发电厂PLC控制系统的抗干扰方法浅谈

吴鹏程

摘要：随着我国经济建设的快速发展，国内各行业都发生了巨大的改变，其中电力行业的发展是最为迅速的一个。电力行业作为我国的支柱型行业，对我国实现国际一体化经济建设目标是十分重要的。下面，就一起针对本文所给出的论题对发电厂PLC控制系统的抗干扰方法进行一个简单的分析与探讨。

关键词：发电厂 PLC控制系统 抗干扰

电力行业在我国全球一体化的发展背景下不断地完善着自身的改革与创新。近几年来，随着我国经济改革发展，为满足国内企业及用电用户的需求，国内不断建设发电厂工程，而在发电厂系统运行中，PLC控制系统是核心部分，也是关系着电力运行安全与否的关键。因此，只有保证PLC控制系统的正常运作，才能保证电力生产安全。

1 什么是发电厂PLC控制系统

所谓的PLC主要是指发电厂中可用于编辑的控制器。发电厂中PLC控制器的英文缩写与计算机系统的PC系统十分容易混淆，因此为了区分开来，以PLC作为发电厂可编程序控制器的缩写。PLC控制系统是一个以微处理系统为主要核心的依附于数字操作模式下的电子系统。它在工作中主要是利用可编程序系统存储器来执行各类逻辑运算、定时运算、顺序控制以及数字运算等操作的。同时，PLC控制系统通过模拟式或数字式输入输出接口来控制各种设备的运行生产整个过程。

PLC控制系统是计算机技术与传统模式下的继电系统相结合的新型控制系统。它既解决了传统模式下继电器可靠性差、触点低且容易磨损、对突发情况排除困难等问题，又解决了计算机系统下的局限性。PLC在工用中充分考虑到了操作人员以及电气维修人员的技术专业性能以及水平，在进行程序设置时无需专业的计算机操作编程语言，而是采用了一种全新的以继电器为基础的梯形图指令形式。使操作维修人员可以更清晰、更直观地查看设备在动行时的问题，并及时进行维修与护理。

2 PLC的组成

PLC主要由中央处理器、存储器、接口线路、输入输出电路、电源五个部分所组成。如图1所示。

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中央处理器在PLC中所起到的主要作用是进行逻辑运算以及数字运算，并且在整个系统工作时起到统一协调的目的；存储器顾名思义，主要是为了存储系统中各种程序及数据；接口线路主要是PLC与外部设备相连接的主要途径；输入输出电路的主要作用是输入电路可以对输入系统中的信号进行转换与隔离，而输出电路由将输入电路所隔离后的电平信号无限放大，以此驱动运行设备开始工作；电源，是设备运行的重要组成部分。

3 发电厂PLC控制系统干扰源

随着电力行业的发展，发电厂PLC控制系统也进行了多次的改革与创新，使其抗干扰的能力不断加强。但就实际操作中，仍存在着较多干扰问题。

3.1 电磁干扰问题 一般而言，在发电厂生产过程中，其空间内会释放出大量的电磁波。而发电厂设备在运作时所输出的电压量高达几十千伏甚至是几百千伏，电流量通常也会达到几百安伏以上。这就造成了设备在运行及断开时由于受高电压及高电流的影响产生强大的电磁波。这种干扰性的电磁波会使PLC控制系统输入输出电路中产生较强的感应电压及感应电流。同时会造成PLC控制系统中光电控制器中的二级管报警，并会导致光电控制器的抗干扰能力下降，从而造成了PLC控制系统在运行时指令错误的情况发生。

3.2 辐射干扰问题 除了电磁波干扰外，外界对PLC控制系统的干扰也是十分多的。例如：空间的辐射干扰主要是由于设备在运行时忽然停止运作、雷电对系统的冲击或是加热设备高频感应所引起的，人们通常将这种干扰形式称为辐射干扰。一般来讲，辐射干扰分为两个途径，其一，如果PLC系统中设置于辐射场范围内的，则PLC系统就会直接将辐射频率完全接收，并造成电路感应干扰；其二，通过PLC系统通信线路对整个网络进行辐射，这种干扰主要与设备现场的布置以及设备所产生的电磁波频率大小有着密切的关联。

4 发电厂PLC控制系统抗干扰措施

发电厂是保证我国人均用电及企业生产经营用电的重要场所。因此，针对于发电厂PLC控制系统干扰问题，相关部门及电力行业负责人经过多次的总结分析，并结合PLC控制系统实际工作中干扰源问题研究出了几点可行性较高的发电厂PLC控制系统抗干扰措施。具体内容如下：

4.1 硬件抗干扰措施 对PLC控制系统的硬件进行隔离是抗干扰最有效的办法。一般来说，PLC控制系统的输入输出电路均是由光电藕合器进行信号的传送，这种信号传送方式使PLC控制系统与CPU之间没有任何的电路上的关联，从而输入与输出端之间的信号也不会相互传递，也就不存在地线干扰性问题。另外，由于PLC控制系统中输出端口所用的是二级发光管，其电阻大约为1千欧姆，从而使输入电阻降低，但就干扰源来讲，一般都是阻抗较大的电阻，虽然会产生较大的电压干扰信号，但是所产生的能量却是十分有限的，因此可以很有效地抵抗外界干扰源对PLC控制系统的干扰。

除此之外，利用滤波来抵抗外界干扰源也是一个十分有效的办法。这种滤波抵抗方式主要是在系统VO模板与PLC电路电源之间设置多条滤波电路。因为滤波电路通常对干扰源有着极好的抵抗能力，并且可以通过滤波发出的磁场将PLC控制系统电路与干扰源相隔离，彻底抑制干扰源进入PLC控制系统中。

4.2 选择正确的接地点 PLC控制系统中，接地点的正确与否直接关系到抗干扰能力的强弱。

因此在以PLC控制系统为发电厂生产运行核心的体系中，首先要设置多个PLC接地点，并且这些接地点都要遵循着零电位基础原则。另外，就PLC控制系统安全性来讲，高频电路在接地时应采用多点接地方式，而低频电路在接地时则应采用一点式接地方式。这主要是因为在高频电路中，各元件间的电磁感应通常都较大，如果此时选择一点接地会使PLC控制系统在运行时受外界干扰信号的干扰，从而产生PLC控制系统错误信号的导入。而当PLC控制系统处于低频时，所发出的信号及各元件间的电磁感应较弱，此时如果采用多点接地会使环地电流过多，从而产生外界干扰。

除此之外，一般情况下，PLC控制系统所采用的接地方式均与设备的频率及电阻相关。也就是说，当设备的频率低于十赫兹时，PLC采用一点接地方式，而当设备频率高于十赫兹时，则采用多点接地方式。如果当设备所发出的频率介于一到十赫兹之间时，则要根据具体的实际情况进行接地方式的选择。另外，在电路接地时，交流地与信号地是不能够用同一个载体的。因为在交流电压进行信号传输时，间隔一段时间内电路上会产生较强的电压，而对于低电平也就是信号传输时则需要电路电平要保持绝对的零电压，因此为了防止交流电压对信号所产生的干扰，就必须在直流电压电路上加设多个隔离层。同时严格禁止交流电压与信号共用同一根导线。

另外，在PLC控制系统中，为保证抗干扰能力，需要在系统设备的关键性部位利用金属外壳加设隔离网。例如：强磁铁、大型设备的藕合器、变压器等，可以在其关键性部位的外层采用高导磁材料做一层隔离防护，并将其直接接入大地中，同时用屏蔽地或模拟信号地对系统电路进行保护。

4.3 利用电缆布线方式抗干扰 电缆布线方式对PLC抗干扰也是十分重要的。对于不同型号的信号分别要用不同类型的电缆进行布置，并且在电缆设置时要根据具体的情况及信号传输方式不同分层次进行。需要注意的是，在电缆布置中，禁止用同一根电缆对不同信号传输方式的导线进行铺设，同时要保证动力电缆与信号导线不要在同一水平面上，以此来最大限度降低干扰频率。

5 结语

综上所述可知，发电厂PLC控制系统抗干扰对信号指令的正确输入输出是十分重要的。因此，在抗干扰设计时，首先要针对干扰源的产生制定出解决方案，并从系统硬件及电缆布置等方面入手，彻底排除干扰源。

参考文献：

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