發(fā)電廠PLC控制系統(tǒng)的抗干擾方法淺談

1、    發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)的抗干擾方法淺談    吳鵬程摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，國內(nèi)各行業(yè)都發(fā)生了巨大的改變，其中電力行業(yè)的發(fā)展是最為迅速的一個。電力行業(yè)作為我國的支柱型行業(yè)，對我國實現(xiàn)國際一體化經(jīng)濟(jì)建設(shè)目標(biāo)是十分重要的。下面，就一起針對本文所給出的論題對發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)的抗干擾方法進(jìn)行一個簡單的分析與探討。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠 plc控制系統(tǒng) 抗干擾電力行業(yè)在我國全球一體化的發(fā)展背景下不斷地完善著自身的改革與創(chuàng)新。近幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)改革發(fā)展，為滿足國內(nèi)企業(yè)及用電用戶的需求，國內(nèi)不斷建設(shè)發(fā)電廠工程，而在發(fā)電廠系統(tǒng)運(yùn)行中，plc控制系統(tǒng)是核心

2、部分，也是關(guān)系著電力運(yùn)行安全與否的關(guān)鍵。因此，只有保證plc控制系統(tǒng)的正常運(yùn)作，才能保證電力生產(chǎn)安全。1 什么是發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)所謂的plc主要是指發(fā)電廠中可用于編輯的控制器。發(fā)電廠中plc控制器的英文縮寫與計算機(jī)系統(tǒng)的pc系統(tǒng)十分容易混淆，因此為了區(qū)分開來，以plc作為發(fā)電廠可編程序控制器的縮寫。plc控制系統(tǒng)是一個以微處理系統(tǒng)為主要核心的依附于數(shù)字操作模式下的電子系統(tǒng)。它在工作中主要是利用可編程序系統(tǒng)存儲器來執(zhí)行各類邏輯運(yùn)算、定時運(yùn)算、順序控制以及數(shù)字運(yùn)算等操作的。同時，plc控制系統(tǒng)通過模擬式或數(shù)字式輸入輸出接口來控制各種設(shè)備的運(yùn)行生產(chǎn)整個過程。plc控制系統(tǒng)是計算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)模式下

3、的繼電系統(tǒng)相結(jié)合的新型控制系統(tǒng)。它既解決了傳統(tǒng)模式下繼電器可靠性差、觸點低且容易磨損、對突發(fā)情況排除困難等問題，又解決了計算機(jī)系統(tǒng)下的局限性。plc在工用中充分考慮到了操作人員以及電氣維修人員的技術(shù)專業(yè)性能以及水平，在進(jìn)行程序設(shè)置時無需專業(yè)的計算機(jī)操作編程語言，而是采用了一種全新的以繼電器為基礎(chǔ)的梯形圖指令形式。使操作維修人員可以更清晰、更直觀地查看設(shè)備在動行時的問題，并及時進(jìn)行維修與護(hù)理。2 plc的組成plc主要由中央處理器、存儲器、接口線路、輸入輸出電路、電源五個部分所組成。如圖1所示。中央處理器在plc中所起到的主要作用是進(jìn)行邏輯運(yùn)算以及數(shù)字運(yùn)算，并且在整個系統(tǒng)工作時起到統(tǒng)一協(xié)調(diào)的目的

4、；存儲器顧名思義，主要是為了存儲系統(tǒng)中各種程序及數(shù)據(jù)；接口線路主要是plc與外部設(shè)備相連接的主要途徑；輸入輸出電路的主要作用是輸入電路可以對輸入系統(tǒng)中的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換與隔離，而輸出電路由將輸入電路所隔離后的電平信號無限放大，以此驅(qū)動運(yùn)行設(shè)備開始工作；電源，是設(shè)備運(yùn)行的重要組成部分。3 發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)干擾源隨著電力行業(yè)的發(fā)展，發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)也進(jìn)行了多次的改革與創(chuàng)新，使其抗干擾的能力不斷加強(qiáng)。但就實際操作中，仍存在著較多干擾問題。3.1 電磁干擾問題 一般而言，在發(fā)電廠生產(chǎn)過程中，其空間內(nèi)會釋放出大量的電磁波。而發(fā)電廠設(shè)備在運(yùn)作時所輸出的電壓量高達(dá)幾十千伏甚至是幾百千伏，電流量通常也會達(dá)

5、到幾百安伏以上。這就造成了設(shè)備在運(yùn)行及斷開時由于受高電壓及高電流的影響產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波。這種干擾性的電磁波會使plc控制系統(tǒng)輸入輸出電路中產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電壓及感應(yīng)電流。同時會造成plc控制系統(tǒng)中光電控制器中的二級管報警，并會導(dǎo)致光電控制器的抗干擾能力下降，從而造成了plc控制系統(tǒng)在運(yùn)行時指令錯誤的情況發(fā)生。3.2 輻射干擾問題 除了電磁波干擾外，外界對plc控制系統(tǒng)的干擾也是十分多的。例如：空間的輻射干擾主要是由于設(shè)備在運(yùn)行時忽然停止運(yùn)作、雷電對系統(tǒng)的沖擊或是加熱設(shè)備高頻感應(yīng)所引起的，人們通常將這種干擾形式稱為輻射干擾。一般來講，輻射干擾分為兩個途徑，其一，如果plc系統(tǒng)中設(shè)置于輻射場范圍內(nèi)的

6、，則plc系統(tǒng)就會直接將輻射頻率完全接收，并造成電路感應(yīng)干擾；其二，通過plc系統(tǒng)通信線路對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輻射，這種干擾主要與設(shè)備現(xiàn)場的布置以及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁波頻率大小有著密切的關(guān)聯(lián)。4 發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)抗干擾措施發(fā)電廠是保證我國人均用電及企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營用電的重要場所。因此，針對于發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)干擾問題，相關(guān)部門及電力行業(yè)負(fù)責(zé)人經(jīng)過多次的總結(jié)分析，并結(jié)合plc控制系統(tǒng)實際工作中干擾源問題研究出了幾點可行性較高的發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)抗干擾措施。具體內(nèi)容如下：4.1 硬件抗干擾措施 對plc控制系統(tǒng)的硬件進(jìn)行隔離是抗干擾最有效的辦法。一般來說，plc控制系統(tǒng)的輸入輸出電路均是由光電藕合器進(jìn)

7、行信號的傳送，這種信號傳送方式使plc控制系統(tǒng)與cpu之間沒有任何的電路上的關(guān)聯(lián)，從而輸入與輸出端之間的信號也不會相互傳遞，也就不存在地線干擾性問題。另外，由于plc控制系統(tǒng)中輸出端口所用的是二級發(fā)光管，其電阻大約為1千歐姆，從而使輸入電阻降低，但就干擾源來講，一般都是阻抗較大的電阻，雖然會產(chǎn)生較大的電壓干擾信號，但是所產(chǎn)生的能量卻是十分有限的，因此可以很有效地抵抗外界干擾源對plc控制系統(tǒng)的干擾。除此之外，利用濾波來抵抗外界干擾源也是一個十分有效的辦法。這種濾波抵抗方式主要是在系統(tǒng)vo模板與plc電路電源之間設(shè)置多條濾波電路。因為濾波電路通常對干擾源有著極好的抵抗能力，并且可以通過濾波發(fā)出的

8、磁場將plc控制系統(tǒng)電路與干擾源相隔離，徹底抑制干擾源進(jìn)入plc控制系統(tǒng)中。4.2 選擇正確的接地點 plc控制系統(tǒng)中，接地點的正確與否直接關(guān)系到抗干擾能力的強(qiáng)弱。因此在以plc控制系統(tǒng)為發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行核心的體系中，首先要設(shè)置多個plc接地點，并且這些接地點都要遵循著零電位基礎(chǔ)原則。另外，就plc控制系統(tǒng)安全性來講，高頻電路在接地時應(yīng)采用多點接地方式，而低頻電路在接地時則應(yīng)采用一點式接地方式。這主要是因為在高頻電路中，各元件間的電磁感應(yīng)通常都較大，如果此時選擇一點接地會使plc控制系統(tǒng)在運(yùn)行時受外界干擾信號的干擾，從而產(chǎn)生plc控制系統(tǒng)錯誤信號的導(dǎo)入。而當(dāng)plc控制系統(tǒng)處于低頻時，所發(fā)出的信號

9、及各元件間的電磁感應(yīng)較弱，此時如果采用多點接地會使環(huán)地電流過多，從而產(chǎn)生外界干擾。除此之外，一般情況下，plc控制系統(tǒng)所采用的接地方式均與設(shè)備的頻率及電阻相關(guān)。也就是說，當(dāng)設(shè)備的頻率低于十赫茲時，plc采用一點接地方式，而當(dāng)設(shè)備頻率高于十赫茲時，則采用多點接地方式。如果當(dāng)設(shè)備所發(fā)出的頻率介于一到十赫茲之間時，則要根據(jù)具體的實際情況進(jìn)行接地方式的選擇。另外，在電路接地時，交流地與信號地是不能夠用同一個載體的。因為在交流電壓進(jìn)行信號傳輸時，間隔一段時間內(nèi)電路上會產(chǎn)生較強(qiáng)的電壓，而對于低電平也就是信號傳輸時則需要電路電平要保持絕對的零電壓，因此為了防止交流電壓對信號所產(chǎn)生的干擾，就必須在直流電壓電路

10、上加設(shè)多個隔離層。同時嚴(yán)格禁止交流電壓與信號共用同一根導(dǎo)線。另外，在plc控制系統(tǒng)中，為保證抗干擾能力，需要在系統(tǒng)設(shè)備的關(guān)鍵性部位利用金屬外殼加設(shè)隔離網(wǎng)。例如：強(qiáng)磁鐵、大型設(shè)備的藕合器、變壓器等，可以在其關(guān)鍵性部位的外層采用高導(dǎo)磁材料做一層隔離防護(hù)，并將其直接接入大地中，同時用屏蔽地或模擬信號地對系統(tǒng)電路進(jìn)行保護(hù)。4.3 利用電纜布線方式抗干擾 電纜布線方式對plc抗干擾也是十分重要的。對于不同型號的信號分別要用不同類型的電纜進(jìn)行布置，并且在電纜設(shè)置時要根據(jù)具體的情況及信號傳輸方式不同分層次進(jìn)行。需要注意的是，在電纜布置中，禁止用同一根電纜對不同信號傳輸方式的導(dǎo)線進(jìn)行鋪設(shè)，同時要保證動力電纜與信號導(dǎo)線不要在同一水平面上，以此來最大限度降低干擾頻率。5 結(jié)語綜上所述可知，發(fā)電廠plc控制系統(tǒng)抗干擾對信號指令的正確輸入輸出是十分重要的。因此，在抗干擾設(shè)計時，首先要針對干擾源的產(chǎn)生制定出解決方案，并從系統(tǒng)硬件及電纜布置等方面入手，徹底排除干擾源。參考文獻(xiàn)：1梁紅凱.plc控制系統(tǒng)的抗干擾技