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火电厂输煤程控系统的抗干扰措施

1 前言

  作为一种应用于工业控制的自动装置,PLC本身具有一定抗干扰能力,比较适应工业现场环境。尽管如此,由于火电厂输煤系统运行条件恶劣,各类干扰信号较多,使得抗干扰问题成为输煤程控设计、调试及运行中的一大难题。许多电厂输煤程控系统不能长期稳定运行,抗干扰能力差是其最主要的原因。

  一般来说,PLC系统故障可分为内部故障和外部故障两在类,内部故障指PLC本身的故障,外部故障指系统与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构等部分的故障。PLC系统的故障分布情况如图1所示:

  由图可知,系统中只有5%的故障发生在PLC内部,说明PLC的可靠性远远高于外部设备,提高系统可靠性的重点应放在外部设备方面。因此笔者从硬件和软件两方面考虑,对外部设备综合运用以下几种抗干扰措施,在实际运行中收到了良好效果。

2 抗干扰措施分析

  (一)硬件措施

  1.信号隔离

  目前在电厂输煤程控系统中,现场设备与I/O模块之间的开关量信号是否需经继电器隔离,一直是设计中争论的焦点。有观点认为不需经继电器隔离,可将现场信号直接送到I/O模块,理由是I/O模块本身具有一定抗干扰能力,模块内的光电隔离器使信号在其内部、外部电路上完全隔离,再加上阻容滤波电路,便可有效防止干扰的侵入。同时,由于省去了中间继电器,系统接线简化,系统故障点也随之减少。笔者通过对输煤系统外部环境、PLC装置内部电路的分析以及实地运用考察,认为悯管PLC自身有良好的抗干扰性能,但用于输煤控制时采用继电器隔离仍十分必要,理由如下:

  1)现场设备至PLC输入模块间的信号电缆较长,阻抗较大,电缆间的分布式电容充放电效应使信号电缆上产生干扰信号,加之输入模块的输入阴抗大(内阻约2.5K欧)动作功率小(小于0.5W)因此输煤系统中干扰信号易使输入模块误动作。采用继电器隔离后,继电器动作功率较大(大于1W)而现场干扰信号仅有足够的电压而没有足够的电流,难以使继电器动作,从而有效解决了输入回路的抗干扰问题。

  2)继电器与PLC输入模块相比,耐过电压、地电流冲击的能力较强,可避免引入过压、过流信号而损坏PLC模块。迄今为为止,国内已有多个电厂输煤程控系统在运行和调试过程中有过这方面的教训。对于输出模块,采用继电器隔离增加了输出接点容量,可将继电器接点方便地接入设备控制回路中。

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