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摘要：随着可编程逻辑器（PLC）逐渐成熟，其在控制领域发挥出重大的作用，实现了火电厂输煤的半自动化控制，为智能控制系统的发展奠定了坚实的基础。PLC控制系统在抗干扰方面受到内部和外部因素的影响。文章对火电厂PLC控制系统的抗干扰进行了分析。
关键词：PLC；控制系统；抗干扰；火电厂；可编程逻辑器；半自动化控制 文献标识码：A
中图分类号：TM571 文章编号：1009-2374（2015）31-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.077
1 概述
可编程逻辑控制器主要用于不同机械设备的半自动化操作和生产过程，通过存储编入的控制代码，执行运行指令，借助数字模拟信号的输出来实现，是一种可以编程的存储器。目前，大多数火电厂都是采用PLC来控制不同的运行分系统，对于主系统的控制则采用DSC，这就大大提高了操作和产电效率，节约了人工操作成本。然而，随着发电机组控制容量的增加，火电厂的控制环境和占地面积都在不断增加，这就增加了PLC的干扰问题。本文浅析了火电厂PLC的控制流程，针对火电厂干扰PLC控制的原因进行了分析，提出了提高PLC抗干扰能力的有效措施。
2 火电厂PLC的控制流程
2.1 原煤传输系统软件控制流程
PLC对于火电厂系统软件的控制主要针对原煤传输的工程控制，以实现对皮带传送机的自动化控制。火电厂对于原煤的传输具体可以分为上煤和卸煤，二者在PLC控制过程中存在一些公共的控制系统程序。除此之外，卸煤还包含自动控制和人为手动操作，以便更好地保障原煤的燃烧发电效率。系统软件对此的控制流程主要分为三部分：
首先是启动控制。PLC控制系统为了实现对原煤传输用量的科学设计，避免煤料因堆集而引发的火电厂事故，在开启时会让后面的设备进行逆运转，保障煤料在逆运转的过程中可以间歇传输，当前面设备开始运转后，方可开启传输原煤的连续控制指令。
其次是故障控制。为了充分保障控制安全，传输原煤一旦出现异常情况，会根据控制停止指令的自动检测并识别、判断，进而立即停止传输源端设备的运行，根据具体情况再逐渐停止关联的传输设备，同时会发出警报，人为地快速响应并实施应急方案。
最后是停止控制。一个是PLC按照火电厂的发电需煤量进行停止控制，一旦传输的原煤足够火电厂持续稳定发电，将会立刻切断所有传输设备的电源；另一个是针对突发状况或设备检修时的停止控制。每个控制流程都有手动停止操作方式，以预防PLC系统故障而带来的控制风险。
2.2 压力除尘PLC系统控制流程
压力除尘PLC控制系统主要包含对于编程初始代码的匹配性控制、模拟信号控制处理、废气源流量的控制部分、不同处理环节的协调控制部分、气锁阀组的多重控制部分、总输灰管气量与质量控制部分、灰库控制部分、灰斗气化单组设施控制部分以及气源灰分吹堵控制部分。
目前，火电厂选用的压力除尘PLC控制设备，都在不同程度上纳入了PLC控制开关量（如下面表1所示）的信号模拟指令，根据火电厂的占地面积和产电配送电的具体规模，对于除尘能力以及PLC信号控制的数量存在一定的差异。
对于气锁阀的控制流程又可以分为独立方式控制和循环方式控制。在PLC独立控制方式下，可以针对不同除灰气锁阀的位置和所实现的控制目标，进行完全独立精确的操作过程控制，然而由于受废气源的影响，采用独立方式的控制最多可以实现15个气锁阀的单独完全控制。在PLC循环控制方式下，同一个电场中的邻近的气锁阀可以实现以此进行除灰操作控制，根据废气源的进入方向，当前一个气锁阀除灰工作完成后，会自动切换至下一个气锁阀的除灰流程，根据电场可容纳的强度容量不同，又可以分为8h除灰周期、16h除灰周期和24h除灰周期。循环控制可以最大程度地提高除尘效率，保障PLC控制系统安全稳定运行。
3 干扰火电厂PLC控制系统的原因
3.1 火电厂电源干扰
火电厂在实际配送电的过程中，会在厂区建立电源变电站。由于电源功率波动较大可以引发电磁场的改变，而电磁场直接干扰电磁波的传输，这就会引来许多由于电源波动而产生的PLC控制的系统故障。在实际的工作现场，电网内部也在不断变化，会对PLC的供电稳定性造成冲击，这些也会对传输电线产生影响，进而破坏PLC控制系统的稳定工作。
3.2 信号传输电缆的干扰
对于PLC信号的采集常见的有两种方式：一种是对现场控制信号直接嵌入到PLC的信号纳入I/O模块中；另一种是通过中间的继电器采用间接的信号嵌入到PLC可纳入的I/O模块中。光电隔离信号主要借助有线电缆来进行信息交换与指令执行，当继电器中间采用的是AC220V电源时，电缆内部产生的电容耦合很难消除，进而对PLC控制造成极大的干扰。
3.3 来自接地后的干扰
一般而言，采用PLC来控制工业设备时，需要对系统进行接地，具体又可以分为系统安全控制接地、屏蔽干扰信号接地、逻辑接地和保护电路接地等。然而不同接地环节的接地电位存在很大的差异，分布不够均匀，这就为PLC的控制带来极大的难度，不同接地点引起的接地电位差，会产生闭路环形电流，进而干扰PLC控制系统的正常工作。
3.4 外部检测点抖动带来的干扰
外部检测点抖动带来的干扰主要是针对具体的原煤传输PLC控制系统来说的，对于在火电厂原煤传输控制系统中拉绳、跑偏和打滑等重要的停止运行信号，如果设备在当时发生抖动的话，将会无法准确识别出PLC发出的指令，很有可能执行错误的控制信号，这就大大增加了PLC控制的危险性，对于一些突发的故障，由于受到的干扰极有可能造成重大的损失。
4 提高PLC控制系统抗干扰性能的措施
4.1 采用稳定电源
对于PLC系统的供电电源选用UPS电源，即可以实现对其独立自主控制，由于UPS电源的功率不是很大，在供电过程中表现出很好的输出稳定性。尽量减少其他配套控制系统所需电源对PLC控制系统产生的影响，在PLC电源柜附近安装稳压器和信号干扰屏蔽器，通过隔离其他电源产生的直流感应电流，形成一定的缓冲作用，以保证可靠、安全、稳定地给PLC系统供电。
4.2 遵循接地原则
为了降低电缆对PLC系统的干扰，在电缆的外部应当包裹一定厚度的屏蔽材料，并且严格遵循一点接地的原则。根据PLC控制系统不同的接地环节和内容，合理控制并辨别接地排和零排区分，对于模拟地、屏蔽信号地和安全保护地及时采用一点式接地配置，接入地网。
4.3 PLC控制程序的设计
由于PLC可以存储编写的控制程序代码，要想从根本上抑制其他因素对PLC控制的干扰，需要对PLC进行功能模块的优化。通过内部植入屏蔽干扰信号电容、电阻零件和外部涂覆信号吸收材料，可以将电缆和其他抖动产生的干扰信号进行直接屏蔽或吸收，进而保障PLC控制系统安全控制的持续进行。
5 结语
在火电厂PLC的应用中可以发现，PLC控制系统中的干扰来源错综复杂，不同的内部和外部环境均有可能为PLC的正常运行带来很大冲击，本文重要针对外部原因的干扰分析，提出了有效的解决措施。
参考文献
[1] 王利恩.火力发电厂传输煤PLC控制系统的抗干扰问题[J].内蒙古科技与经济，2013，（33）.
[2] 祁文杰.浅谈PLC在燃料输煤环境中的抗干扰措施
[J].中国科技纵横，2014，（12）.
[3] 刘秉哲.浅议火电厂基于PLC的输煤系统控制[J].企业技术开发（下半月），2013，（10）.
作者简介：郝宏伟（1983-），男，陕西神木人，神华陕西国华锦界能源有限责任公司助理工程师，研究方向：火力发电厂热工。
（责任编辑：蒋建华）
关键词：PLC；控制系统；抗干扰；火电厂；可编程逻辑器；半自动化控制 文献标识码：A
中图分类号：TM571 文章编号：1009-2374（2015）31-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.077
1 概述
可编程逻辑控制器主要用于不同机械设备的半自动化操作和生产过程，通过存储编入的控制代码，执行运行指令，借助数字模拟信号的输出来实现，是一种可以编程的存储器。目前，大多数火电厂都是采用PLC来控制不同的运行分系统，对于主系统的控制则采用DSC，这就大大提高了操作和产电效率，节约了人工操作成本。然而，随着发电机组控制容量的增加，火电厂的控制环境和占地面积都在不断增加，这就增加了PLC的干扰问题。本文浅析了火电厂PLC的控制流程，针对火电厂干扰PLC控制的原因进行了分析，提出了提高PLC抗干扰能力的有效措施。
2 火电厂PLC的控制流程
2.1 原煤传输系统软件控制流程
PLC对于火电厂系统软件的控制主要针对原煤传输的工程控制，以实现对皮带传送机的自动化控制。火电厂对于原煤的传输具体可以分为上煤和卸煤，二者在PLC控制过程中存在一些公共的控制系统程序。除此之外，卸煤还包含自动控制和人为手动操作，以便更好地保障原煤的燃烧发电效率。系统软件对此的控制流程主要分为三部分：
首先是启动控制。PLC控制系统为了实现对原煤传输用量的科学设计，避免煤料因堆集而引发的火电厂事故，在开启时会让后面的设备进行逆运转，保障煤料在逆运转的过程中可以间歇传输，当前面设备开始运转后，方可开启传输原煤的连续控制指令。
其次是故障控制。为了充分保障控制安全，传输原煤一旦出现异常情况，会根据控制停止指令的自动检测并识别、判断，进而立即停止传输源端设备的运行，根据具体情况再逐渐停止关联的传输设备，同时会发出警报，人为地快速响应并实施应急方案。
最后是停止控制。一个是PLC按照火电厂的发电需煤量进行停止控制，一旦传输的原煤足够火电厂持续稳定发电，将会立刻切断所有传输设备的电源；另一个是针对突发状况或设备检修时的停止控制。每个控制流程都有手动停止操作方式，以预防PLC系统故障而带来的控制风险。
2.2 压力除尘PLC系统控制流程
压力除尘PLC控制系统主要包含对于编程初始代码的匹配性控制、模拟信号控制处理、废气源流量的控制部分、不同处理环节的协调控制部分、气锁阀组的多重控制部分、总输灰管气量与质量控制部分、灰库控制部分、灰斗气化单组设施控制部分以及气源灰分吹堵控制部分。
目前，火电厂选用的压力除尘PLC控制设备，都在不同程度上纳入了PLC控制开关量（如下面表1所示）的信号模拟指令，根据火电厂的占地面积和产电配送电的具体规模，对于除尘能力以及PLC信号控制的数量存在一定的差异。
对于气锁阀的控制流程又可以分为独立方式控制和循环方式控制。在PLC独立控制方式下，可以针对不同除灰气锁阀的位置和所实现的控制目标，进行完全独立精确的操作过程控制，然而由于受废气源的影响，采用独立方式的控制最多可以实现15个气锁阀的单独完全控制。在PLC循环控制方式下，同一个电场中的邻近的气锁阀可以实现以此进行除灰操作控制，根据废气源的进入方向，当前一个气锁阀除灰工作完成后，会自动切换至下一个气锁阀的除灰流程，根据电场可容纳的强度容量不同，又可以分为8h除灰周期、16h除灰周期和24h除灰周期。循环控制可以最大程度地提高除尘效率，保障PLC控制系统安全稳定运行。
3 干扰火电厂PLC控制系统的原因
3.1 火电厂电源干扰
火电厂在实际配送电的过程中，会在厂区建立电源变电站。由于电源功率波动较大可以引发电磁场的改变，而电磁场直接干扰电磁波的传输，这就会引来许多由于电源波动而产生的PLC控制的系统故障。在实际的工作现场，电网内部也在不断变化，会对PLC的供电稳定性造成冲击，这些也会对传输电线产生影响，进而破坏PLC控制系统的稳定工作。
3.2 信号传输电缆的干扰
对于PLC信号的采集常见的有两种方式：一种是对现场控制信号直接嵌入到PLC的信号纳入I/O模块中；另一种是通过中间的继电器采用间接的信号嵌入到PLC可纳入的I/O模块中。光电隔离信号主要借助有线电缆来进行信息交换与指令执行，当继电器中间采用的是AC220V电源时，电缆内部产生的电容耦合很难消除，进而对PLC控制造成极大的干扰。
3.3 来自接地后的干扰
一般而言，采用PLC来控制工业设备时，需要对系统进行接地，具体又可以分为系统安全控制接地、屏蔽干扰信号接地、逻辑接地和保护电路接地等。然而不同接地环节的接地电位存在很大的差异，分布不够均匀，这就为PLC的控制带来极大的难度，不同接地点引起的接地电位差，会产生闭路环形电流，进而干扰PLC控制系统的正常工作。
3.4 外部检测点抖动带来的干扰
外部检测点抖动带来的干扰主要是针对具体的原煤传输PLC控制系统来说的，对于在火电厂原煤传输控制系统中拉绳、跑偏和打滑等重要的停止运行信号，如果设备在当时发生抖动的话，将会无法准确识别出PLC发出的指令，很有可能执行错误的控制信号，这就大大增加了PLC控制的危险性，对于一些突发的故障，由于受到的干扰极有可能造成重大的损失。
4 提高PLC控制系统抗干扰性能的措施
4.1 采用稳定电源
对于PLC系统的供电电源选用UPS电源，即可以实现对其独立自主控制，由于UPS电源的功率不是很大，在供电过程中表现出很好的输出稳定性。尽量减少其他配套控制系统所需电源对PLC控制系统产生的影响，在PLC电源柜附近安装稳压器和信号干扰屏蔽器，通过隔离其他电源产生的直流感应电流，形成一定的缓冲作用，以保证可靠、安全、稳定地给PLC系统供电。
4.2 遵循接地原则
为了降低电缆对PLC系统的干扰，在电缆的外部应当包裹一定厚度的屏蔽材料，并且严格遵循一点接地的原则。根据PLC控制系统不同的接地环节和内容，合理控制并辨别接地排和零排区分，对于模拟地、屏蔽信号地和安全保护地及时采用一点式接地配置，接入地网。
4.3 PLC控制程序的设计
由于PLC可以存储编写的控制程序代码，要想从根本上抑制其他因素对PLC控制的干扰，需要对PLC进行功能模块的优化。通过内部植入屏蔽干扰信号电容、电阻零件和外部涂覆信号吸收材料，可以将电缆和其他抖动产生的干扰信号进行直接屏蔽或吸收，进而保障PLC控制系统安全控制的持续进行。
5 结语
在火电厂PLC的应用中可以发现，PLC控制系统中的干扰来源错综复杂，不同的内部和外部环境均有可能为PLC的正常运行带来很大冲击，本文重要针对外部原因的干扰分析，提出了有效的解决措施。
参考文献
[1] 王利恩.火力发电厂传输煤PLC控制系统的抗干扰问题[J].内蒙古科技与经济，2013，（33）.
[2] 祁文杰.浅谈PLC在燃料输煤环境中的抗干扰措施
[J].中国科技纵横，2014，（12）.
[3] 刘秉哲.浅议火电厂基于PLC的输煤系统控制[J].企业技术开发（下半月），2013，（10）.
作者简介：郝宏伟（1983-），男，陕西神木人，神华陕西国华锦界能源有限责任公司助理工程师，研究方向：火力发电厂热工。
（责任编辑：蒋建华）