摘要：主要论述了PLC控制系统的发展方向、应用领域，以及PLC系统自身的一些特点，并重点论述了其在安装、使用过程中的注意事项和对系统、设备、环境的要求、标准。分析了PLC在实际使用过程中出现的一些常见问题，为PLC系统今后的应用和普及总结出经验和方法。
关键词：PLC；抗干扰；布线；接地；控制系统；开关量；模拟量
引言：改革开放以后，我国开始不断加强对火力发电效率的重视。为了确保电能能够正常运输至千家万户，逐渐开始在发电领域使用PLC技术，PLC技术可以让火力发电进行系统控制、自动化管理，从而有效提高了电能输送效率，推进了我国发电行业的顺利发展。
1、PLC的含义及应用特点
1.1 PLC的含义及组成
PLC 全名叫做可编程逻辑控制器，是一种采用一类可编程的储存器，用于其内部储存程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入、输出控制各种类型的机械或生产设备。火力发电厂一样属于工业生产行业，有效的把PLC引入其中，可以根据实际情况，编写相应的控制程序，让发电厂的管理更加自动化、系统化，保证电能正常运输的前提下，有效的促进了火力发电厂的发展。
1.2 PLC的应用特点
首先，PLC具有完善的功能和很强的适用性。随着科技的不断发展，PLC可控技术也在不断完善，并且可以使用在很多工业生产领域。PLC具有强大的数据计算能力，一台小型的PLC具有很多个编程元件，可以实现各种非常复杂的控制功能，比如：温度控制、位置控制等。同时也有很强的适用性，PLC主要采用简单的梯形图形、逻辑图和语句进行编程，操作简单方便，便于调试人员根据情况对程序进行修改。
其次，PLC具有很高的可靠性和强干扰能力。在工业生产中对电气设备正常运行的抗干扰能力是非常严格的，而PLC采取了一系列硬件和软件的抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，从而保证了运行系统的高可靠性。同时PLC用软件逐渐开始代替了大量的硬件（中间继电器和时间继电器），仅剩下了少量硬件元件，因为出点触电的减少，可以在数万个小时内不会出现故障。
最后，PLC系统设计、安装、调试工作量少，还有维修方便的特点。由于PLC的软件功能取代了很多硬件元件，减少了大量的外部接线，从而让安装和调试工作的工作量大大减少。PLC的梯形图形程序一般采用顺序空时设计方法来设计，具有规律性且容易掌握，就复杂控制系统而言，提升了工作效率。PLC的故障率很低，且有完善的自我诊断功能和显示功能，当发生故障时，可以根据PLC上的编程器或发光二极管提供故障的原因，方便维修故障和优化改造工作。
2、PLC应用中需要注意的问题
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产 环境 过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，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控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗 干扰性能。因此在使用中应注意以下问题。
2.1 工作环境
（1）温度：PLC要求环境温度在0～55℃，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）震动：应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~ 55 Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶。
（4）空气：避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控制室或控制柜中。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一定的抵制能力。在 可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏 蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都由直流 24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC 接收到错误信息。
2.2 控制系统中干扰及其来源
现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一。
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（1）干扰源及一般分类
影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化 的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，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，直接影 响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统l／O模件损坏率较高 的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号问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，直接影响测量与控制精度。
（2）PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰：PIC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是 电网内部的变化，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：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。来自信号线引入的干扰：与PLC 控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，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，这往往被忽视；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，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I／O信号工作异常和测量精度大大降低，严重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，反而会引入严重的干扰信号，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。
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。
3、防范干扰措施和方法
3.1 电源的合理运用和抑制电网引入干扰
根据我国电厂的发展情况，最有效的抑制单位干扰的手段就是，安装一台带屏蔽层的变化为1：1的隔离变压器，减少设备与地之间的干扰，还可以把电源输入端接LC滤波电路，来防止电源对PLC工作的影响。
3.2 正确选择接地点，完善接地系统
正确的选择接地点是保证PLC正常工作的前提，避免电压冲击危害，主要目的是为了安全和抗干扰。如果接地系统不完善，会因电位不均产生地电位差形成环路电流，影响设备正常工作；同时还要注意屏蔽层、接地线和大地之间也会经常产生感应电流，对设备造成干扰。例如：电缆屏蔽层有一段必须接地，如果两端都接地了就会产生电位差，有电流流过屏蔽层，当打雷下雨时，电流更大，对设备数据储存和运算干扰也就越大。
3.3 对变频器干扰的抑制
对变频器干扰的抑制主要有三种方法：第一，对于电源传导干扰，加隔离变压器可以有效的把大部分传导干扰信号阻隔在外；第二，因为滤波器具有很强的抗干扰能力，还能防止设备本身的干扰传导给电源，同时对电压有吸收能力；第三，使用输出电抗器，在变频器和电动机之间增加输出电抗器，减少变频器输出过程中产生电磁辐射，让设备正常运行。
4、结语
由于PLC技术的干扰是一个复杂的问题，所以在火力发电厂中对 PLC的使用中，就要提前做好对干扰源的防范措施，让PLC系统能够正常运行，保证电能安全顺利的输送到百姓家庭中，促使我国电力行业朝着工业自动化的方向稳步前进。
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论文作者:姜永利
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：干扰论文; 电网论文; 系统论文; 信号论文; 控制系统论文; 电源论文; 抗干扰论文; 《基层建设》2018年第23期论文;