论文部分内容阅读
摘要:智能电力系统中引进了PLC这一控制系统,把微处理设备作为基础,发挥通信技术、计算机技术的优势以及自动化技术优势,实现系统智能化运作的目标,对电力系统有效控制,由于电力系统内具有较强高压电流以及电磁场,使得PLC接收到错误信号,影响系统的运行效率和质量。基于此,本文就PLC控制系统抗干扰性能进行分析,阐述电磁干扰源及对系统的干扰以及技术优势,并提出相应的抗干扰措施。
关键词:PLC 电力系统;抗干扰;性能
PLC在制造和设计期间,利用简单抗干扰举措,可以有效地控制干扰,但是因为可能受到电磁的干扰以及辐射干扰等影响,可能会使得PLC引起错误的输入信号,导致无法确保控制系统正常且安全的运行。因此,必须有效地才去相应的抗干扰措施,以此来提高控制系统的可靠性。
1 电磁干扰源及对系统的干扰
影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压叠加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/0模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
2 PLC 的电力系统抗干扰性能
2.1 辐射干扰
在电力系统内,具有极其强大电磁场的设备,如传感器、高压线、变电器等,再受 到电站设计等方面的影响,出现设备的老化问题,致使强电无法有效和PLC 的电力控制 系统中信号电缆来有效地隔离。一些电厂因为受到各类因素的影响,把PLC的电力控制系统具备信号电缆和高压线路在同一电缆的桥架内铺设,出现强电干扰,并于电力系统中线路上出现较强感应电流与电压,对系统内光电耦合器带来影响,导致其性能降低, 出现执行错误,位置内置程序较为紊乱,严重时将导致系统无法被正常启动。
2.2 传导干扰
电力系统内设备的开启和关闭,交流传动设备、直流传动设备运行也会引起谐波,而且电网短路以及暂态冲击等,也会出现脉冲干扰,若脉冲干扰严重,则可能对PLC的半导体进行破坏。此外,一部分谐波会利用半导体的线路内绝缘电阻,去分布电容并侵入到逻辑电路中,导致出现指令错误问题,引发错误的动作。
2.3 PLC的电力控制系统自身干扰
电子线路、电子元件是 PLC 的电力控制系统主要构成,在系统运行期间,电子元件也处于运作阶段,或产生大量辐射,利用线路的辐射和传播,导致逻辑电路和模拟电路二者相互影响,出现系统数据混乱和出现错误的传输。
3 PLC的电力系统的抗干扰建议
3.1 电源抗干扰举措
其一,对变压器进行隔离,利于从电源的进线位置,控制高频干扰信号,通过双绞 线应用来控制输出线以及输入线所面临的干扰,把初级屏蔽和次级屏蔽与地面接触,可有效控制电源承受的干扰;其二,设置低通滤波器,能够控制高次谐波。对电源输入和输出线隔离,可以确保屏蔽层能够有效接地;其三,低通滤波器和隔离变压器。但是需要特别注意设备接入顺序,必须把滤波器与电源接入之后,再与隔离变压器建立联系。
3.2 隔离抗干扰举措
PLC的电力控制系统抗干扰工作、模拟量模块抗干扰工作有序开展,可通过有光电耦合器来控制系統内部的干扰、控制外部开关量信号带来的干扰,对于输出模块来说,可以利用小型的继电器以及光电可控硅元来实现。此举措的应用,效果明显,特别是对于外部干扰能有效隔离,并对内部的CPU模块最大限度保护。若干扰的情况较为严重,切记不可利用光电耦合器来抗干扰,用重新折枝一个小型的继电器,利用其隔离PLC的电力控制系统输入端点隔离。对于继电器的转接输入端的信号,能够提供多对出点,利于有效控制强电的干扰。
3.3 合理选择PLC的电力控制系统
在选择PLC的电力控制系统时,必须优先选择能够满足电力系统的实际需求、应用性能好、维修成本支出合理、操作简单灵活、可靠性高的电力系统。此外,也要确保选择的电力控制系统,和应用目标的一致性,这样系统才可以正常、安全的运行、才能被统一的编程,不会受到设备之间差异性影响,从而带来多余的干扰,影响PLC的电力控制 系统的性能。
3.4 系统安装期间抗干扰举措
安装PLC的电力控制系统期间,必须依据系统运行的安装要求,选择适合的环境、适合的温度、控制封闭室内的污染源,并要求封闭室中具有空气净化装置,具有较强密封效果,确保系统应用环境的良好性PLC的电力控制系统各动力线路,应具备较强功能,这样利于在受到大容量设备开启、关闭影响,降低线路电压干扰出现频率。如果控制系统选择外界交流电,在外界输入电路中应用,应选择稳定电压来应用,可保证控制系统内接收信号的准确性,以免出现信号错误类问题,导致指令输出错误问题。
结束语:
PLC 的电力控制系统,功能强,控制、计算以及检测效果较好,利于降低劳动者的 工作强度,最大限度节省人力资源,使得生 产水平以及生产效率得到提高,为现代化电 力系统的发展奠定坚实基础。利于合理化、 有效的系统抗干扰举措,能够更好地实现对 PLC 的电力系统控制,为系统运行提供技术 保障,确保电力系统有效运行。
参考文献
[1]张浩. PLC控制系统抗干扰能力的优化措施[J]. 信息记录材料, 2019, v.20(01):104-105.
关键词:PLC 电力系统;抗干扰;性能
PLC在制造和设计期间,利用简单抗干扰举措,可以有效地控制干扰,但是因为可能受到电磁的干扰以及辐射干扰等影响,可能会使得PLC引起错误的输入信号,导致无法确保控制系统正常且安全的运行。因此,必须有效地才去相应的抗干扰措施,以此来提高控制系统的可靠性。
1 电磁干扰源及对系统的干扰
影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压叠加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/0模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
2 PLC 的电力系统抗干扰性能
2.1 辐射干扰
在电力系统内,具有极其强大电磁场的设备,如传感器、高压线、变电器等,再受 到电站设计等方面的影响,出现设备的老化问题,致使强电无法有效和PLC 的电力控制 系统中信号电缆来有效地隔离。一些电厂因为受到各类因素的影响,把PLC的电力控制系统具备信号电缆和高压线路在同一电缆的桥架内铺设,出现强电干扰,并于电力系统中线路上出现较强感应电流与电压,对系统内光电耦合器带来影响,导致其性能降低, 出现执行错误,位置内置程序较为紊乱,严重时将导致系统无法被正常启动。
2.2 传导干扰
电力系统内设备的开启和关闭,交流传动设备、直流传动设备运行也会引起谐波,而且电网短路以及暂态冲击等,也会出现脉冲干扰,若脉冲干扰严重,则可能对PLC的半导体进行破坏。此外,一部分谐波会利用半导体的线路内绝缘电阻,去分布电容并侵入到逻辑电路中,导致出现指令错误问题,引发错误的动作。
2.3 PLC的电力控制系统自身干扰
电子线路、电子元件是 PLC 的电力控制系统主要构成,在系统运行期间,电子元件也处于运作阶段,或产生大量辐射,利用线路的辐射和传播,导致逻辑电路和模拟电路二者相互影响,出现系统数据混乱和出现错误的传输。
3 PLC的电力系统的抗干扰建议
3.1 电源抗干扰举措
其一,对变压器进行隔离,利于从电源的进线位置,控制高频干扰信号,通过双绞 线应用来控制输出线以及输入线所面临的干扰,把初级屏蔽和次级屏蔽与地面接触,可有效控制电源承受的干扰;其二,设置低通滤波器,能够控制高次谐波。对电源输入和输出线隔离,可以确保屏蔽层能够有效接地;其三,低通滤波器和隔离变压器。但是需要特别注意设备接入顺序,必须把滤波器与电源接入之后,再与隔离变压器建立联系。
3.2 隔离抗干扰举措
PLC的电力控制系统抗干扰工作、模拟量模块抗干扰工作有序开展,可通过有光电耦合器来控制系統内部的干扰、控制外部开关量信号带来的干扰,对于输出模块来说,可以利用小型的继电器以及光电可控硅元来实现。此举措的应用,效果明显,特别是对于外部干扰能有效隔离,并对内部的CPU模块最大限度保护。若干扰的情况较为严重,切记不可利用光电耦合器来抗干扰,用重新折枝一个小型的继电器,利用其隔离PLC的电力控制系统输入端点隔离。对于继电器的转接输入端的信号,能够提供多对出点,利于有效控制强电的干扰。
3.3 合理选择PLC的电力控制系统
在选择PLC的电力控制系统时,必须优先选择能够满足电力系统的实际需求、应用性能好、维修成本支出合理、操作简单灵活、可靠性高的电力系统。此外,也要确保选择的电力控制系统,和应用目标的一致性,这样系统才可以正常、安全的运行、才能被统一的编程,不会受到设备之间差异性影响,从而带来多余的干扰,影响PLC的电力控制 系统的性能。
3.4 系统安装期间抗干扰举措
安装PLC的电力控制系统期间,必须依据系统运行的安装要求,选择适合的环境、适合的温度、控制封闭室内的污染源,并要求封闭室中具有空气净化装置,具有较强密封效果,确保系统应用环境的良好性PLC的电力控制系统各动力线路,应具备较强功能,这样利于在受到大容量设备开启、关闭影响,降低线路电压干扰出现频率。如果控制系统选择外界交流电,在外界输入电路中应用,应选择稳定电压来应用,可保证控制系统内接收信号的准确性,以免出现信号错误类问题,导致指令输出错误问题。
结束语:
PLC 的电力控制系统,功能强,控制、计算以及检测效果较好,利于降低劳动者的 工作强度,最大限度节省人力资源,使得生 产水平以及生产效率得到提高,为现代化电 力系统的发展奠定坚实基础。利于合理化、 有效的系统抗干扰举措,能够更好地实现对 PLC 的电力系统控制,为系统运行提供技术 保障,确保电力系统有效运行。
参考文献
[1]张浩. PLC控制系统抗干扰能力的优化措施[J]. 信息记录材料, 2019, v.20(01):104-105.