选煤厂PLC监控系统的抗干扰方法研究

选煤厂 PLC监控系统的抗干扰方法研究

李延平

黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司新一选煤厂 黑龙江 鹤岗 154100

摘要：随着现代煤矿的发展，我国使用的机电设备越来越多。PLC技术以其独特的优势广泛应用于选煤厂。控制精度高，结构简单，适用面广。它不仅提高了机电自动化程度，而且改善了运行条件，降低了事故率。是选煤厂正常运行的重要组成部分。但是，PLC控制在应用过程中严重干扰，导致设备故障或信号传输不当，对设备的正常运行产生不利影响。对选煤厂SPS监控系统中的各种干扰进行了分析，阐述了选煤厂SPS监控系统中各种干扰的严重影响，并提出了具体的干扰使用措施。

关键词：选煤厂；PLC控制系统；抗干扰措施

在选煤厂的机电控制中，PLC控制系统由于恶劣的环境影响而受到严重影响。电流脉冲、信号干扰和硬件配置会影响SPS控制的正常运行。采取适当的干扰措施，确保控制安全、可靠、准确和高效，并保证生产安全。

一、PLC控制系统的特点

PLC控制集成了电气、自动控制和传感器技术等先进技术和方法。它使用可编程内存通过数字或模拟输入电路控制各种机器或生产过程，从而确保可靠性和稳定性。SPS控制与传统控制系统相比具有简化、可维护性和控制质量等优点。使用简化的梯形图、逻辑图、语句表和其他编程语言更改设备的操作程序。这使能够有效地处理复杂且难以修改的系统，并使设计过程适应不同的操作环境。借助增强的自我诊断和查看功能，显着缩短安装调试时间。

二、选煤厂PLC控制系统的干扰源

尽管PLC控制具有高度的自动化和实用化，但在复杂的环境中存在一些缺点，可能会受到各种因素的影响。特别是在工作场所，电流或电压的剧烈变化可能会产生辐射、感应、脉冲等。信号干扰可能对控制器的正常运行造成严重后果。

1.干扰项的分类。干扰共模，电位差引起的信号与地面之间的扰动通常由电网串入、地电位差和信号电缆上电磁辐射引起的同方向电压迭加引起。不对称电路共模电压转化为差模电压，直接影响测控信号，甚至损坏各种元件。差模干扰。干扰是信号之间的干扰电压信号两极间，主要由信号和不平衡电路过渡之间电磁场的耦合感应引起。差模干扰通常直接叠加在信号的两侧，影响控制精度和测量结果。

2.分析SPS干扰源。接地不当。如果屏蔽层在电缆两端接地，则接地电位无法均匀分布。不同接地端之间存在地电位差路，接地导体、屏蔽层和接地形成闭合回路。电缆屏蔽层应导致感应电流，芯线与屏蔽层连接起来干扰信号回路。选煤厂接地端子和接地端子之间的连接不当会造成严重干扰，危及整个控制系统的平稳运行。电源干扰。SPS控制中的电源通常是电压降后基于频率的交流电源。由于电源本身容易受到高性能电源启动和关闭的影响，尖脉冲或浪涌电压可能会导致交流电源出现明显的电压波动。线引入信号线干扰。选煤厂的自动控制需要大量的输送电路用于配电装置、辅助触点和设备端触点。当检测和控制信号通过传输电缆传输时，通常会受到外部偏转信号的干扰。煤尘与介质的接触不良，测量设备的电源输入导致负载开断时引号中出现波动干扰。上述信号干扰严重影响输入信号的工作精度，降低系统稳定性并损坏系统组件。电磁干扰。大多数选煤厂都有高压和带电的电源和干扰装置，在启动或正常运行时会严重影响整个SPS系统。接触器、继电器等电气设备导致大量电磁场通过控制线进入控制器，导致PLC设备无法动作或误动作。谐波干扰。交流适配器电路的输入电流不规则矩形，因为变频器的主电路是AC、DC和AC。根据傅里叶数，波形被分解成基波和各次谐波，输入电子设备受到严重干扰，高谐波电流通过电缆向空间辐射，从而干扰相邻设备。变频器接收谐波干扰，但也接收谐波干扰。因此，变频器不仅要考虑抗干扰性，还要考虑其措施。

3. 解决干扰影响的方法

1.硬件抗干扰方法。电源抗干扰性:电源系统在电网强时造成控制中的多种干扰，如果控制总电源点的电源电压由交流电源供电，通过清洁电压、滤波器、绝缘功能，从电网中隔离各种干扰来增加干扰响应，绝缘屏蔽层应接地，次级互连

电缆应采用双绞连接。为了避免电网的接通和关闭引起的电网电压波动，保持交流电压稳定，通常在滤波之前稳定地连接交流电源，可以使用分离的电源系统，为SPS控制器和I/o系统提供独立的主电源隔离变压器，而不会在关闭输入电流时影响控制器的电源。接地抗干扰:控制器单相电路的供电电压和控制器强弱电流的“接地”必须独立接地。用于系统交直流、仿真、数字信号等的接地导体，必须严格分开。进入控制系统的电流接地电缆必须重复接地，并用单独的接地极引至室外，以避免干扰接地电流和电网的高频电流。电气设备有两种接地系统：安全接地和工作接地。安全接地是指设备敏感部位的导线接地；工作接地用于为电子设备提供一般电位参考。工作接地包括外壳接地和电路接地。电路接地分为弱信号电路接地和强信号电路接地。对于PLC系统，也可分为逻辑电路接地和电路接地。PLC控制系统的接地线也采用串并联操作。它是一个高速低电平控制单元，需要直接接地。控制器和其他设备最好单独接地。强电弱电接地网应分开敷设，不得分开。接地线必须尽可能粗一般大于2m 2。接地点应尽可能靠近控制器，接地点与控制器之间的距离不得超过50m。应尽量避免使用主电路和接地电缆。如果无法避免，则应垂直交叉，以尽量减少平行导线的长度。屏蔽干扰措施：电源和控制电缆必须分层或尽可能双面敷设。对于控制室内的布线，模拟线可以分组，而数据线和脉冲线可以分开布置，不能相互混合，更不用说分组。输入输出数据信号、交流线路的直流信号和控制系统中不同电压等级的信号必须使用不同的电缆。不同功率的信号线采用不同的电缆，开关信号采用全塑料控制电缆，模拟信号采用屏蔽控制电缆，通信线路采用双绞线。布线及抗干扰措施：

2.软件抗干扰方法。数字滤波：软件数字滤波是根据工作信号的某些特征设置一定的评估参数（通常称为滤波参数或滤波系数），并对输入信号进行处理，去除不符合正常工作信号特征的信号，以达到滤波的目的。数字滤波不仅可以消除粗差，还可以通过计算其平均值来消除随机误差。PLC软件中的定时器延迟滤波功能可用于提高PLC输入和输出通道的信噪比。传感器零漂的自动补偿：如果监测系统的输入信号为零，则整个测量通道的输出（包括信号输入放大器和A/D转换电路）必须为零。然而，由于零点漂移，它们的性能不是零。传感器系统的初始值实际上是零点漂移值。零点漂移不是一个常数，它随环境温度和时间的变化而变化，是非线性的。因此，对于高要求，定值补偿或一定时间内的定值补偿可能不能完全满足检测要求。在这种情况下，软件可以实现自动零点漂移补偿，并使用绘制的零点漂移值对测量样本值进行校正，获得满意的结果。

上述硬件抗干扰过程结合系统软件的干预方式，大大提高了选煤厂PLC监控系统的抗干扰能力和可靠性。

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