PLC在發(fā)電廠應(yīng)用中的抗干擾技術(shù)探討

摘要：本文主要對(duì)電廠PLC受到的干擾來(lái)源以及控制方法進(jìn)行分析與探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：電廠PLC；抗干擾技術(shù)

隨著科技發(fā)展與需求的日益增加，電廠工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，自動(dòng)控制在電廠中的運(yùn)用也越來(lái)越多，越來(lái)越重要?？删幊炭刂破鳎ê?jiǎn)稱PLC），它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中最為核心的部分，其在電廠中應(yīng)用非常普遍，并在電廠的運(yùn)行中起到了必不可少的關(guān)鍵作用。目前在使用可編程控制器的過(guò)程中也受到了很多的外界或內(nèi)部系統(tǒng)等各方面的干擾，電廠PLC應(yīng)用中的抗干擾技術(shù)也隨之應(yīng)運(yùn)而生，且受到了相關(guān)工作人員的高度重視。下面就對(duì)電廠PLC受到的干擾來(lái)源以及控制方法進(jìn)行分析與探討，以供參考。

一、發(fā)電廠中PLC控制系統(tǒng)的干擾來(lái)源分析

在發(fā)電廠中，PLC控制系統(tǒng)經(jīng)常被運(yùn)用到發(fā)電廠中，而電力系統(tǒng)在發(fā)電廠里的空間里存在著很強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，加上發(fā)電廠存在的高電壓、復(fù)雜的電流以及發(fā)電廠周邊很狹小的空間，這些因素就使得PLC的電纜隔離的效果很差，最后造成在使用過(guò)程中PLC控制系統(tǒng)就會(huì)受到很強(qiáng)大的干擾。由于這種干擾作用的存在，導(dǎo)致了PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部的輸入線路會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的感應(yīng)電流和電壓。（1）電源的干擾。電源是干擾PLC控制系統(tǒng)的最主要的源頭之一，主要分為共模干擾和差模干擾，它們引起的諧波會(huì)影響PLC控制系統(tǒng)的測(cè)量與控制精度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成PLC控制系統(tǒng)的失控和誤動(dòng)作，甚至?xí)斐上到y(tǒng)死機(jī)。（2）空間的輻射干擾?？臻g的輻射干擾主要來(lái)源于供電網(wǎng)絡(luò)、變頻設(shè)備（高頻感應(yīng)加熱器、變頻器）、大型電氣設(shè)備、整流設(shè)備等。這種空間輻射通過(guò)對(duì)設(shè)備殼體、導(dǎo)線等的輻射干擾，造成對(duì)控制系統(tǒng)的干擾，具體干擾途徑有兩種：一是由電路感應(yīng)產(chǎn)生，直接對(duì)PLC內(nèi)部輻射；二是由通信線路的感應(yīng)引入，對(duì)PLC的通信內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輻射干擾。（3）I/O信號(hào)線接口的干擾。I/O信號(hào)線的輸入、輸出受到干擾會(huì)造成邏輯數(shù)據(jù)混亂、錯(cuò)誤干擾以及死機(jī)，有時(shí)候會(huì)造成元器件損傷。PLC控制系統(tǒng)由于干擾引起的I/O模塊損壞造成的危害要比其他干擾造成的危害大得多。（4）接地線混亂造成的干擾。PLC控制系統(tǒng)中的接地線有很多種，如系統(tǒng)地線、屏蔽地線、交流地線、保護(hù)地線等，這些接地線的混亂造成各個(gè)接地點(diǎn)的電位不一致，從而影響PLC控制系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，甚至?xí)斐上到y(tǒng)的死機(jī)、測(cè)控信號(hào)失真以及錯(cuò)誤動(dòng)作，影響了整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、發(fā)電廠中PLC控制系統(tǒng)的抗干擾主要措施

（1）電源的合理處理。抑制電網(wǎng)引入的干擾對(duì)于電源引入的電網(wǎng)干擾可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾，還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。（2）正確選擇接地點(diǎn)。完善接地系統(tǒng)良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端A，B都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其他接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。①安全地或電源接地。將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。如電源漏電或柜體帶電，可從安全接地導(dǎo)入地下，不會(huì)對(duì)人造成傷害。②系統(tǒng)接地：PLC控制器為了與所控的各個(gè)設(shè)備同電位而接地，叫系統(tǒng)接地。接地電阻值不得大于4Ω，一般需將PLC設(shè)備系統(tǒng)地和控制柜內(nèi)開(kāi)關(guān)電源負(fù)端接在一起，作為控制系統(tǒng)接地。③信號(hào)與屏蔽接地：一般要求信號(hào)線必須要有惟一的參考地即“單點(diǎn)接地”，屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的場(chǎng)合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地環(huán)路”。信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地；多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏蔽電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。（3）對(duì)變頻器干擾的抑制。變頻器的干擾處理一般有下面幾種方式：加隔離變壓器，主要是針對(duì)來(lái)自電源的傳導(dǎo)干擾，可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前；使用濾波器，濾波器具有較強(qiáng)的抗于擾能力，還具有防止將設(shè)備本身的干擾傳導(dǎo)給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功能；使用輸出電抗器，在變頻器到電動(dòng)機(jī)之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸出在能量傳輸過(guò)程中線路產(chǎn)生電磁輻射，影響其他設(shè)備正常工作。

三、發(fā)電廠中PLC控制系統(tǒng)的抗干擾應(yīng)用實(shí)例

發(fā)電站的環(huán)境空間存在極強(qiáng)的電磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的電壓高達(dá)數(shù)千伏、電流高達(dá)數(shù)百安，開(kāi)關(guān)站的輸出電壓高達(dá)數(shù)十千伏或數(shù)百千伏。由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，有時(shí)某段數(shù)百米長(zhǎng)的強(qiáng)電電纜和信號(hào)線不能有效的分開(kāi)，甚至只能在同一電纜溝內(nèi)。這樣，高電壓、大電流接通和通斷時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電干擾可能會(huì)在PLC輸入線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，這種干擾輕則會(huì)造成測(cè)量數(shù)據(jù)顯示不準(zhǔn)，重則足以使PLC的光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，導(dǎo)致PLC產(chǎn)生誤動(dòng)作。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，PLC控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的監(jiān)測(cè)、計(jì)算、控制效果，可以有效的降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省資源、提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展的有效基礎(chǔ)，運(yùn)用合理有效的抗干擾措施實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的抗干擾效果是保證電力系統(tǒng)良好運(yùn)行的技術(shù)支持，需要根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的工作原理和外部實(shí)際狀況進(jìn)行分析，選擇最優(yōu)的抗干擾措施，保證PLC控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（作者單位：江西省豐城市江西贛能股份豐城二期發(fā)電廠）

參考文獻(xiàn)

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