浅谈火电厂PLC控制系统远程I/O通信干扰的相关问题及措施

赵日臻

摘要：本文先在控制系统原通信介质电缆不适用和控制系统接地等基础上，对火电厂PLC控制系统远程I/O通信出现干扰的问题原因进行分析，并提出相对应的解决措施。

关键词：PLC控制系统；远程I/O；通信干扰

火电厂是当前生产电力资源的关键场所，我国国内的发电机构基本上都是火电厂。输煤系统是火电厂的重要构成部分，在输煤系统中主要使用了PLC系统，而在其运行过程中，远程I/O通信会存在干扰问题，这对输煤系统的运行形成阻碍，同时也对整个火电厂的生产与运行形成了很大的影响。要想保障输煤系统的正常运行，需要先分析出远程I/O通信干扰的原因，然后在产生原因的基础上执行相应的解决措施，以此确保火电厂的正常运行。

一、火电厂PLC控制系统远程I/O通信干扰的原因

（一）控制系统原通信介质电缆不适用

在有些火电厂在控制主站与各个分站之间使用了同轴电缆，在长距离的复杂电磁环境中，尤其是同轴电缆与动力电缆若是铺设在同一个电缆桥架上的时候，如果电缆的整体质量存在问题，则就很容易产生电磁干扰，进而导致远程I/O通信出现失误。或者是现场很多设备都使用变频性质的驱动，这其中的变频渠道回路若是没有依据相关的要求设计滤波电抗器，则就会在运行中形成奇次谐波，进而对远程I/O通信形成一定程度的干扰。

（二） 控制系统接地原因

依据设计和安装上的规范，PLC输煤程控系统在设计的时候需要单独接地，这样可以防止电气系统的各种影响会经过接地线传入到PLC中。因为控制系统在初始施工与投入运行之后对控制系统接地不够注重，各个远程分站使用了就近接地的方式，这样就会致使控制系统各个远程分站的接地形成电位差，进而对控制系统形成了一定的干扰。

（三）远程I/O分支器位置不科学

为了能够预防信号辐射导致的干扰，分支器的安装需要和柜体间隔一定的距离，并且使用在安装过程中要使用专门的金属屏蔽盒。但是在实际安装过程中，分支器都安装在各个远程站PLC柜中，并且没有使用专门的屏蔽措施，这样也容易导致I/O通信被干扰。除此之外还有分支器到各个远程分站的同轴电缆长度不规范。如果太短会让信号在分支器中形成反射，进而在分站适配器中形成误差；若是太长则会导致信息较弱，这样也会导致信息的误差现象出现。在远程I/O通信的开端和结尾部分需要装置终端电阻，这样才能吸收尾端信息多余的能量，以此来预防信息的反射，但是有些火电厂的控制系统中并没有依据相关要求进行装置。

（四）电源的干扰？

PLC输煤系统的供电电源一般均由电网供电。这其中电网内在的变化，刀开关操作产生的浪涌、较大型电力设备起动停止、交直流传动装置造成的谐波、电网短路或放电引起的暂态冲击等，很多途径送电线路引入到电源一次侧。以上原因极有可能引起错误程序或错误运算，造成错误输入输出，从而引起设备失去控制和误动作，不能保证PLC输煤系统的稳定运行。

二、防止火电厂PLC控制系统远程I/O通信干扰的措施

由于远程I/O连接的是设备层，并且PLC与远程站之间信息传输是在一定时间段中完成的，所以不管是任何干扰都会导致输出与输入设备出现问题，影响其状态与动作指令没有办法得到正确有效的传输与执行，这样就会导致系统出现失误，甚至于发生事故。因此，在火电厂运行过程中，必须要对PLC控制系统远程I/O通信出现干扰的原因进行分析，这样才能够做好针对的解决措施。

（一）使用合适的电缆

在铺设电缆的时候，需要使用通信光缆替代原来的同轴电缆，并且依据相关的规范进行正确的敷设。在一些电磁干扰影响较为严重的地方，通信介质必须要设置金属管，电缆沟与桥架中的一二次线要进行隔离处理，通过这种方式解决试运行使其远程分站通信干扰问题。除此之外还要在变频器输出端设置滤波电抗器。在对变频器进行安装的时候，其设置的位置要尽可能的远离PLC系统各个远程分站。特别是一些供油泵变频调速系统，需要移出远程分站的控制室，以此方式来彻底解决变频器对PLC系统通信形成的干扰。

（二）规范PLC控制系统的接地

将PLC输煤程控系统进行单独接地是十分重要的，把PLC主站与其他相关的远程分站分别与同个接地体连接，使用一定规格的接地线，其中的接地点要在PLC主站的侧面。在此过程中，接地线要尽可能避开输煤系统强回电与主回路电线，这样可以在根本上解决通信干扰问题。在这过程中还需要对PLC控制系统的设备和信息电缆屏蔽层接地进行合理的规范，其中屏蔽层需要使用单端接地的方式，并且控制与信号电缆备用线的一边也需要进行接地，这样可以加强屏蔽的作用，预防芯线之间的信息相互影响，同时也可以预防外部的干扰问题出现。

（三）规范电缆终端接头的制作

依据设备的装置规范，同轴电缆与处理器、分支器以及适配器之间都需要安装专用终端接头，其中接头的数量比较多。终端接头质量对整个系统通行有着直接的影响，若是其中一个位置的电缆接头质量没有达到标准，则就会对整个系统的通信形成一定的影响，进而导致通信信号出现失误，或者是通信中断的现象。因此，为了防止因为电缆终端接头质量而形成的干扰问题，在敷设电缆与连接各个处理器与分支器的时候 ，需要保障终端接头的质量，将质量符合标准的接头运用到其中，以此来保障通信的正常传输，保障信息的准确无误，进而确保火电厂控制系统的正常运行。除此之外，一些手机或者是对讲机会形成干扰，所以在火电厂运行的时候要尽量远离输煤程控系统。

（四）电源干扰的抑制？

现在PLC控制系统的供电电源，绝大部分都采用具有较好隔离性能的电源，而变送器以及和PLC系统有直接電气连接的仪表供电电源，并没获得较高重视、隔离性能不高。即使应用了一定的隔离措施，但一般还是不够，主要原因是采用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力不高，再经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以对于变送器和共用信号仪表供电应选择具有小分布电容小、大抑制带（例如多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少PLC控制系统的干扰。另外，为保证电网馈电不间断，可采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的安全可靠性。并且UPS不间断供电电源还具有很强的干扰隔离性能，非常适合为PLC控制系统供电。

结束语：

PLC控制系统已经在各个行业中得到了广泛应用，其良好的通用性、简单的操作性和维护性以及强大的可靠性在工业控制方面能够起到很大的作用。虽然PLC控制系统本身的可靠性就很强，但如果工作环境非常差，强电场、强磁场等会对PLC控制系统造成严重的干扰，导致系统无法正常工作。PLC控制系统存在的干扰原因有很多，其中基本是因为施工初期没有依据规范进行，没有使用适当的电缆、没有选用质量好的终端接头或者是控制系统的接地问题等，这些都会导致干扰问题出现。因此，在施工设计时需要对这些问题进行避免，以此保障火电厂的正常运行。

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