电厂PLC应用中的抗干扰技术要点及应用

电厂PLC应用中的抗干扰技术要点及应用

韩,森

清能华控科技有限公司 天津 300308

摘要：伴随着信息技术的快速发展，PLC系统在多个领域得到广泛应用。其中将PLC应用到电厂中，能够切实提升电厂的运转效率，降低安全事故的发生。然而由于受到电厂运行环境的影响，PLC在日常运转过程中可能受到一些干扰因素影响，进而影响到其正常使用。因此文章重点就电厂PLC应用中抗干扰技术要点及其应用展开分析。

关键词：电厂PLC；抗干扰技术；要点；应用

可编程控制器在发电过程中起着非常重要的作用。PLC控制器可自动控制生产过程，降低人工成本。它的应用可以提高发电厂的能源效率，减少电力短缺，促进电力的发展。PLC将越来越多地应用于发电厂的生产中。但是，PLC经常受到各种因素的影响，这些因素可能会影响PLC的工作，造成电厂的功能问题和经济损失，电力需求和电力短缺的矛盾日益突出。在利用PLC技术消除干扰时，要重点识别PLC干预的根本原因，防止出现问题，提高PLC的工作效率。

1 PLC的干扰及其来源

1.1干扰源及分类

干扰源影响PLC运行的主要原因是电流或电压的变化。根据干扰产生的原因、类型和波动特性，干扰类型一般分为放电噪声、波动噪声和高频振动。按干扰的形式和类型可分为连续噪声和随机噪声、相邻模态和不同模态;控制系统一般分为一般障碍物和两级障碍物;干扰是信号与地面之间的电位差，主要是由信号场中的电位差和电磁辐射电压引起的，随干扰分为恒功率干扰和交流干扰。对应的电压通过非对称电路转换为模块的差压，直接影响反馈信号，导致元件损坏。这种差异主要是指由于空间电磁场连接或信号与一般故障调制器之间的电路不平衡组合而引起的信号极间的干扰，通过影响信号直接影响测控的精度。

1.2干扰的来源及途径

1.2.1辐射干扰

由于电磁辐射的干扰比较多，因此通常采用控制线缆和电力线缆进行混联。一是线路的布线不可控，线路中的线路以线路中的辐射和干扰为主；辐照干涉与装置的位置及周围的情况相关，尤其是对频谱的反应和荧光屏的处理。

1.2.2传导干扰

电力系统中的导电干扰以供电信号为主导，在国内的实际生产中较为普遍。

1.2.3电源干扰

在电厂的实际能源分布中，建设变电所时，电磁场的改变会产生大量的电力流动，从而导致电力的传输受到极大的影响，从而导致 PLC的运行出现故障。工作环境中的网络环境会对电力供应的稳定、线路的稳定产生一定的影响，从而对 PLC的运行稳定产生重要影响。

1.2.4信号线干扰

在传递全部的有用信息之外，信号线与PLC的联结也是引起干扰信号的最短路径。有两种主要的干扰：一是由发送器电力系统接入到电网或一般被忽视的传常规设备；二是由于外界对输入信号的干扰，使 I/O模组工作出现故障，使测试的准确率大为下降，同时也影响到了各种 I/O的性能，也会造成干扰信号的错误，逻辑资料的改变，操作和系统的破坏。

1.2.5来自接地系统的干扰

当两个设备不能满足EMC要求时，要减少噪音来源，或对其进行改进。除综合滤波及其它技术设备之外，最经济、最常用的解决方式就是接地，而适当的接地既能有效地抑制EMI，又能有效地控制器件自身，而不适当的接地则会引起较大的干扰，导致控制体系不能工作。PLC接地包括系统接地、屏蔽接地和变电站接地；若有电压差异，则保护用的控制电缆应在两端都接上；为了使控制信号发生改变，使系统出现故障，需要将保护线连接到地面。

1.2.6外部检测点抖动带来的干扰

在电厂的煤炭供应管理中，外设检测点是电厂煤炭供应的关键环节。若不能适时地对设备进行适当的配置，则无法正确地辨识并执行 PLC的指示，甚至会导致执行不正确的控制讯号，极大地提高 PLC的管理危险，一旦出现事故，将导致重大的损害。

2 电厂PLC控制系统抗干扰措施

2.1硬件抗干扰措施

针对这些问题，最好的办法就是将PLC控制器与硬件进行分离，通常PLC的输入、输出都是采用光通讯方式进行，从而导致PLC的控制器与控制器不能与线路相连通，从而导致不能进行输入与输出；。此外，PLC的控制系统中，使用两种不同类型的荧光灯管，其阻值在1000欧姆左右，从而减小了其输入阻抗，但是，干扰电源的阻值一般都比较高。尽管能够生成高的信号电压，但是其功率却是有限的，因此能够对 PLC所控制的外界扰动进行有效的抗性。另外，采用滤波器作为一种很好的处理外界扰动的手段，它的特点是将多个滤波器设置在 VO和 PLC的供电端，因为滤波器的阻抗一般都很高；这样，就可以将磁性过滤器的磁场和干扰源隔离开来，从而彻底地消除了干扰信号，避免了PLC的干扰。

2.2选择正确的接地点

PLC的定位精度与其抗干扰性有很大关系。所以，在电厂的电力生产经营管理中，必须先设置PLC的地线。另外，基于 PLC的安全要求，在高频率环路中使用多个点位方式进行降落，而在低频率区域则使用单一的方法进行着陆。这是因为在高频率的电路中，如果选用接触器，就会产生外界的干扰，从而引发PLC的控制器，从而造成PLC的输入误差。由于发射端和元件间的EMI比较弱，使用多个接地会造成外界的过分扰动。

2.3利用电缆布线方式抗干扰

光缆的联接也是防止PLC受到影响的关键，各种信号要求的光缆种类也不尽相同。要知道，在铺设电缆时，禁止采用各种类型的电缆，而且电缆和警报导线必须处于相同的平面，以减小对信号的影响。电源、控制线、PLC线、I/O线等均应分开，变压器应与PLC相联接，I/O线应采用双线相连。若通讯线路与直流线路在相同的通道内，应尽量减小其干扰。另外，采用信号开关也是一种理想的方法，即：接收PLC信号、转换半导体元件、分离光学或磁性传感器、分离不同信号、分离不同信号和分离原信号或较早信号，然后从各自的电气信号中分离出来。保证在变换到地面时，一定要保证讯号完全分开。在出现干扰时，采用了进、出线间的隔离措施，可以有效地抑制这种干扰。

2.4电源干扰的抑制

采用保护线缆和PLC组件，高压组件，供电性能优良。变压器，CPU，编程器等关键元件，必须使用导电或磁材质，以防止外部的信号。如有必要，电源线路应该采用平行线路，并且接地电阻要小，以减小噪音的影响。因保护层接地方式的差异，对干扰的抑制作用也有差异，导致二次绕组无法接地。输入输出电缆必须采用两根电缆，外壳必须接地可靠，并能有效地防止法向性的干扰。采用1:1屏蔽隔离的变压器，降低了装置与地板的相互影响。

总之，受到很多方面的影响，电厂PLC控制器存在抗干扰相关的问题，因此需要对PLC干扰源进行综合分析，并采取积极的应对措施。

参考文献

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