火力发电厂输煤程控系统抗干扰措施

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1、火力发电厂输煤程控系统抗干扰措施【摘要】本文结合我公司输煤程控应用情况，分析了输煤程控在实际应用中存在的各种干扰因素及针对各种干扰因素采取的防范措施。指出造成输煤程控信号干扰的重要原因为PLC外部干扰，同时从硬件和软件两方面提出了对外部设备抗干扰的措施。【关键词】输煤程控PLC抗干扰措施1、前言大型火力发电厂，特别是建厂较早的火电厂，需用燃煤量大、上煤任务繁重，现场环境恶劣，运行岗位设置定员多，工作效率低。随着国民经济的不断发展和对电力生产需求量的不断提高，大机组不断投入运行，落后的生产方式已越来越难以适应现代化电力生产的需要。应用目前国内、国际先进的程控

2、技术，提高输煤系统自动化水平，对于电厂安全经济运行，改善工作环镜，提高劳动生产率，减人增效，具有重大意义。作为应用于工业控制的一种自动装置，PLC本身具有一定抗干扰能力，比较适应工业现场环境。尽管如此，但由于火电厂输煤系统运行条件恶劣，各类干扰信号较多，尤其是电磁场的大量存在，使得抗干扰问题成为输煤程控设计、调试及运行中的一大难题。许多电厂输煤程控系统不能长期稳定运行，抗干扰能力差是其最主要的原因。一般来说，PLC系统故障可分为内部故障和外部故障两大类。内部故障指PLC本身的故障，外部故障指系统与实际控制过程相关连的传感器、检测开关、执行机构等部分的故障。

3、从我公司输煤程控系统缺陷来看，PLC自身故障未发生过，这说明PLC自身的可靠性远远高于外部设备，提高输煤程控系统可靠性的重点应该放在外部设备方面。因此在实际应用中我们从硬件和软件两方面考虑，对外部设备综合运用以下几种抗干扰措施，在实际生产运行中收到了良好效果。2、抗干扰措施分析（一）硬件措施1.采用信号继电器隔离目前在火电厂输煤程控系统中，现场设备与I/O模块之间的开关量信号是否需经继电器隔离，一直是应用中争论的焦点。有观点认为不需经继电器隔离，可将现场信号直接送到I/O模块，理由是I/O模块本身具有一定抗干扰能力，模块内的光电隔离器使信号在其内部、外部电

4、路上完全隔离，再加上阻容滤波电路，便可有效防止干扰的侵入。同时，由于省去了中间继电器，系统接线简化，系统故障点也随之减少。但通过在多年维护管理输煤程控中对输煤系统外部环境、PLC装置内部电路的分析以及实际应用观察，我认为尽管PLC自身有良好的抗干扰性能，但用于输煤控制时采用继电器隔离仍十分必要，理由如下：1）现场设备至PLC输入模块间的信号电缆较长，阻抗较大，电缆间的分布式电容充放电效应使信号电缆上产生干扰信号，加之输入模块的输入阻抗大（内阻约2.5K欧）、动作功率小（小于0.5W），因此输煤系统中干扰信号易使输入模块误动作。采用继电器隔离后，继电器动作功

5、率较大（大于1W），而现场干扰信号仅有足够的电压而没有足够的电流，难以使继电器动作，从而有效解决了输入回路的抗干扰问题。2）继电器与PLC输入模块相比，耐过电压、耐电流冲击的能力较强，可避免引入过压、过流信号而损坏PLC模块。迄今为止，国内已有多个电厂输煤程控系统在运行和调试过程中出现过这方面的故障。对于输出模块，采用继电器隔离增加了输出接点容量，可将继电器接点方便地接入设备控制回路中。3）现场I/O信号经继电器隔离，与PLC系统在电路上分开，切断干扰信号的通道，避免形成接地环路引入的电位差。同时使控制室内、外自成系统，便于检查和维护。4）程控系统增加继电

6、器隔离并不会增加工程投资。采用继电器隔离后，PLC与继电器之间采用DC24V电源供电，继电器与现场设备间采用AC220V供电，因此PLC系统可选用DC24V、32点I/O模块；而不采用继电器隔离，则需选用AC220V、16点I/O模块。可见选用继电器隔离方式可节省一半I/O模块。对于设备范围广，信号繁多的输煤系统来说，其价值与增加的继电器相当，总投资并不会因此而增加。我公司输煤程控系统，在重新技改时输入信号回路未采用中间继电器隔离，在实际应用中由于外部回路干扰信号造成了输入模块工作不正常，影响了输煤程控系统正常运行。不得已，只好再次改造，将PLC输入、输出

7、均采用继电器同外界隔离，程控与电控部分各自成系统，通过近年的生产运行，该系统运行稳定、可靠，抗干扰能力比较强。2.电缆接地屏蔽在程控系统中，良好接地可消除各电路电流经公共地线阻抗时产生的感应电压，避免磁场及电位差的影响，使其形不成环路。接地是抑制干扰，使系统可靠运行的重要方法，和屏蔽结合起来使用即可解决大部分电磁场干扰问题。在低频电路中，布线和元件间的电感并不是大问题，而接地形成的环路干扰影响却很大，因此通常采用单点接地的方式。PLC控制系统属于低频范畴（1MHZ以下），也应遵循单点接地的原则。为防止不同类型地线之间的干扰，应将系统中的数字地、模拟地、屏蔽

8、地分别相连，然后汇集到总的接地点，接入输煤程控系统单独接地网。在程