论文部分内容阅读
【摘要】水电站是我国电能生产的一个重要方式，其运动的稳定性、安全性、可靠性甚至和经济体系的发展有着间接的联系，由此可以明显的看出水电站运行稳定的重要性。本篇文章主要针对水电站的PLC控制系统抗干扰措施进行了全面详细的探讨，以期为我国的水电站PLC控制系统抗干扰措施发展做出贡献。
【关键词】PLC;控制系统;干扰源
1.概述
在我国当前科技技术持续发展的情况下，我国的水电站自动化水平也得到了大幅度的提升，尤其是通过PLC控制系统来运行的水电站数量在不断的增多，虽然说PLC控制系统的应用极大的提升了水电站生产电能效率，降低了劳动力需求。但是由于PLC控制系统集成了对于整个水电站的全方位控制，那么如果说PLC控制系统在受到了辐射、电磁等方面的干扰后，其系统自身的稳定性也就必然会受到影响。下文主要针对某水电站的水电机组优雅泵控制柜的设计，来对于造成PLC控制系统受干扰的源头进行深入分析，并且提出了相应的抗干扰措施。
2.机组油压泵控制柜的主要配置
机组油压泵控制柜的主要任务是完成2台油压泵的启/停控制及补气控制。因厂房面积的限制,把启动设备与控制回路放在同一柜中。柜内主要配置了PLC、负荷开关、电机软起动器及相应的接触器、热继电器,还有开出控制继电器、电源装置及有关辅助器件。面板上设有指示各种故障的显示器、设备运行状态监视灯、电源指示灯、油泵操作切换开关、自动补气装置电磁阀切换开关、油泵手动启停按钮及故障信号总清按钮。
根据现场的运行条件,柜内还设置了用于温湿度调节的通风、加热器及柜内照明装置,以适应水电站的环境要求。
3.PLC的主要干扰源
PLC作为机组油压泵控制系统中的核心,其所处的环境干扰源主要有:
(1)PLC系统内部的干扰:来源于系统内部各元器件及电路间的相互电磁辐射。
(2)空间的辐射干扰:主要空间的辐射形成电磁场在系统中产生的静电感应或电磁感应。
(3)系统外引线的干扰:通过电源线或信号线而将外部干扰引入系统。
(4)接地系统混乱引起的干扰。
4.PLC的抗干扰措施
PLC控制系统所具备的可靠性提升措施，需要直接在施工、水电站设计等环节中加以处理，并且要使用科学合理的抑制措施，来保证PLC的运行稳定性得以提升。在进行PLC控制系统安装期间，需要对于以下几个方面的抗干扰措施加以重视：
4.1柜内元件布置及抗干扰措施
在针对PLC系统进行选择的过程中，为了保证运行稳定性、可靠性，使用了TWDLCAA40DRF型号的产品，该系统所具备的抗干扰能力极强，并且电磁兼容性也较为优秀。在实际对于控制柜展开布置工作的过程中，应当要把容易遭受到其他因素影响的开关、PLC直接放置在控制柜内部的顶部位置，而在内部的中间位置则是安装接触器、负荷开关、热继电器、软起动器等设备。而直接承受电源的加热器以及开出继电器以及其他部件，则需要放置在柜体内的底部。
直接将柜体摆放在电厂的厂房内部，保证与高压电源线、电动机、加热器等多个辐射源头的干扰影响，最大限度的减少电磁干扰现象，这能够切实有效的提升各个方面的抗干扰性能。此外，PLC柜体本身也要采取屏蔽性能极为良好的结构，如此才能够有效的避免外部电磁干扰现象对于控制系统柜内部产生电流、电压感应的可能性。
4.2电源的抗干扰措施
在PLC控制系统体系之中，电源实际上上在其中占有了至关重要的地位。PLC系统本身的正常持续供电电源都是通过电网来进行供电的，但是在这一过程中会由于电网内部所存在的干扰，例如频率波动、电压波动等，同样对于PLC系统的是稳定性、可靠性带来直接影响。因此，在针对PLC控制系统的电源进行良好处理的过程中，应当要使用供电电源、控制电源能够进行隔离，也就是在电源体系之中增加一个相应的隔离变压器。除此之外，为了能够最大限度的保证供电不会出现中断现象，还应当要使用两路供电电源输入的形式，如此在任何一个电源出现了故障之后，都能够采取相应的内部无扰动全自动化切换措施，来确保PLC控制系统能够处在一个稳定可靠的电源供应状态下。
在电源进行实际安装的过程中，必须要针对变压器、PLC控制系统、I/O电源等几个部分加以隔离，同时可以通过双绞线连接的形式，来避免电源供给过程中，外部窜入外来信号影响的可能性。
4.3输入输出及布线
为了抑制来自系统外引线的干扰,一方面选用抗干扰性能良好的输入输出模块,另一方面要合理地进行布线。主要抗干扰措施如下:
(1)选用TWDLCAA40DRF的I/O电路具有滤波、隔离功能,能有效抑制外部干扰。
(2)PLC的I/O线、动力线及其它控制线分开,并由不同电缆传输,按种类分层铺设。
(3)柜内交流线与直流线、输入线与输出线也要按种类分开走线。4.4正确的接地
(1)控制柜要用绝缘板与地面隔开,工作接地要与保护接地严格分离。
(2)PLC要采用单独接地方式,远离动力设备的接地点,接地线的截面积要采用2mm2以上,接地点尽量靠近PLC,距离要在50米内。
(3)PLC的CPU单元必须接地。在机组油压泵控制系统中,PLC还扩展了模拟量单元,CPU单元应与模拟量单元具有共同的接地体,而且从任一单元的保护接地端到地的电阻都要小于5Ω。
4.5软件抗干扰措施
由于电磁干扰现象本身的形成就有着较大的复杂性，那么要完全对于干扰影响进行消除，实际上并不是一个现实的问题。所以，在针对硬件进行抗干扰处理的过程中，务必要在软件方面针对抗干扰进行相应的补充，最大限度的提升PLC系统运行过程中所具备的可靠性。软件抗干扰设计实际上涉及到了两种模式：一种就是直接通过模拟量输入的形式，有效的避免尖峰干扰现象。而另外一种，就是针对模拟量进行输出，也可以采取开关量输出的软体抗干扰设计，这方面的抗干扰思路，实际上就是重复进行查询。
5.结语
综上所述，随着我国水电行业对于水电自动化生产的高度重视，PLC的应用规模必然会大幅度提升，而如何针对PLC使用可靠性进行强化，也成为了至关重要的一个问题。PLC控制系统本身在运行过程中的干扰，实际上是一个极为复杂的问题所在，这需要从多个方面来加以解决，利用综合性的措施控制干扰现象，如此才能够最大限度的保证自动化设备本身能够维持在一个较为稳定的状态下，这对于我国的水电站自动化生产发展来说，起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]曹赛.PLC控制系统的抗干扰措施[J].装备制造技术,2007(08)
[2]马庆涛.PLC控制系统抗干扰的分析与措施[J].设备管理与维修,2009(05)
[3]王子康.现场PLC控制系统中的抗干扰问题分析[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2004(03)
【关键词】PLC;控制系统;干扰源
1.概述
在我国当前科技技术持续发展的情况下，我国的水电站自动化水平也得到了大幅度的提升，尤其是通过PLC控制系统来运行的水电站数量在不断的增多，虽然说PLC控制系统的应用极大的提升了水电站生产电能效率，降低了劳动力需求。但是由于PLC控制系统集成了对于整个水电站的全方位控制，那么如果说PLC控制系统在受到了辐射、电磁等方面的干扰后，其系统自身的稳定性也就必然会受到影响。下文主要针对某水电站的水电机组优雅泵控制柜的设计，来对于造成PLC控制系统受干扰的源头进行深入分析，并且提出了相应的抗干扰措施。
2.机组油压泵控制柜的主要配置
机组油压泵控制柜的主要任务是完成2台油压泵的启/停控制及补气控制。因厂房面积的限制,把启动设备与控制回路放在同一柜中。柜内主要配置了PLC、负荷开关、电机软起动器及相应的接触器、热继电器,还有开出控制继电器、电源装置及有关辅助器件。面板上设有指示各种故障的显示器、设备运行状态监视灯、电源指示灯、油泵操作切换开关、自动补气装置电磁阀切换开关、油泵手动启停按钮及故障信号总清按钮。
根据现场的运行条件,柜内还设置了用于温湿度调节的通风、加热器及柜内照明装置,以适应水电站的环境要求。
3.PLC的主要干扰源
PLC作为机组油压泵控制系统中的核心,其所处的环境干扰源主要有:
(1)PLC系统内部的干扰:来源于系统内部各元器件及电路间的相互电磁辐射。
(2)空间的辐射干扰:主要空间的辐射形成电磁场在系统中产生的静电感应或电磁感应。
(3)系统外引线的干扰:通过电源线或信号线而将外部干扰引入系统。
(4)接地系统混乱引起的干扰。
4.PLC的抗干扰措施
PLC控制系统所具备的可靠性提升措施，需要直接在施工、水电站设计等环节中加以处理，并且要使用科学合理的抑制措施，来保证PLC的运行稳定性得以提升。在进行PLC控制系统安装期间，需要对于以下几个方面的抗干扰措施加以重视：
4.1柜内元件布置及抗干扰措施
在针对PLC系统进行选择的过程中，为了保证运行稳定性、可靠性，使用了TWDLCAA40DRF型号的产品，该系统所具备的抗干扰能力极强，并且电磁兼容性也较为优秀。在实际对于控制柜展开布置工作的过程中，应当要把容易遭受到其他因素影响的开关、PLC直接放置在控制柜内部的顶部位置，而在内部的中间位置则是安装接触器、负荷开关、热继电器、软起动器等设备。而直接承受电源的加热器以及开出继电器以及其他部件，则需要放置在柜体内的底部。
直接将柜体摆放在电厂的厂房内部，保证与高压电源线、电动机、加热器等多个辐射源头的干扰影响，最大限度的减少电磁干扰现象，这能够切实有效的提升各个方面的抗干扰性能。此外，PLC柜体本身也要采取屏蔽性能极为良好的结构，如此才能够有效的避免外部电磁干扰现象对于控制系统柜内部产生电流、电压感应的可能性。
4.2电源的抗干扰措施
在PLC控制系统体系之中，电源实际上上在其中占有了至关重要的地位。PLC系统本身的正常持续供电电源都是通过电网来进行供电的，但是在这一过程中会由于电网内部所存在的干扰，例如频率波动、电压波动等，同样对于PLC系统的是稳定性、可靠性带来直接影响。因此，在针对PLC控制系统的电源进行良好处理的过程中，应当要使用供电电源、控制电源能够进行隔离，也就是在电源体系之中增加一个相应的隔离变压器。除此之外，为了能够最大限度的保证供电不会出现中断现象，还应当要使用两路供电电源输入的形式，如此在任何一个电源出现了故障之后，都能够采取相应的内部无扰动全自动化切换措施，来确保PLC控制系统能够处在一个稳定可靠的电源供应状态下。
在电源进行实际安装的过程中，必须要针对变压器、PLC控制系统、I/O电源等几个部分加以隔离，同时可以通过双绞线连接的形式，来避免电源供给过程中，外部窜入外来信号影响的可能性。
4.3输入输出及布线
为了抑制来自系统外引线的干扰,一方面选用抗干扰性能良好的输入输出模块,另一方面要合理地进行布线。主要抗干扰措施如下:
(1)选用TWDLCAA40DRF的I/O电路具有滤波、隔离功能,能有效抑制外部干扰。
(2)PLC的I/O线、动力线及其它控制线分开,并由不同电缆传输,按种类分层铺设。
(3)柜内交流线与直流线、输入线与输出线也要按种类分开走线。4.4正确的接地
(1)控制柜要用绝缘板与地面隔开,工作接地要与保护接地严格分离。
(2)PLC要采用单独接地方式,远离动力设备的接地点,接地线的截面积要采用2mm2以上,接地点尽量靠近PLC,距离要在50米内。
(3)PLC的CPU单元必须接地。在机组油压泵控制系统中,PLC还扩展了模拟量单元,CPU单元应与模拟量单元具有共同的接地体,而且从任一单元的保护接地端到地的电阻都要小于5Ω。
4.5软件抗干扰措施
由于电磁干扰现象本身的形成就有着较大的复杂性，那么要完全对于干扰影响进行消除，实际上并不是一个现实的问题。所以，在针对硬件进行抗干扰处理的过程中，务必要在软件方面针对抗干扰进行相应的补充，最大限度的提升PLC系统运行过程中所具备的可靠性。软件抗干扰设计实际上涉及到了两种模式：一种就是直接通过模拟量输入的形式，有效的避免尖峰干扰现象。而另外一种，就是针对模拟量进行输出，也可以采取开关量输出的软体抗干扰设计，这方面的抗干扰思路，实际上就是重复进行查询。
5.结语
综上所述，随着我国水电行业对于水电自动化生产的高度重视，PLC的应用规模必然会大幅度提升，而如何针对PLC使用可靠性进行强化，也成为了至关重要的一个问题。PLC控制系统本身在运行过程中的干扰，实际上是一个极为复杂的问题所在，这需要从多个方面来加以解决，利用综合性的措施控制干扰现象，如此才能够最大限度的保证自动化设备本身能够维持在一个较为稳定的状态下，这对于我国的水电站自动化生产发展来说，起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]曹赛.PLC控制系统的抗干扰措施[J].装备制造技术,2007(08)
[2]马庆涛.PLC控制系统抗干扰的分析与措施[J].设备管理与维修,2009(05)
[3]王子康.现场PLC控制系统中的抗干扰问题分析[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2004(03)