PLC控制系统在火力发电厂的应用及注意事项

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1、细心整理PLC限制系统在火力发电厂的应用及留意事项多年来可编程限制器(以下简称PLC)从其产生到此时此刻，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑限制到数字限制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简洁限制到胜任运动限制、过程限制及集散限制等各种任务的跨越。今日的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面实力都已大幅提高，成为工业限制领域的主流限制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。1. PLC的应用领域 目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个行业。在运城电厂主要有化学制水、生活污水处理

2、、工业废水处理、凝合水精处理等。有关PLC的运用状况主要分为如下几类。11 开关量逻辑限制 取代传统的继电器电路，实现逻辑限制、依次限制，既可用于单台设备的限制，也可用于多机群控。如水泵的启停、阀门的开关、制水系统顺控、干除灰系统等。12 工业过程限制 在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变更的量(即模拟量)，PLC接受相应的AD和DA转换模块及各种各样的限制算法程序来处理模拟量，完成闭环限制。PID调整是一般闭环限制系统中用得较多的一种调整方法。过程限制在冶金、化工等场合有特殊广泛的应用，运城电厂主要应用在中心空调、采暖加热系统。13 运动限制 PLC可以用于圆周

3、运动或直线运动的限制。一般运用专用的运动限制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置限制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。14 数据处理 PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表等功能，可以完成数据的采集,分析及处理。15 通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的开展，此时此刻的PLC都具有通信接口，通信特殊便利。2. PLC的应用特点21 牢靠性高，抗干扰实力强 高牢靠性是电气限制设备的关键性能。PLC由于接受现代大规模集成电路技术，接受严格的生产工艺制造，内部电路接受了先进

4、的抗干扰技术，具有很高的牢靠性。运用PLC构成限制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已削减到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可刚好发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断爱惜。这样，整个系统的牢靠性极高。22 配套齐全，功能完善，适用性强 PLC开展到今日，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业限制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算实力，可用于各种数字限制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了

5、位置限制、温度限制、CNC等各种工业限制中。加上PLC通信实力的增加及人机界面技术的开展，运用PLC组成各种限制系统变得特殊简洁。23 易学易用，深受工程技术人员欢送 PLC是面对工矿企业的工控设备。它接口简洁，编程语言易于为工程技术人员承受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业限制翻开了便利之门。24 系统设计的工作量小，维护便利，简洁改造 (1) 设计与维护 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大削减了限制设备外部的接线，使限制系统设计及建立的周期大为缩短，同时日常维护也变得简洁起来，更重要的是使同一设备经过变更程序而变更

6、生产过程成为可能。特殊适合多品种、小批量的生产场合。 (2) 安装与布线 动力线、限制线以及PLC的电源线和IO线应分别配线，隔离变压器与PLC和IO之间应接受双绞线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必需在同一线槽内，分开捆扎沟通线、直流线，假设条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。 PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200 mm)。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。 PLC的

7、输入与输出最好接受分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应接受屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的110。 沟通输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，幸免并行。 (3)IO端的接线 输入接线：输入接线一般不要太长。但假如环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些；输入输出线不能用同一根电缆，输入输出线要分开；尽可能接受常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图相同，便于阅读。 输出连接：输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可接受不同类型和电压等级的输出电压，但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等

8、级的电源。由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，假设将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。接受继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的运用寿命，因此，运用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。PLC的输出负载可能产生干扰，因此要接受措施加以限制，如直流输出的续流管爱惜，沟通输出的阻容吸取电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻爱惜。3. PLC应用中须要留意的问题 PLC是一种用于工业生产自动化限制的设备，一般不须要接受什么措施，就可以干脆在工业环境中运用。然而，尽管有如上所述的牢靠性较高，抗干扰实力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特殊猛烈，或安

9、装运用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC限制系统牢靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰实力；另一方面，要求设计、安装和运用维护中引起高度重视，多方协作才能完善解决问题，有效地增加系统的抗干扰性能。因此在运用中应留意以下问题。31 工作环境 (1)温度：PLC要求环境温度在055，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。 (2)湿度：为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85(无凝露)。 (3)振动：应使PLC远离猛烈的振动源，防止振动频率为1055 Hz

10、的频繁或连续振动。当运用环境不行幸免振动时，必需接受减震措施，如接受减震胶。 (4)空气：幸免有腐蚀和易燃的气体，例如化学的酸碱等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的限制室或限制柜中。例如电厂的干排渣、干除灰等，在基建后期增加了封闭小屋。 (5)电源：PLC对于电源线带来的干扰具有必需的反抗实力。在牢靠性要求很高或电源干扰特殊紧要的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以削减设备与地之间的干扰。一般PLC都由直流24 V输出供应应输入端，当输入端运用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为平凡的整流滤波电源，由于纹波的影响，简洁使PLC接收到错误信息。32

11、 限制系统中干扰及其来源 现场电磁干扰是PLC限制系统中最常见也是最易影响系统牢靠性的因素之一。 (1)干扰源及一般分类 影响PLC限制系统的干扰源，大都产生在电流或电压猛烈变更的部位，其缘由是电流变更产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场变更产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。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。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，干脆影响测控信号，造成元器件损坏(这就是一些系统IO模件损坏率较高的主要缘由)，这种共模干扰可为直流，亦可为沟通。差模干扰是指

12、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，这种干扰叠加在信号上，干脆影响测量与限制精度。 (2)PLC系统中干扰的主要来源及途径 强电干扰：PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到全部空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变更，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。 柜内干扰：限制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都简洁对PLC造成必需程度的干扰。 来自信号线引入的干扰：与PLC限制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各

13、类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被无视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很紧要的。由信号引入干扰会引起IO信号工作异样和测量精度大大降低，紧要时将引起元器件损伤。 来自接地系统混乱时的干扰：接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入紧要的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。 来自PLC系统内部的干扰：主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其

14、对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配运用等。 变频器干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。33 主要抗干扰措施 (1)电源的合理处理，抑制电网引入的干扰对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以削减设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。 (2)正确选择接地点，完善接地系统良好的接地是保证PLC牢靠工作的重要条件，可以幸免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了平安，其二是为了抑制干

15、扰。完善的接地系统是PLC限制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 PLC限制系统的地线包括系统地、屏蔽地、沟通地和爱惜地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必需一点接地，假如电缆屏蔽层两端A，B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异样状态如雷击时，地线电流将更大。 此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变更磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。假设系统地与其他接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻

16、辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰简洁影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的紧要失真和误动作。 平安地或电源接地：将电源线接地端和柜体连线接地为平安接地。如电源漏电或柜体带电，可从平安接地导入地下，不会对人造成损害。 系统接地：PLC限制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4 Ω，一般需将PLC设备系统地和限制柜内开关电源负端接在一起，作为限制系统地。 信号与屏蔽接地：一般要求信号线必需要有惟一的参考地即“单点接地&r

17、dquo;，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者限制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应坚实连接并进展绝缘处理，必需要幸免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。 (3)对变频器干扰的抑制 变频器的干扰处理一般有下面几种方式：加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大局部的传导干扰阻隔在隔离变压器之前；运用滤波器，滤波器具有较强的抗于扰实力，还具有防止将设备本身的干扰传导给

18、电源，有些还兼有尖峰电压吸取功能；运用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加沟通电抗器主要是削减变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其他设备正常工作。4. 结论 PLC限制系统中的干扰是一个特殊困难的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC限制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效牢靠的运用PLC也成为其开展的重要因素。将来，PLC会有更大的开展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完备的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业限制场合的需求，PLC作为自动化限制网络和国际通用网络的重要组成局部，将在工业限制领域发挥越来越大的作用。