探析如何提高电力系统中PLC的可靠性

探析如何提高电力系统中ＰＬＣ的可靠性

程兵

（贵州黔源电力引子渡发电厂，贵州安顺５５０００２）

摘要：ＰＬＣ控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，发电厂在抗干扰设计或技术改造中应综合考虑各方面的因素，只有合理有效地抑制干扰，才能够使ＰＬＣ控制系统正常工作。结合实际分析了发电厂中ＰＬＣ控制系统普遍存在的干扰问题，并提出了抗干扰措施。

针对发电厂中ＰＬＣ控制系统普遍存在的干扰问题，分析了ＰＬＣ控制系统干扰信号的来源，对发电厂中ＰＬＣ控制系统从隔离、电

源、输出端、安装与布线等几方面，提出了一些抗干扰措施，以此提高电力系统巾ＰＬＣ的抗干扰能力和可靠性。关键词：成因；干扰信号：抑制措施

１

ＰＬＣ控制系统干扰信号成因

ＰＬＣ作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控

制装置，因其本身的高可靠性，在自动控制领域中得到广泛应用。但ＰＬＣ控制系统本身也存在薄弱环节（在Ｉ／Ｏ端口），虽然该系统具有与现场可靠的隔离和端口之问的隔离以及端口输入、输出信号与总线信号之间的隔离，但由于ＰＬＣ的应用场合越来越广，应用环境越来越复杂，所受到的干扰也越来越多。发电厂的空间存在极强的电磁场，发电机电压高达数千伏，电流高达数百安甚至数千安，开关站的输出电压高达数十千伏或数百千伏。由于现场条件的限制（如设计原因或老设备的改造等），有时百米长的强电和ＰＬＣ的信号电缆不能有效分隔，甚至只能敷设在同一电缆沟或电缆桥架内，高电压、大电流接通和断开时产生的强电干扰，可能会在ＰＬＣ输入线上产生很强的感应电压和感应电流，足以使ＰＬＣ输入端的光电耦合器中的发光二极管发光，使光电耦合器的抗干扰作用失效，导致ＰＬＣ误动作、程序紊乱、装置死机等。干扰信号除了经ＰＬＣ的输入端侵入ＰＬＣ外，也可能经ＰＬＣ的电源侵入ＰＬＣ。同时，系统内部元器件及电路间也会相互产生电磁辐射，存在来自于ＰＬＣ系统内部的干扰。如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。各种形式的干扰，都可能使系统不能正常工作，因此研究ＰＬＣ控制系统干扰信号的来源、成因及抑制措施，对于提高ＰＬＣ控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。

２抑制措施

２．１隔离措施

在ＰＬＣ内部，用光电耦合器、输出模块中的小型继电器和光电可控硅等器件，来实现对外部开关量信号的隔离。ＰＬＣ的模拟量Ｉ／０模块一般也采取了光电耦合的隔离措施。这些器件除了能减少或消除外部干扰对系统的影响外，还可以保护ＣＰＵ模块，使之免受从外部窜入ＰＬＣ的高电压危害，因此一般没有必要在ＰＬＣ外部再设置干扰隔离器件。如果ＰＬＣ输入端的光电耦合器不能有效地抵抗干扰，可以用小型继电器来隔离发电厂中用长线引入ＰＬＣ输入端的开关量信号。光电耦合器中发光二极管的工作电流仅为毫安级，而小型继电器的线圈吸合电流为数十毫安，强电干扰信号通过电磁感应产生的能量一般不可能使隔离用的继电器吸合。有的系统需要使用外部信号的多对触点，例如一对触点用来给ＰＬＣ提供输入信号，一对触点用来给上位计算机提供开关量信号，一对触点用于指示灯，使用继电器转接输入信号既能提供多对触点，又实现了对强电干扰信号的隔离。ＰＬＣ来自开关柜内的输入信号和距离开关柜不远的输入信号，一般没有必要用继电器来隔离。为了提高抗干扰能

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力，ＰＬＣ的外部信号、ＰＬＣ和计算机之间的串行通信线路，也可以用光纤或带光电耦合器的通信接口隔离，在要求防火、防爆的环境中更适于采用这种方法。

２．２电源措施

电源是干扰侵入ＰＬＣ的主要途径之一。电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的，各种大功率用电、发电设备是主要的干扰源。如果ＰＬＣ使用交流电源，在干扰较强或对可靠性要求很高的场合，可以在ＰＬＣ的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器（见图１）。隔离变压器可以抑制窜入的外来干扰，提高抗高频共模干扰能力，但屏蔽层应可靠接地。

图１加接隔离变压器和低通滤波器的电源抗干扰措施

低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”。图１中的Ｌｌ和ＩＪ２用来抑制高频差模电压，ｋ和ＩＪ４是用等长的导线反向绕在同一磁环上，５０Ｈｚ的工频电流在磁环中产生的磁通互相抵消，磁环不会饱和。２根线中的共模干扰电流在磁环中产生的磁通是迭加的，共模干扰被ｋ和Ｌ４阻挡。图１中的Ｃ，和Ｃ：用来滤除共模干扰电压，Ｃ，用来滤除差模干扰电压。Ｒ是压敏电阻，其击穿电压略高于电源正常工作时的最高电压，平常相当于开路，遇尖峰干扰脉冲时被击穿，干扰电压被压敏电阻钳位，后者的端电压等于其击穿电压。高频干扰信号不是通过变压器的绕组耦合传递，而是通过初级、次级绕组之间的分布电容传递。在初级、次级绕组之间加绕屏蔽层，并将与铁心一起接地，可以减小绕组间的分布电容，提高抗高频干扰的能力，保证电源的可靠供电。

２．３

ＰＬＣ输出端措施

继电器输出模块的触点工作电压范围宽，导通压降小，与

晶体管型和双向可控硅型模块相比，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢。系统输出量变化不是很频繁时，一般选用继电器型输出模块。ＰＬＣ输出模块内的小型继电器的触点很小，断弧能力很差，不能直接用于发电厂的ＤＣ２２０Ｖ电路，必须用ＰＬＣ驱动外部继电器，用外部继电器的触点驱动ＤＣ２２０Ｖ的负载。断开直流电路要求较大的继电器触点，接通同

（下转第２５页）

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不称心时，认为是馆员的责任，从而引发纠纷或读者潜在满意度下降。

大声指责，读者会感到不快或反感，甚至一走了之。面带微笑并配以适当的手势等肢体语言，更能提高服务质量。比如读者询问某类书籍时，馆员借用手势语言指示书架存放的位置，就避免读者满书库找。所以，恰当的行为举止不仅能使自己工作愉快，还能感染读者，使读者产生愉快的心情。对阅读产生新的期待。

３提高高校图书馆管理员素质的方法

３．１强化自身素质，增强服务意识，提高服务水平，以高效、良好的服务来赢得读者的尊重

塑造良好形象以展示外在风采。用端庄的服饰展示图书馆员儒雅的风采，图书馆员作为一名与知识打交道的职业人，其着装应职业化。一身得体的职业装既能充分展现馆员的职业特点，又能显现馆员的精神风貌。中老年馆员着装则要显示自己成熟稳健的特点，既要与自己年龄相称，又要富有朝气。只有这样，馆员才能在展示个人风采的同时提升图书馆的品位。

用得体的语言架起与读者交流的桥梁。语言是人们表达思想、交流感情最直接的工具。在图书馆，语言当然也是提高读者工作质量不可忽视的一方面。得体的语言能使馆员和读者进行良好的交流与沟通，从而使自己的服务让读者更加满意。提升自己的专业形象。

①馆员要说普通话，并努力提高自己普通话水平。②语态要亲切、自然。同样一句话，用不同的语气来说给人的印象是不一样的。对读者说话要文明礼貌，表达上多采用商量式语气，千万不要盛气凌人、生硬粗鲁地与读者说话。图书馆员每天要接待很多读者，如果每一位馆员都能用诚挚的态度、亲切的语言和读者交流，势必能增强图书馆的吸引力，使更多的读者乐于来图书馆。要讲究语言的艺术。语言是－－Ｉ＇１艺术，合理运用这门艺术是提高读者工作服务质量的重要手段。

用文明的举止感染读者。语言虽然是最直接的沟通方式，

３．２学校要加强对图书馆管理员的人力资源管理

①在聘请管理员的时候，要经过严格的筛选，从工作经历

到学历等方面都关系到管理员素质的高低。②定期对图书馆管

理员进行测评考核，通过学生阀卷、工作情况，采取优胜劣汰的

竞争机制。③要建立奖惩制度对表现好的管理员奖励，表现不

好的进行处罚，从而提高管理员工作的积极性。

４结语

２１世纪是一个合作的时代，和谐的内涵应该是丰富的、发展的、有层次的。顺应时代的需要，高校图书馆馆员要学习印度图书馆学泰斗阮冈纳赞的图书馆五定律（书是为了用的；每个读者有其书：每本书有其读者；节约读者的时间：图书馆是一个生长着的有机体），打破单一的借阅格局的局限，创造特色的，充满智慧的服务，吸引读者，关爱读者，服务读者，提高读者的满意度，同时不断强化自身素质，增强服务意识，提高服务水平，从而赢得读者的信任和读者的尊重。参考文献：

［１］郭鸿昌．２１世纪大学图书馆发展战略研究田．新世纪图书馆，２００８（６）：

３＾，６．

但图书馆是一个舻静’有特别要求的场所，所以馆员的面部表

情、行为举止就显得至关重要，成为提高读者工作服务质量的突破口之一。微笑是一张最生动的名片，馆员如果面带微笑服

［２］刘光祖．我国公共法律图书馆发展战略刍议［Ｊ］．法律文献信息与研究，２０１０（４）：１７～１９．

［３］莫煊海．图书馆学理范式的转变与服务的转型研究啊．图书与情

报，２００９（３）：２０～２３．

务，就会让读者如坐春风，哪怕是读者违反了规章制度，你微笑

着去纠正，他会马上意识到错误并乐于改正。如果态度严厉或

［４］李金环．高校图书馆的发展及馆员素质能力的培养Ⅱ］．图书馆建

设，２００１（３）：３４．３６．

‘—‘卜。—‘卜。—’卜’—＋’。—。卜。＋。＋‘＋。＋—＋一＋—＋一＋ ＋－＋一＋一＋一＋一＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－—｝——－＋－－—卜＋－—＋一—＋—＋一—卜＋－＋－＋—＋—＋．＋．＋．＋．＋．＋—＋．＋．（上接第５９页）

屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的两根电缆，开关量、模拟量Ｉ／Ｏ线应尽量分开敷设，后者应采用屏蔽线。不同类型的线应分别装入不同的电缆管或电缆槽中，使其有尽可能大的空间距离。如果模拟量输入，输出信号距离ＰＬＣ较远，应采用４—２０ｍＡ的电流传输方式，不宜采用ＤＣ２４Ｖ电压传输方式。传送模拟信号的屏蔽线，其屏蔽层应一端接地，为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，其电阻应小于屏蔽层电阻的１／１０，并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线，或只考虑抑制低频干扰时，也可一端接地。不同的信号线最好不用问一个插接件转接，如必须用同一个插接件，要用备用端子或地线端子将其分隔开，以降低相互干扰。参考文献：

［１］胡江川．ＰＬＣ在机床电气控制中的应用分析［Ｊ］．黑龙江科技信息，２０１０（１９）．

［２］张利恒．ＰＬＣ系统在热力站控制中的应用分析［Ｊ］．黑龙江科技信息，２０１０（２０）．

一直流电路可用较小的触点。例如，某水电站用的某些ＤＣ２２０Ｖ电磁阀，内部有与其线圈串联的限位开关常闭触点，电磁阀线圈通电阀芯动作后，用阀内部的触点来断开电路。在这种情况下，可以选用触点较小的小型继电器来转接ＰＬＣ的输出信号，可以提高输出信号的可靠性。

２．４安装与布线措施

开关量信号（如按钮、限位开关、接近开关、行程开关、压力控制器等提供的信号）一般对信号电缆无严格要求，可选用一般的铜芯多股电缆，信号传输距离较远时，可选用屏蔽电缆或光纤。模拟信号（如油压力开关、流量开关等提供的信号）应选择屏蔽电缆。通信电缆要求可靠性高，有的通信电缆的信号频率很高，一般应选用ＰＬＣ生产厂家提供的专用电缆；在要求不高或信号频率较低时，也可以选用带屏蔽的双绞线电缆。ＰＬＣ应远离强干扰源，如大功率可控硅装置、高频大功率焊机和大型动力设备等。ＰＬＣ不能与高压电器安装在同一个开关柜内，若在柜内ＰＬＣ应远离动力线（二者之间的距离应大于２００ｍｍ）。与ＰＬＣ装在同一个开关柜内的电感性元件，如继电器、接触器的线圈，应并联ＲＣ消弧电路。ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ线与大功率动力线应分开走线，若要在同一线槽中布线，信号线应使用

［３］张俊锋，陈铭宇．电力智能监控系统的应用田．低压电器，２００７（１８）．作者简介：程兵，助理工程师，从事水电运行维护工作。

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广东科技２０１３４．第８期２５

探析如何提高电力系统中PLC的可靠性

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

程兵

贵州黔源电力引子渡发电厂,贵州安顺,550002广东科技

GuangDong Science & Technology2013,22(8)

参考文献(3条)

1.胡江川 PLC在机床电气控制中的应用分析 2010(19)2.张利恒 PLC系统在热力站控制中的应用分析 2010(20)3.张俊锋.陈铭宇 电力智能监控系统的应用 2007(18)

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