PLC在电建施工中的安装要点探讨

摘要：随着PLC在电厂控制领域中的广泛应用，PLC的安装工作在热工仪表的安装中也变成了一项很重要的任务。文章重点对PLC在电力建设安装中应注意的一系列问题作出了阐述，给出了一些合理的建议，从几个方面来分析提高PLC安装调试过程中的干扰措施。

关键词：PLC；电建施工；安装调试；抗干扰；安装要点

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）36-0085-03

可编程控制器（PLC）是一种通用控制器，其产生的基础是计算机本身具有微处理能力，它将传统的继电器控制技术、通讯技术及计算机技术融为一体，凭借自身可靠性、灵活性、扩展性、控制功能强等优势广泛应用于电厂的控制领域。在使用可编程控制器的过程中，由于现场工作环境恶劣，并且干扰源比较多，例如在启动或停止大功率用电设备时，都会导致电网电压出现不同程度的波动，进而在一定程度形成低频干扰。通过电磁耦合，切割机、电焊机以及电机的电刷等都会产生工频干扰，都会对PLC的正常工作造成不同程度的影响。在现场尽管PLC是专门的控制装置，并且在设计制造过程中采取多种保护措施，使其进一步适应工业环境，但是为了确保系统运行的安全性、可靠性，通常情况下，需要

采取必要的抗干扰措施，进一步改善PLC的工作环境。

1 PLC的安装

1.1 PLC安装前需具备的条件

在PLC安装前，控制室必须达到以下条件方可进行施工：（1）控制室土建工程全部完工并交付使用。（2）控制室通讯、通风、暖通工程全部完工，并试送风合格。（3）控制室附近无大型用电设备运行、无强电场存在。（4）控制室室外方圆50m不再有强夯和打桩作业，没有较大振动的工程施工。（5）控制室内盘柜型钢基础安装完毕，外形尺寸与控制柜尺寸一致。（6）盘柜基础已做好防腐，验收通过。（7）接地极及接地总线施工完毕，接地电阻符合设计（制造厂）规定。（8）控制室的照明全部完工，并验收合格投入使用；（9）控制室内卫生打扫干净，无任何明显污迹。

1.2 控制装置安装

1.2.1 PLC设备的开箱检查。PLC设备的开箱检查应在室内进行：（1）应确认包装有无缺陷。（2）打开外面的硬包装，检查软包装外观是否良好，真空度是否已破坏。（3）按照设备图纸进行PLC设备外观尺寸，内部主要器件布置及数量的核对清点工作。当确认以上项目无误时，方可进行设备领用并同时做好开箱记录。对发现的问题，要写成书面材料及时找建设单位和制造厂及监理单位核对，四方确认待处理。

1.2.2 PLC设备的搬运。在进设备前，必须进行现场通道的清理，以保证在进设备时有宽敞的通道。设备开箱后，如不能立即安装，必须将设备暂时存放在室内或干燥能避雨的场所。

PLC设备的搬运应按一定的顺序进行，先内后外，先控制柜后操作员站，最后安装打印机。对于控制柜和操作台主要考虑用液压小车托运及滚杠移动。在控制室地板上垫好防振橡胶板，减少振动，保护地板。对于打印机、显示器与小型设备，主要考虑人力搬入。

1.2.3 PLC控制柜安装。

第一，盘底座的安装：（1）按照施工图，采用6.3#槽钢制作控制盘，以及柜的型钢底座，同时确保其与控制盘尺寸的一致性，每米直线度的偏差控制在1mm。如果型钢底座总长超过5m，在这种情况下，全长最大偏差控制在5mm。（2）把底座搬运到控制室。（3）根据地坪标高将基础清理平整。（4）地坪高出安装标高的位置就要把地坪凿低达到符合的标高，地坪低于安装标高的位置就要垫上适当的扁铁或角钢并与预埋垫块焊牢。（5）将所有的垫块用经纬仪进行平面找正。（6）把底座双焊接在垫块上（在相应的盘下安装相应的底座）。（7）盘底座应在二抹面前安装，其上表面应高出地平，约为10～20mm。（8）牢固固定盘底座，确保顶面的水平，其倾斜度控制在0.1%，其最大水平高差控制在3mm。（9）对于仪表盘、接线盒以及在正常情况下不带电的裸露金属部件来说，通常情况下，需要进行接地保护，在一定程度上确保人员的安全。

第二，安装控制柜：（1）在完成控制室墙壁、柱子、顶棚的粉刷及空调设备的风道施工后，进行控制盘的安装。（2）为了确保设备正常运行，对于控制盘来说，通常情况下，需要将其安装在光线充足、通风良好，并且便于操作维修的地方。（3）对控制盘进行搬运、安装时，需要确保控制盘上设备、油漆的完整性，不得出现损坏现象。（4）安装控制盘前，需要按照下列要求对其进行检查：控制盘面应平整，表面漆层完好无损；控制盘的外形尺寸与安装仪表孔的尺寸是否一致，同时按照设计规定，对控制盘的仪表、电气设备的型号和规格等进行检查。（5）在震动较大的地方安装控制盘时，通常情况下需要设置垫橡皮等减震措施。（6）通过镀锌、镀镍或烤蓝等防锈措施，对连接表盘的螺栓、螺母、垫圈等进行处理。为了确保油漆、导线绝缘的完整性，通常情况下，不得在盘内实施电焊、火焊，必要的情况下需要采取相应的防护措施。（7）在安装控制盘的过程中，需要符合下列要求：对于盘正面积正面边缘的不垂直度通常控制在盘高的0.15%；对于相邻两控制盘的连接处，盘正面的平面度偏差控制在1mm。如果盘间的连接超过五处时，在这种情况下，盘正面的平面度偏差控制在5mm；对于各盘间的连接缝隙来说，一般控制在2mm；对于相邻两控制盘顶部来说，其水平度偏差控制在2mm，对于成列的控制盘来说，其顶部水平度偏差一般控制在5mm。（8）为防火、防尘，盘底孔洞必须用松软耐火材料严密封闭。

1.3 PLC系统的接地

接地装置对于PLC系统的安全运行起着重要的安全保险作用，我们在施工中应给予充分的重视。接地系统应分以下四个子系统分别进行，不得擅自搞混：（1）计算机系统接地；（2）交流电源工作接地；（3）机柜保护接地；（4）信号屏蔽接地。

1.4 PLC系统的通电检查

1.4.1 检查PLC装置的接地系统和供电系统已满足设计（制造厂）要求。会同监理、制造厂家、业主填写检查确认单。

1.4.2 当确认接地系统和供电系统符合要求后，对PLC装置进行通电检查，在送电过程中应电压对每台设备逐一进行，必要时要通过示波器，观察PLC电流、电压和频率，并认真做好记录。

1.4.3 确认电流电压符合设计要求后，要对PLC设备连续通电24小时后，可以开始进行预热老化。

1.4.4 一旦PLC系统送电后，未经上级主管部门允许和批准，系统不得擅自停电。

1.4.5 PLC设备连续通电24小时后，可以开始进行设备的系统调试。

2 安装调试过程中应注意的问题

PLC装置这种用于工业生产自动化控制的设备，是整个工艺自动化生产的关键设备，是工艺生产的大脑。因此它的安装调试愈发显得重要。

PLC如果安装和使用不当就会使设备出现故障引发安全事故，所以需要厂家在设计、安装和维护中多方面配合才能保证系统的正常运作。在安装中应注意以下六个问题：

2.1 温度

对于PLC来说，其适宜的环境温度通常情况下在0℃～55℃之间。因此，在安装PLC的过程中，不能将其安装在发热量过大的元件下面，并且需要采取措施，确保四周有足够大的通风散热的空间。对于PLC及外部电路来说，其元器件构成主要包括：半导体集成电路、晶体管和电阻、电容等，这些元器件运行的可靠性和使用寿命，受到温度变化的直接影响。PLC及I/O模块、辅助电源等外部电路的工作温度一般为0℃～55℃。

2.2 湿度

为了保证PLC的绝缘性能。空气的相对湿度通常情况下控制在35%～80%。如果湿度过高，透过模块上金属表面的缺陷，使得水分侵入模块的内部，进而在一定程度上恶化内部元件，由于高压、高浪涌电压等，可能导致印刷版出现短路故障。反之，如果环境过于干燥，可能导致绝缘物体带静电，尤其是MOS集成电路，由于输入阻抗比较高，受静电感应的影响会出现不同程度的

损坏。

2.3 振动

在安装PLC装置的过程中，为了防止10～50Hz的振动频率或连续振动，通常情况下，需要将PLC装置远离强烈的振动源。对于PLC装置来说，当超过自身的极限时，在一定程度上会造成电磁阀或断路器误动作，进一步导致机械结构出现松动等不良后果。

2.4 空气

对于PLC装置来说，由于对环境要求比较高，因此，在空气避免出现腐蚀性、易燃性气体，并且周围空气中不能混有尘埃、导电性粉尘等杂质，否则在一定程度上引起不良现象，主要表现为：空气中混有尘埃，可能造成设备之间出现接触不良，或者堵住滤网的网眼，进一步升高盘、柜内的温度。

2.5 电源

对于电源线产生的干扰，PLC具有一定的抵制力。为了进一步减少设备与地之间的干扰，通常情况下，在可靠性要求较高或电源干扰严重的环境中，安装带屏蔽隔离的变压器。对于PLC来说，其输入端由直流24V输出提供，因此选用直流稳压电源，解决输入端使用外接直流电源的问题。

2.6 停运

对于PLC来说，在不运行的情况下，温度、湿度的急剧变化可能引起结露，进而在一定程度上降低绝缘电阻。金属表面由于高压漏泄，进而出现生锈，进一步恶化绝缘，甚至产生难以预料的事故。因此，系统一旦上电，未做好措施、未经上级主管部门允许和批准，系统不得擅自停电。

3 PLC系统的干扰来源及抗干扰措施

3.1 PLC系统的干扰来源

控制柜内的高压电器、大的电感性负载、布线混乱、来自信号线引起的干扰、来自接地系统混乱的干扰、来自PLC系统内部的干扰、变频器的干扰等都是出现在电厂PLC控制系统的干扰系统。

3.2 PLC系统的抗干扰措施

为了使PLC能够正常工作就必须克服以上干扰，因此，我们在施工中需要采取相应的抗干扰措施。

3.2.1 合理处理电源，对电网引入的干扰进行抑制。在施工过程中，对于电源引入的电网干扰，通常情况下，通过安装一台带屏蔽层，并且变化比为1∶1的隔离变压器，进而在一定程度上削弱设备与地之间的干扰，或者将PLC滤波电路串接在电源输入端。

3.2.2 优化电缆敷设工艺，减少干扰产生。（1）电缆敷设前对电缆的敷设路径进行二次设计，严格按照电缆传输的性质进行分类，将高压动力、低压动力、控制信号、模拟量信号分层，均衡每层电缆桥架的电缆数量，避免不同信号的电缆相互干扰，这能直接的最大限度地减少干扰源。（2）电缆敷设前检查所领用的电缆规格型号及电压等级应符合设计要求，并有产品合格证。每轴电缆上应标明电缆规格、型号、电压等级、长度及出厂日期。电缆外观完好无损，铠装无锈蚀、无机械损伤，光明显皱折和扭曲现象。如有疑问的电缆可作退库处理，由业主与供货商联系，更换合格的电缆。（3）控制电缆与高压电力电缆并行敷设或在220千伏及以上超高电压配电装置内敷设，而且当二次回路为晶体管控制或保护设备时，采用下列降低干扰的措施：一般选用具有金属屏蔽的控制电缆；与高压电力电缆并行敷设的控制电缆，在可能范围内应尽量远离；配电装置内不宜采用地面式无屏蔽的槽沟；配电装置内的电缆沟路径选择，在没有其他条件限制时，宜距离偶合电容器、避雷器、避雷针位置远一些；必要时，可沿控制电缆并行敷设专用屏蔽线或附加金属罩，也可选用绞对线型的控制电缆。

3.2.3 正确选择接地点，完善接地系统。为了避免偶然发生的电压冲击，为了抑制干扰完善的接地系统是PLC抗电磁干扰的重要方式，一般情况下接地方式与信号频率有关，当频率低于1MHz时，可用一点接地；在1～10MHz之间时，通常情况下，PLC控制系统采用一点接地，将所有地线端子和最近接地点相连接，以获得最好的抗干扰能力；高于10MHz时，采用多点接地。接地系统接线和接地电阻值要严格执行设计（制造厂）图纸的规定。各系统不得互相窜扰，不允许系统内部发生多点接地的现象。对接线人员明确只在PLC盘柜侧进行屏蔽线接入，而其他就地一次元件及就地端子箱等设备无需接屏蔽线或接在空端子上。就可以避免屏蔽线两侧都接或漏接的情况出现。

3.2.4 抑制变频器干扰。在启动、运行变频器的过程中，通常情况下会产生谐波，进而对电网传导产生干扰，进一步造成电网电压发生畸变，使得电网的供电质量受到不同程度的影响，为了将传导干扰阻隔在隔离变压器之前我们增加了隔离变压器用来抑制。还有使用滤波器也可以起到抗干扰的能力。第二变频器的输出所产生的电磁辐射也会影响周围设备的正常运行，通过使用输出电抗了减少变频器输出能量传输过程中线路产生电磁辐射。

4 结语

综上所述，电厂PLC控制系统的干扰问题十分复杂，所以我们应该在PLC的生产、安装、维护过程中综合考虑各种因素，逐一制定相应的有效措施来控制系统的正常运作。笔者在各电厂工程PLC系统的实际安装中，充分注意以上问题，通过有针对性的措施消除各种干扰，使PLC的抗干扰明显提高，误动作明显降低。

参考文献

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作者简介：孙谷丰（1974-），男，上海电力安装第一工程公司工程师，研究方向：电厂热工过程自动化专业技术。