PDF《在火电厂应用| II存在的同题&稿范措施》

P l L C 控潮蔡统 在火电厂应用| I I 存在的同题&稿范措施 孙琳雅 ( 陕西秦岭发电有限公司, 陕西 华阴

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0 6 )

0 引言 随着计算机和网络通讯技术的发展 , P L C ( P r o ― g r a m ma b l e L o g i c C o n t ml l e r 一 可编程逻辑控制器 ) 以其强大的功能和高度的可靠性在火电厂控制系统 中获得 了广泛的应用 ,它的可靠性关系到火电厂各 大系统的安全运行 ,甚至影响到机组和电网运行的 安全性和经济性.

随着使用年限的增加 , 在机组运行 期间所发生的各类事故中, 因P L C 系统故障引起 的机 组事故已占一定的比例 , 因此P L C 控制系统故障及其 防范便成为 目前需要思考和解决的问题.

1 存在问题 发电站的环境空间存在极强的电磁场 ,发电机 的电压高达数千伏 、 电流高达数百安 , 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 ,有时某段数百米长的强电电缆和信号线不能有 效的分开, 甚至只能在同一电缆沟内. 这样 , 高电压 、 大电流接通和通断时产生的强电干扰可能会在P L C 输入线上产生感应电压和感应电流 ,这种干扰轻则 会造成测量数据显示不准 ,重则足以使P L C 的光电 耦合器中的发光二极管发光 , 导致P L C 产生误动作 . 这种现象在现场经常发生 , 如:陕西金泰氯碱化工 自备电站为3 x

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0 t / h +

2 x

2 5 M W火电机组 , 其中输煤系 统、化学水处理系统 、 水源井系统均应用了带有上位 机的P L C 控制系统 , 而在锅炉吹灰系统 、 除灰 、 静电除尘 、 磨煤机稀油站 、 汽机胶球清洗系统等应用了小 型P L C 控制系统. 输煤P L C 程控系统 , 曾多次 出现2 号A皮带白启动 , 检查发现其输入 、 输 出回路各有高达

5 7 V 的感应电压 ,使其输入光电隔离器 ( D C

2 4 V 驱动)动作 , 致使接触器吸合将2 号A 皮带启动.随后该 电站采取了抗干扰措施 , 在负载两端并接 了R C 涌浪 吸收器 , 到目前为止再未发生过类似现象.

2 防范措施

2 .

1 防止干扰的措施 P L C 内部用光电耦合器 、小型继电器和光 电可 控硅等器件来实现开关量信号的隔离 , P L C 的模 拟 量模块一般也采取 了光 电耦合器隔离措施.这些措 施不仅能减少或消除外部干扰对系统的影响,还可 以保护C P U 模块 , 使之免受外部来的高电压的危害 , 因此一般 没有必要 在P L C ~ ~ I " 部再设置 干扰 隔离器 件.但如果P L C 内部的隔离措施不能有效地抵抗干 扰,对于开关量信号通常在其输入、 输出回路外加 中 间继电器来隔离干扰信号. 另外 , P L C 输 出模块内部 的小型继 电器 的触点容量较小 , 不 能驱动电流较大 的负载, 需用 中间继电器 , 另外还可以采用以下几种 措施 , 有效的防止干扰. (

1 ) 防止输入信号干扰 当信号输入端有感性负载时,为了防止信号变 收稿 日期:

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2 O 作者简介: 孙琳雅 (

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6 8 一),女,陕西华县人 ,

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9 2 年陕西工学 院电气技术学院毕业 , 工程师 , 现任 秦岭发 电有 限责任公 司D c s 专工 . 技术交流与应 用一Jl∞HuJl0Llc、,c、,乏oYoNG维普资讯 http://www.cqvip.com 化时感应电势损坏输入模块 ,应在信号输入端进行 必要 的处理 .对 于交流输入信号应并接 电容c 和电 阻R , 电容c 和电阻R 的选择要适当, 一般参数容量应 为:负荷容量如在

1 0 V A 以下时 , 可选用0 .

1 I x F +

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0 Q;

负荷容量如在

1 0 V A 以上时 , 选用0 .

4 7 I x F +

4 7 n. 对于直流输入信号 , 应并接续 流二极管. 如果与输 入信号并接 的电感性 负荷大 , R C 滤波效果不好 , 可 使用中问继电器隔离缓 冲, 这样效果更好. (

2 )防止感应电压 感应电压主要是通过输入信号线之间以及输入 信号与其它线路之间的电气耦合产生 的.应尽量避 免输人信号线与电源线平行走线 . 在长距离配线 和大电流的场合 , 其感应 电压大 , 可用继 电器转换 ;

也可在输入端并接涌浪吸收器 ;

如果可能的话 , 可在 感应电压大的场合改变交流输人为直流输入. (

3 ) 防止输出信号干扰 当输 出模块驱动感性负载时 ,输出信号 电平 由OFF变成O NU , - J " 产生突变 电流 , 由O N 变成O F F 时产生 反向感应电势.另外 ,大电流电磁接触器的触点动 作时会产生电弧, 这些都可能对P L C 系统产生干扰 . 对于直流负载场合 ,可在负载的两端并接续流 二极管 , 二极管也要靠近负载 , 二极管的反向耐压应 是负载电压 的4 倍 .续流二极管与开关二极管相 比, 动作有延时, 如果这个延时是不允许 的, 则可在负载 的两端并接R C 涌浪吸收器. 对于交流感性负载的场合 ,在负载的两端并接 R C 涌浪吸收器.如果是交流1

0 0 V、

2 0

0 V电压而功 率为4

0 0 V A 左右时 , R C 涌浪吸收器 的电容和电阻应 选用0 .

4 7 I x F +

4 7 n.R C 涌浪吸收器越靠近负载 , 其 抗干扰效果越好. 对于交流接触器触点在开、 闭时 产生的电弧干扰 , 可在触点的两端连接R C 涌浪吸收 器电路 , 效果较好. 在开 、 关时产生干扰较大的场合 , 对于交流负载可改用双向晶闸管输 出模块或选用带 有涌浪吸收电路 的输出模块. (

4 )防止外部配线干扰 交流输入、 输 出信号与直流输人 、 输出信号不要 使用同一根 电缆 ;

在3

0 I

1 3 以上的长距离配线 时,输入信号线和输出信号线应分别使用各 自的电缆 ;

输入、 输出信号线与高电压 、 大电流 的动力线应分开配 线;

控制器的接地线与电源线或动力线应分开 ;

对于

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0 m 以上 的长距离配线 , 最好用中间继 电器转换 ;

集成电路或晶体管设备的输入、 输 出信号线 , 必须使 用屏蔽 电缆 , 屏蔽层在输入 、 输 出侧悬空 , 而在控制 器侧接地.

2 .

2 优化 电源系统 P L C 系统的供电电源是P L C 可靠工作的重要保 障, 为了尽量避免因电源故障引起P L C 系统失控 , 各 个制造厂家对电源部分十分重视 .P L C 控制系统常 用的供电方式有三种 :一是使用隔离变压器的供电 系统 ,二是使用U P S 供 电系统 ,三是双电源供电系 统. 其接线方式各有不同 , 但是在实际应用 中仍存在 许多隐患.如某 电厂燃运程控 系统 中的P L C 供电电 源采用了双电源供 电方式 ,曾因主电源故障时备用 电源没有 自动投上 , 致使整个P L C 系统失电 , 使燃运 上煤处于瘫痪状态. 检查发现 : 事故是 由于施工时的 失误 , 将两路电源引 自同一变压器所致 , 将两路电源 重新改接后恢复正常. 电源系统对P L C 整个控 制系统来讲至关重要 , 所以,应及时对技改项 目进行整改 ,并加强技术管 理 ,以确保供电的可靠性 .可 以采用的抗电源干扰 措施如下 : (

1 ) 将电缆屏蔽层良 好接地,以抑制电网中的干 扰信号 ;

二次接线使用双绞线 , 以减少电源问的干扰. (

2 ) 使用电源滤波器时 ,要选好电源滤波器的 频率范围较困难 ,常用的办法是电源滤波器和隔离 变压器同时使用 , 并且要先滤波后隔离. 连接时将电 源滤波器接人 电源 ,然后接隔离变压器 ,再连至 P L C 控制器上 .同时隔离变压器的一次、 二次连接线 也要用双绞线 , 如图l 所示 . 双绞线 双绞线 图1 滤波器和隔离变压器同时使用 (

3 ) 分离供 电系统 : 将主控制器、 I /

0 通道和其他 设备的供电分离开来 , 也有助于抗电网干扰 , 如图2 、 图3 所示 . 供 电电 源 隔离变 压器 图2 隔离变压器供 电技术交流与应用维普资讯 http://www.cqvip.com 图3 UP S 供电系统

2 .

3 可靠的接地 P L C 系统严格 可靠接地的 目的是为 了保证系统 正常 、 稳定 、 可靠地运行和保证人身及设 备的安全 . 在控制工程的设计 、 安装和调试过程 中, 有时往往忽 视系统接地的可靠处理 .如某 电厂 的化学水处理 P L C 控制系统 曾在一阵雷雨天气过程 中,发现所有 的液位显示瞬间同时不正常 , 但P L C 系统运行正常. 雨后检查发现有一块模拟量输入模块被烧坏 ,此模 块上接了室外5 个液位池的液位量 ,而测量这5 个液 位信号均正常. 在系统设计正确、实验室模拟调试成功的情况 下,现场安装调试过程中经常出问题 , 有时很难找出 原因. 这时 , 就要检查一下P L C 控制系统的接地是否 正确、良好.控制器和控制柜盘与大地之间存在着 电位差 , 正确 、 良好的接地可以减小此电位差和由此 电位差引起 的干扰电流.混入电源和输入 、输 出电 路的干扰信号 , 可通过接地线引入大地 , 从而减小干 扰的影响.正确 、良好的接地可以有效地防止干扰 信号造成的误动作.接地时应特别注意以下几点 : (

1 ) P L C 应单独接地 , 严禁多个设 备串联接地 , 也不能用水管 、 避雷线 、 动力设备的地线接地 , 更应 避免与电动机 、 变压器等动力设备串联接地.P L C 控 制系统的接地形式见 图4 . 甲甲蹬(a)独立接地 ( b ) 串联接地 图4PLC控 制 系统 的接 地形式(2)接地点应尽量靠近控制器 ,接地点与控制 器之间的距离不得大于5

0 m. (

3 )不允许 同一根电缆屏蔽层在两端都接地. (

4 )接地线应尽量避开强电回路和主回路的电 线 ,不能避开时应垂直相交 ,尽量缩短平行走线长 度.3结语提高P L C应用 的可靠性 ,不仅需要重视P L C 本 身的软、 硬件 的安全 分析 , 而且必须重视与之关联 的控制系统的安全眭分析 , 特别是加强管理 , 规范检 修工艺更为重要 , 只有这样 , 才能使P L C 控制系统在 现场得到更好的应用. ( 责任编辑 韩 小宁) Pr o b l e m s i n Ap p l i c a t i o n o f PLC Co n t r o l S y s t e m i n Th e r m a l Pl a n t s a n d Pr e v e n t i v e M e t h o d s Th e r e o f S UN L i n . v a ( S h a a n x i Q i n l i n g P o w e r G e n e r a t i o n C o . L t d . , Hu a y i n

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0 6 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h e p r o b l e ms e x i s t i n g i n a p p l i c a t i o n o f P LC c o n t r o l s y s t e m i n t h e r ma l p l a n t s h a v e b e e n a n a l y z e d a n d d i s c u s s e d ,a n d t h e c o u n t e r m e a s u r e s f o r e l e c t r o ma g n e t i c i n t e r f e r e n c e b e i n g d e s c r i b e d i n d e t a i l s . T h e s t a b l e o p e r a t i o n o f P L C c o n t r o l s y s t e m c a n b e e n ― s u r e d t h r o u g h o p t i mi z a t i o n o f p o we r s u p p l y i n g s y s t e m a n d s t r e n g t h e n i n g t h e r e l i a b i l i t y o f g r o u n d i n g f or P L C s y s t e m. Ke y wo r d s : P L C ;

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