使得PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部的各個元件均無法正常的工作。

3.2抗干擾可采取的措施

首先，可以采取的抗干擾措施就是隔離措施。PLC控制系統(tǒng)主要是由光電耦合器、光電可控硅以及小型的繼電器所構成的，這三種構成元件可以有效的針對外部的信號源進行隔絕，適當?shù)拈_關信號源不會對PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部的運行產(chǎn)生影響。而I/O模塊也能夠起到良好的隔離效果，其主要是應用常見的光耦合的方式來進行干擾隔離處理，這樣不僅能夠有效的起到消除干擾的作用，而且還能夠使得CPU模塊得到可靠的保障，使得PLC高電壓不會受到嚴重的影響。除此之外，PLC輸入端進行信號的引入時，需要利用長線進行引入，而且需要合理的應用小型繼電器實施干擾隔離，以得到消除干擾的目的。PLC外部信號以及串行的通信線路中設置的相關光纖等信息傳送接口均可以有效的起到抗干擾的作用。

其次，就是電源抗干擾措施。所謂的電源干擾其干擾源的主要來源就是不同的用電設備所產(chǎn)生的不同功率，之所以會出現(xiàn)不同的功率，就是因為供電線路的抗阻產(chǎn)生的方式不同，在PLC中設置的電源如果是交流電源，那么在輸入端就需要合理的進行隔離變壓器以及低通濾波器的安裝，將其作為屏蔽層進行利用，這樣可以使得抗干擾的效果得到進一步的凸顯，以保障PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部可以正常的運行，值得注意的是，在進行屏蔽層設置的時候，要同時對其進行接地處理。

再次，PLC輸出措施。在PLC輸出部分會設置相應的小型繼電器，而由于該繼電器的接觸點相對較小，所以不具備較強的斷弧能力，這樣就無法將其與發(fā)電站中的電路實施有效的連接。為了能夠解決這一問題，就需要合理的在PLC輸出模塊中，進行PLC驅(qū)動外部繼電器的安裝，利用該繼電器來帶動發(fā)電站運行，值得注意的是，在對該繼電器進行安裝應用的時候，需要充分的對PLC控制系統(tǒng)的開關狀況進行全面的了解，同時也要針對外部電路的開關狀態(tài)實施深入的了解。

最后，安裝和布線的控制措施。在針對PLC進行布線和安裝的過程中，需要遵循如下的原則：①切實的將PLC與功率較大的設備之間的距離拉開，遠離強干擾源。②在開關柜內(nèi)，不能夠同時進行PLC與高壓電器的安設。③在同一個開關柜內(nèi)，PLC元件需要與RC消弧電路之間實現(xiàn)并聯(lián)。④盡可能的使得動力線與I/O先保持有較大的功率。⑤I/O線在開關量上以及在模擬量上要實施不同的設置，需要合理的利用屏蔽線來對模擬量進行屏蔽。

4、結語

在電力企業(yè)迅猛發(fā)展，對自動化水平要求越來越高的今天，國內(nèi)外學者對PLC各方面的研究越來越深入，PLC在我國的應用領域也越來越廣泛。同時，隨著PLC價格的逐步降低及需求量的不斷增大，PLC也將在更多中小型設備進行電力系統(tǒng)自動化控制，PLC將會有更廣泛的市場和應用前景。

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