发电厂PLC控制系统的干扰问题与对策分析

发电厂PLC控制系统的干扰问题与对策分析

蒋震东

中国能建•西北电力建设第一工程有限公司 陕西省渭南市 714000

摘要：随着PLC控制系统优化研究的不断深入，已有越来越多的火力发电厂PLC控制系统在可靠性、科学性等方面得到了提高，其积极的激励与推动作用不容忽视。然而，由于受设备老化、人员操作失误等多种因素的制约与影响，常常会直接或间接地造成机组异常跳闸、停机等现象，这将对PLC控制系统的正常稳定运行造成很大的影响。当前热控系统中PLC技术的广泛应用，很多机械化的重复操作或流程操作可依靠程序系统的设定程序，取代人工操作，节省了劳动力和时间成本。

关键词：发电厂；PLC控制系统；干扰问题；对策

1火力发电厂PLC系统的干扰来源

1.1 PLC控制机柜中的干扰

PLC控制机柜是火力发电厂中自动控制的关键构成部分,其内部的结构相对复杂,并且信号源种类也很多,所以很容易发生干扰信号,进而对热控自动控制系统的安全运行形成影响。在控制机柜内部的干扰源有各种信号、排线和接线端口等干扰状况。在控制机柜内部有很多电器元件,这些内部元件有自己的使用寿命。若是长时间没有进行检修或者是更替,就会导致元件之间或电路出现绝缘不良的现象,从而产生漏电电阻回路的现象,这样就会发生干扰信号。并且机柜内部空间本身就很小,要在这其中进行线路的布置,很容易出现线路之间相互重合的现象,而在这种情况下强弱信号就会相互干扰,进而对信息的正常传输形成一定的影响。除此之外,接线端口工作维护难度很大,在长期运行之后很容易出现松散现象,在结合的位置也容易出现腐蚀现象,这样会导致相关的物质结构出现变化,而这些都会对热控控制系统形成一定程度的干扰。

1.2接线问题

在PLC控制系统中，接线是必然存在且存在数量最多的重要工作环节，是工作环节之间连接的必要工作步骤。但是在接线过程中，需要明确控制机柜内部本身便存在一定数量的信号线，接线操作很容易受到控制机柜内部原有信号线的影响，导致在信息传输中，从控制端所接收到的信号出现部分偏差，进而影响到信息传播的实际效果。由于不同信号在传输过程中对传输介质、信号载体需求的差异，在电器元件的选择上，也具有一定的差异性，需要根据控制系统做好对电器原件、信号线的选择，进而实现对信息传播、分析精准度的有效保障。电器元件选择如果出现问题，则会引发共模信号干扰。尤其是同一柜内有大功率变频设备，将对PLC的弱电信号产生极大的干扰。

1.3其他干扰。

系统接地性能不佳或不符合规范要求，将对信号产生干扰。接地不良是指不同接地点间存在电势差异，在信号传送时，将形成一个电流回路，从而影响到信号的正常传送。由于信号线路不同于其他传输电流的线缆，因此在电缆端接过程中，信号屏蔽层需要良好单点接地，以保证信号屏蔽层不能传输电流。在实际工作中，由于屏蔽层接地的接点处电位差与屏蔽层-地间的电流，屏蔽层上的感应电流很容易对信号线路产生干扰，从而影响屏蔽层的工作性能，使电缆的抗干扰能力下降。

2火力发电厂PLC控制系统的干扰问题的应对措施

2.1正确安装及定期检查控制柜

设备在安装之前的检查和安装之后的定期检测十分重要,其能够保障机组的稳定运行,并且防止干扰问题的出现。控制柜中形成的干扰因素有很多,其中最主要的是安装不符合规范要求和检修维护不到位而导致的。因此,要对干扰问题进行有效地预防,需要在信号线安装前要对电位点存在的电位差进行分析,避免有电流回路的产生。除此之外,在进行检修时要对控制柜中各个卡件间与接线端进行仔细的检查与分析,尽量减少因为设备导致的信号干扰问题（如：变频器）。在此过程中,接地电阻测试与检修工作也十分关键。在实际操作时,当PLC机柜安装时，盘柜的工作地与保护地要分别进行可靠接地，接地电阻应符合设计或者是制造厂的要求。如有PLC机柜经常出行故障或者信号传输问题，在机组检修期间,要针对性的检查PLC机柜接地和屏蔽电缆的接地进行检查和测量,并定期通过检修维护的方式来保障控制柜的稳定运行,减少信号的干扰问题。

2.2结合信号电缆的应用范围，做好对信号线的选择

为降低接线问题对信号传输造成干扰的概率，在信号线的选择上，应结合信号传输电缆的应用范围和设备、电器元件的需求进行考虑，保证二者间的适配性。在明确这一要点后，重点做好对传输信号特点特征的确认工作，将其特征作为选择信号传输电缆的第一要素。考虑到控制机柜的大小和内部空间上的问题，应尽可能留有较为充足的操作空间，并尽量做好对信号传输电缆相关影响的把握，合理选择信号传输电缆的型号规格。基于对控制机柜内部不同信号之间影响的考虑，还需要在材料的选择上，重视屏蔽电缆的屏蔽效果，各个电器元件和线路的抗干扰能力，保障信号传输效果。

2.3科学选取电缆和施工方法

PLC控制系统的运作实质上是各类信号传递的过程。信号的精确传送与电缆的类型及其配置规范性密切相关。任何信号传输的缺陷都可能导致干扰，从而阻碍系统的稳定运行。选择适宜的电缆型号和采用恰当的施工方法是防止信号干扰的关键工序。

在具体的工程项目中，电缆型号的选择应依据信号传输的具体要求。热控控制系统涉及的信号包括模拟信号、数据通信信号、开关量信号以及数字信号。针对这些不同类型的信号，需选用相应型号规格的电缆以确保电缆的抗干扰能力。选定电缆后，施工技术也不容忽视。采用严谨的施工方法能最大限度地减少电缆间的潜在的相互干扰情况。特别是处理计算机信号时，电缆应敷设在封闭的电缆槽内，单一信号电缆外应套上钢制电缆管，以增强接地效果。

2.4提高PLC控制系统的抗干扰性能

在火力发电厂的实际运行中，由于施工现场的送风机、引风机、磨煤机以及各种大功率泵组等均由大功率电机提供动力，所以各类信号电缆都会受到外部磁场的影响。因此，要将PLC控制系统的外部干扰因素彻底隔离开来是不现实的也是不可能的。因此，在PLC控制系统的可靠性优化方面，就必须对以上问题进行抗干扰改进。首先，在电磁干扰比较严重的地方，安装PLC机柜的时候，PLC控制柜应选择抗干扰比较好的金属外壳机柜，且机柜有可靠的接地系统。与PLC控制系统连接的信号电缆应敷设在专用的屏蔽槽盒中，从而减少电气回路对PLC设备及信号电缆的干扰。其次，在屏蔽层的设计中，宜采用双层屏蔽电缆，同时电缆屏蔽还应做好接地，以降低共模、差模等干扰因子对PLC控制系统的工作环境的影响。

在PLC系统安装或日常维护巡检时，应对靠近高功率变频器的控制单元进行清点，之后的维护工作应着重检查这些PLC系统组件的电缆敷设、单点接地、屏蔽层完好度等，以降低系统的干扰因素，防止PLC控制系统出现误动、拒动故障。在选择时，也要做好以上三种信号的匹配工作，除了电缆的选择之外，电缆敷设工艺也是减少干扰源的重要途径，在敷设时，要着重做好PLC系统输入输出信号的设计，敷设在有盖的屏蔽电缆槽内，单根的信号电缆的铺设需在外面套上对应的钢制电缆管，从而有效地提高电缆管接地效果。

结论

火力发电厂在明确PLC热控系统容易受到各项因素干扰后，应主动投入更多的精力，加强对干扰问题的防御。施工阶段通过电缆敷设质量的控制、盘柜安装的质量和运营期间对检修计划的具体化和顺利落实，保障系统内部问题能够在第一时间得到有效处理，并调整接地方式，进一步做好对PLC控制系统运转效率的保障，加强对干扰源的分析和控制，进而实现对火力发电厂PLC控制系统良好的运行状态。

参考文献：

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