发电厂PLC程控系统干扰问题研究

杨勇

摘 要：在经济快速发展背景下，电力需求量不断提升。以往发电厂的程控系统长期运行稳定性差，已经不能满足现代电厂的运行要求。PLC程控系统作为最新一代的热工控制系统，具有智能化控制功能，广泛的应用于发电厂的生产控制中。但PLC程控系统的稳定运行直接影响整个发电厂系统运作的可靠性和安全性。因此我们需要对PLC程控系统的干扰问题进行分析，提高PLC程控系统的抗干扰能力，保证系统稳定运行。

关键词：PLC 程控系统；智能化；发电厂；抗干扰能力

随着工业控制计算机技术的迅速发展，控制计算机具有众多优点在电气行业广泛的应用。PLC程控系统能有效提高发电厂的生产效益。但PLC程控系统容易受到其他因素干扰，所以保证程控系统稳定运行，提高程控系统运行时的抗干扰能力是至关重要的。

1 PLC程控系统干扰问题的成因分析

PLC程控系统的干扰因素可分为三大类：空间的辐射干扰；外部因素产生的干扰；内部因素产生的干扰。

（1）空间的辐射干扰。PLC程控系统的辐射干扰是由于无线广播、电力电路、雷电和电气设备的暂稳过程等产生的辐射电磁场，辐射干扰其分布较为复杂。当PLC程控系统位于磁场内时就会受到辐射干扰。可直接辐射热工内部，使电路感应产生干扰；或者辐射热工通信网络，使通信线路的感应产生干扰；空间辐射干扰跟现场产生的磁场大小、磁场的频率和设备布置有关。

（2）外部因素产生的干扰。PLC程控系统的外部因素产生的干扰主要是由于信号线与电源的引入所产生的干扰，一般称为传导干扰。PLC程控系统的电源干扰主要是由于PLC程控系统引入电源造成的故障，PLC程控系统供电都是由电网提供。由于电网范围较广，容易受到电磁场的干扰，引起电路和感应电压还有电网内部的发生变化。PLC程控系统的信号线干扰主要是由于PLC程控系统与各种信号线相连接，除了之间进行信息传导之外，还产生外部信号对其进行干扰。干扰的主要有两种路径：一是空间电磁輻射感应对信号线进行干扰，二是由于其他设备的供电电源串联进入电网引起干扰，此类干扰对PLC程控系统的损害要小于第一种。I/O 信号由于信号引入干扰导致运行异常和测量精度降低。还会引起信号间的干扰，产生系统回流现象，造成设备死机。接地系统混乱也会导致干扰，接地能有效提高子设备电磁兼容性，但是错误的接地方式，会严重的引起干扰信号的产生。

（3）内部因素产生的干扰。PLC程控系统内部因素产生的干扰主要是系统组成的元器件与电路相互作用产生的电磁辐射所造成的。例如模拟电路相互辐射同时对模拟电路的影响，系统内部使用的元器件不匹配等情况。以上情况都是属于PLC程控系统制造商的设计内容，不同品牌的制造商干扰情况也不相同。

2 发电厂PLC程控系统抗干扰技术

2.1 信号继电器隔离

继电器隔离是将 I/O 模块与设备之间的开关量信号进行隔离。发电厂在程控系统中对继电器的使用存在着两种观点，一种观点认为不需要使用继电器隔离，原因是模块本身具有抗干扰能力，已经采用了隔离器和阻容滤波电路，简化继电器，系统接线相对简单，能有效减少故障。根据以往经验，认为PLC程控系统具有抗干扰性能，但是采用继电器隔离是必不可少的，原因如下：

（1）在耐电流、耐电压冲击的能力方面继电器比输入模块更加优越，能有效避免由于过压、过流损坏模块。继电器相比输出模块能增加系统的输出接点容量，方便接点接入控制回路中。

（2）使用继电器可隔离I/O 信号在PLC 系统在电路上分开，隔断信号的传输，防止接地回路一起电压差，也可作为控制内外的系统，便于维护。

2.2 电缆接地屏蔽

在PLC程控系统中，准确无误的接地方式是消除电磁干扰的主要措施之一。正确的接地能避免行车回路，避免与其余电路产生干扰电压，使PLC程控系统稳定工作。与屏蔽箱结合可消除环路产生的电磁场干扰情况。在低频电路中，元件和布线间的电磁感应较弱，但接地造成的回路干扰所造成的影响却很大，为防止干扰，一般采用单点接地方式。程控系统低于1 MHZ以下，应采用单点接地方式。在PLC程控系统中、电源设备、继电器、和PLC模块都应该安装于控制柜内，能形成较好的电磁场屏蔽性能。电磁干扰的产生主要是由于电路的引入，因此对电路也应采取屏蔽。对I/O模块采用的电缆应是完全屏蔽电缆，金属屏蔽采用单点接地方式。消除各个种类地线的互相干扰，应按照同一类型地线分类相连，然后统一汇集到接地点，接入PLC程控系统单独接地。

2.3 电缆选择与敷设

PLC程控系统传输线间的干扰来自电磁感应引起的电磁耦合、导线间形成的电容。因此在电缆的选择应选用金属铠装屏蔽型的控制、信号电缆等信号屏蔽性较高的电缆，减少电磁干扰。而且在电缆敷设的施工过程中应将动力电缆和控制电缆分开，控制电缆中的强、弱电缆分开敷设。来减少各个种类的信号互相干扰。

2.4 数字滤波

PLC程控系统模拟量信号的信噪比较低，由于发电厂现场的产生的瞬时干扰产生波动，如果采样值应用瞬时数据进行控制计算，将会导致误差较大。因此PLC程控系统一般采用数字滤波的方式。将生产过程产生的模拟量信号通过A/D转换为数字量信号，然后数字滤波程序去除干扰。如下图所示。

3 结语

发电厂的工作环境较为复杂、恶劣。因此PLC程控系统干扰因素是相对复杂，需对各个方面进行综合分析，排除干扰因素。有效的提高抗干扰性能，保证PLC程控系统安全、可靠的运行。

参考文献：

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