发电厂输煤程控系统抗干扰措施研究

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1、发电厂输煤程控系统抗干扰措施研究1前言随着口动化水平的不断提高和深入，作为控制技术领域的先进控制方式PLC可编程控制系统在牛产的应用H益广泛，PLC控制系统区别TDCS控制系统，在中、小型控制系统中的应用更加灵活、性价比更髙。作为一•种应用于工业控制的自动装置，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，由于电厂输煤系统运行条件恶劣、工作环境较差，各类干扰信号较多，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。

2、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过程相连的传感器、检测开关、执行机构等部分的故障。从一般的统计数字和日常设备故障的原因综合分析，程控系统中只有5%的故障发生在PLC内部，说明PLC的可靠性远远高于外部设备，提高系统可靠性的重点应放在外部设备方面。因此笔者从硬件和软件两方面考虑，对外部设备综合运川以下儿种抗干扰措施，在实际运行中收到了良好效果。2抗干扰措施分析（一）硬件措施1•信号隔离bl前在电厂输煤程控系统中，现场设备与i/o模块Z间

3、的开关量信号是否需经继电器隔离，一直是设计中争论的焦点。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，理山是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佶号在其内部、外部电路上完全隔离，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。通过对输煤系统外部坏境、PLC装直内部电路的分析以及实地运用考察，笔者认为虽然PLC自身有良好的抗干扰性能，但确认输煤控制时采用继电器隔离仍十分必要，理rh如下：1）现场设备至PLC输入模块间

4、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，继电器动作功率较人（人于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，耐过电床、对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，国内己有多个电厂输煤程控系统在运行和调试过程中有过这方

5、面的教训。对于输出模块，采川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冋路中。3）现场I/O信号经继电器隔离，与PLC系统本体在电路上分开，切断干扰噪声的通道，避免形成接地环路引入的电位差。同时使控制室内、外口成系统，便丁•调试度和维护。4）程控系统增加大量继电器是否会相应增加工程投资，答案是否定的。采用继电器隔离厉，PLC与继电器之间采川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AC220

6、V.16点I/O模块。可见前者可节省一半I/O模块，对于信号繁多的电研制输煤系统来说，其价值为增加的继电器相当，总投资并未增加。2.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吋产生的噪声电压，避免磁场及电位差的彫响，使其形不成地环路。接地是抑制干扰使系统可靠工作的重要方法，和屏蔽结合起来使用即可解决大部分干扰问题。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

7、防止不同类型地线之间的干扰，设计时应将系统屮的数字地、模拟地、屏蔽地分别相连，然后汇集到总的接地点，接入输煤系统接地网。在程控系统屮，PLC模块、电源设备、继电器都放在控制柜内，对电磁场的屏蔽较好。噪声主要由传输导线引入，因此对导线采取屏蔽措施也十分必要。对I/O信号应采用完全屏蔽的信号电缆，并且电缆的金属屏蔽层也中一点接地。若接地点超过一个，接地点之间的电位差将产生噪声电流，形成噪声干扰源。3.电缆选择与敷设信号传输线Z间的相互干扰主要來口导线间分布电容、电感引起的电磁耦合，防止干扰的有效方法首先是注意

8、电缆的选择，应选用金属铠装屏蔽型的控制、信号电缆，一方而减少了噪声干扰，另一方血也增强了电缆的机械强度；其次，电缆的敷设施工也是一基重要的工作，施工吋应注意将动力电缆和控制电缆分开，控制电缆中将强电电缆和弱电电缆分开。同吋还要注意尽量把模拟量信号线开头量信号线、直流信号线和交流信号线分开布线，以减少不同类型信号间的干扰。（二）软件措施在PLC控制系统中，除采用便件措施捉高系统的抗干扰能力外，笔者还利用其计算速度快的特点，充分发