PLC控制系统干扰现象及其防范措施

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2007 (7) PL C 控制系统干扰

现象及其防范措施

简安刚

四川电力建设二公司 ,四川 成都 610100

火电厂通常采用 PL C 对某些系统的工艺流程和 设备保护进行控制 ,如输煤 、化学水处理 、锅炉汽水分 析 、燃油 、除灰渣 、汽轮机保护等系统的控制 。PL C 具 有可靠性高和使用方便的特点 ,但是在实际应用中 ,需 提高 PL C 的抗干扰能力 。

常 。重新校验温度变送器一切正常 ,数据均在误差范 围内 。当再次装入温度变送器后 ,其依然无法正常使 用 ,说明现场有干扰电压导致温度变送器无法正常工 作 。采用示波器检查温度变送器直流电源时 ,发现其 负极对地存在 40 V 左右 、50 Hz 交流干扰电压 ,导致 温度变送器无法正常工作 。

经现场检查发现制造厂在进行 PL C 配线时 ,未将 变频器的强电信号和热电偶的毫伏信号分开布置 ,均 在一个汇线槽内 。另外 ,由于所有的控制 、测量公共端 均为 24 V 负端 ,从一个开关电源取出 ,所有信号公共 端共用 ,所以要完全消除干扰电压有一定的难度 。通 过试验 ,最终将进口温度变送器更换为成都某公司产 品后 ,温度显示正常 。采用抗干扰强的温度变送器是 解决干扰的一种方法 。

1 干扰现象及处理措施

1 . 1 温度信号显示不正常

某电 解铝 厂 自备 电厂 采 用美 国 AB 公 司制 造 的 PL C 作为 控 制 系 统 。在 试 运 初 期 , 所 有 温 度 显 示 正 常 ,而当部分电动机运行后 ,在操作员站上有 6 个温度 值显示均超量程 。经检查机柜接线 ,发现 6 个均为 K 分度热电偶信号 ,超量程现象在变频电动机运行后出 现 。

在设计时考虑采用温度变送器进行毫伏与毫安信 号转换 ,毫 安 信 号 送 至 PL C 进 行 控 制 。检 查 热 电 偶 补偿导 线 热 电 势 约 为 45 mV , 变 送 器 量 程 为 ( 0 ～

1 200) ℃,相应的电流输出应为 17 . 4 mA ,实际测得输

出电流大于 20 mA ,初步判断为温度变送器工作不正

1 .

2 模拟量信号漂移

某电厂化学水处理车间采用美国 Mo dico n 公 司 制造的 PL C 作为控制系统 ,远程控制的综合水泵房采 用同轴电缆连接 。在水泵运行时 ,所有模拟量信号的 显示值大幅漂移 ,无法监控 。检查机柜接线端子 ,就地

收稿日期 : 2006 - 08 - 25 E 2m a i l : j880471 @126 . co m [ 摘 要 ] 对可编程逻辑控制器 ( PL C ) 控制系统在实际应用中出现的温度信号显示不正常 、模拟量信

号漂移 、开关量输入信号无反应 、接地故障等干扰现象进行了分析 ,提出了解决方法及其 防范措施 ,为电厂处理同类问题提供参考 。 [ 关 键 词 ] PL C 控制系统 ;干扰 ;温度 ;模拟量 ;开关量 ;接地 [ 中图分类号 ] T K323 [ 文献标识码 ] B

[ 文 章 编 号 ] 1002 3364 (2007) 07 0066 03

技术交流

模拟信号在进入PL C 采样模件前均正常,数据恒定, 无波动;模拟量的直流供电正常、恒定。采用信号发生器输入电流信号至PL C 采样模件,在操作员站上显示信号稳定,说明有外部干扰进入模块, 影响其正常工作。检查直流电源上的交流电压,其负极对地有20 V 左右、50 Hz 交流干扰电压存在。试用隔离器后故障排除。

如果全部在模拟量信号上使用隔离器,将导致成本增加。检查发现模拟量信号电缆的屏蔽引出线接至PL C 的机柜接地端子上, 此接地端子未与接地网连接,而是直接连接在机柜基础地上,这样有可能产生干扰。用电缆将机柜接地端子接至接地网上,信号漂移基本正常。因此,从就地来的模拟量信号应采用屏蔽电缆,接地引至接地网可避免模拟量信号漂移。悬空,未做处理。分析仪表的接地是依靠安装支架实现的,是造成PL C 显示接地故障的原因。重新将电源中的接地线接入分析仪表接地端子后,操作站上显示数值正常。

分析仪表的接地对于数据的准确性很重要,不能只因为面板上的正确显示与输出电流信号的正确而忽视接地。

1 .5 其它干扰现象

(1) 某厂电除尘输灰系统为避免D I 受到干扰,采用220 V A C作为控制电源,这样的确能够有效减少干扰,提高控制系统的可靠性。但是,要注意有的设备的接点受到电压等级的限制,如某些执行器的继电器输出接点额定容量是100 V A C ,如果直接采用220 V A C 的输入组件,易损坏执行器。解决方法是加装继电器,接点信号经继电器隔离转换后送至PL C 。

(2) 某电厂除尘输灰系统采用不间断电源( U PS) 作为系统供电。实际运行时,由于供电电源容量不够,在厂用电波动时, U PS 不能提供可靠电量, 造成除尘输灰系统全部失电。后将U PS 仅作为PL C 供电电源和工控机的操作电源, PL C 的外部供电采用冗余双电源。

1 . 3 开关量输入信号( D I) 无反应

某电厂循环水泵房采用西门子控制公司制造的PL C 作为液压控制碟阀的联锁控制装置。在循环水泵跳闸时, 联锁碟阀关闭。在进行远动试验时, 从6 kV 控制柜模拟远方跳闸信号,循环水泵控制D I没有反应。检查远方信号,接点信号已闭合并送至PL C 接线端子,在端子上短接,D I 能够反映其状态。发生该现象的原因应是强干扰信号引起PL C 对D I无反应。

经检查发现,与6 kV 控制柜相连接的控制电缆上有90 V 交流干扰电压,此强干扰信号造成PL C 无法识别D I。

针对上述故障现象,从循环水控制柜取电源作为继电器线圈电压,串联接入6 kV 远传接点,其无源接点接至PL C 。重新进行远动试验,一切正常。当控制线路过长且没有采用屏蔽电缆时,采用继电器隔离是解决干扰问题的一种方法。2防范干扰的措施

在设计制造时已严格考虑了PL C 的抗干扰措施, 如果在现场还存在干扰问题,应视为特殊情况,仔细检查与设计和安装规程不符之处,并从以下方面进行分析。

(1) 电源PL C 系统的电源总是与整个电厂低压厂用电相连接,各种开关操作、电气设备启停、整流变频设备运行等,都会通过线路传到PL C 电源,形成干扰。在必要时可以考虑安装U PS 或者电源滤波装置, 从源头上防止干扰。U PS 具有过压、欠压保护功能, 以及软件监控和与电网隔离等功能,可以削弱干扰源。在选择U P S时,应注意合适的容量,避免容量不够,造成系统崩溃。

(2) 接地与屏蔽接地是保证系统运行安全、可靠和抑制外部干扰的重要措施。安全接地是为了防止雷击或其他高电压可能造成设备的损坏和保护人身安全。要求电子设备的机壳和金属构件等必须与地相连。特别是在电厂某些场所如取水点的设备,位于开阔地,周围无防雷设施,在施工时易忽视安全接地,易

1 .4 接地故障

某电厂化学水处理车间采用西门子控制公司制造

的SIMA T IC PL C 作为控制系统,常规仪表数据在操

作站上显示均正常, 仅H A C H 分析仪表显示值在操

作站上为接地故障。

检查接线端子上的电流信号,测量值正常,电缆无

接地现象,屏蔽层单端接地,信号地接地处理良好,接

地电阻符合技术规范的要求; 检查机柜接地, 接触良

好,无松动和锈蚀现象;控制系统取自厂用电电源为三

相四线制,接地线正常;就地分析仪表上显示屏的值也

正常。检查分析仪表接线盒,发现就地设备电源地线

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