浅论轧钢生产线PLC控制系统的抗干扰问题

乔鹏*



浅论轧钢生产线PLC控制系统的抗干扰问题

乔鹏*

（唐山中厚板材有限公司，河北唐山，063000）

随着现代信息科技的不断发展，各种自动化技术逐渐应用于各个行业中，其中轧钢生产也逐渐采用自动化控制系统，通过利用可编程逻辑控制器PLC和尚未机软件实现生产加工工艺控制。PLC控制系统是否稳定直接关系着该自动化系统的稳定运行。但是在实际应用中，PLC系统常常会受到外界因素的干扰，导致系统运行出现一定的影响，为此，需要做好抗干扰措施，保证自动控制系统的稳定运行。

轧钢生产；PLC控制系统；抗干扰

引言

在轧钢生产自动控制系统运行中，干扰问题会严重影响控制系统的稳定运行，为此，应当在系统的设计中采取有效的抗干扰措施，提高系统看干扰能力，提高产品使用性能，保证系统的稳定运行，进而生产出高质量的产品。同时还要根据系统的运行情况和轧钢生产线实际情况进行适当的调整，在后期不断完善抗干扰方法。

1 PLC系统干扰来源

1.1 信号线引入的干扰

各类信号传输线在和PLC控制系统连接使用中会出现一定的电磁干扰，导致信号的传输出现一定的问题，UO信号的工作和精度都都会受到不良影响，甚至可能损伤元器件。乳沟系统的隔离性能差，那么各导线之间也可能存在彼此干扰的问题，导致系统总线发生回流，进而对逻辑数据产生影响，最终导致系统出现误差甚至死机问题。在自动化控制系统中，信号线导致的系统运行不稳定或者元器件损坏的问题比较常见，所以在设计中应当重点做好接线设计和施工。

1.2 来自电源的干扰

电源在PLC控制系统中占据着非常重要的位置。电网通过PLC系统的CPU、I/O等电源、变电器供电电源、与系统电气直接相连的仪表电源等窜入控制系统中，干扰系统的正常运行。在轧钢生产中，符合电流冲击性较大，尤其是在前期有精炼炉的施工工艺阶段通过电源产生的干扰对整个系统和电网的运行都有着较大影响，同时电网内部开关有着较大的浪涌电压，在设备起订、电网短路等情况下都会出现电网谐波，进而严重干扰PLC系统的运行。

1.3 空间电磁辐射干扰

轧钢生产系统通常采用35kV作为动力进线，工厂多采用10kV和400kV作为供配电系统，电动机多采用变频控制措施，其输出通常采用开关器件为IGBT等，能够实现能量输出，同时也会发生辐射干扰，对周边电器的正常运作产生不良影响。这些电磁辐射不但能够干扰PLC内部电路，还能够干扰PLC网络通信。

2 抑制干扰的措施

为了保证轧钢生产的顺利进行，应当提高PLC控制系统的抗干扰能力，提高系统运行稳定性，构建良好的系统运行环境。本文将从电源、电缆、软硬件、接地等方面分析预防干扰的办法。

2.1 选择自带隔离功能的电源

为了避免外部供电网络的干扰信号对PLC系统产生干扰，在选择电源过程中可以选择具有弱电隔离模块功能的电源，可以采用UPS供电电源，该电源的干扰隔离能力非常强，同时其有着非常强的功能能力，所以其成为PLC供电系统中常用的供电电源。

2.2 选择合适的电缆

避免电缆对系统产生干扰可以合理选择电缆类型，按照信号的不同设置不同的传输电缆，并按照传输信号种类的不同分层辐射信号电缆，把电缆进行分层敷设，分开微弱信号电路和易产生噪音的污染电路，敷设中保证两者有一定距离，将交流线、直流稳压电源线数字信号线、模拟信号线和感性负载驱动线等区别开，通过加长间距的方式将相互之间的噪声影响降低。

2.3 提高硬件滤波和软件抗干扰能力

为避免接入PLC装置的信号线带有干扰信号，需要在装置信号回路中设计硬件滤波回路，在信号线与地之间加装电容可以抑制共模干扰，在两级信号线之间加装有源滤波器可以抑制差模干扰。这些硬件抗干扰措施的采用将在很大程度上降低干扰信号的强度，但是并不能彻底的消除干扰，这就需要在系统软件设计时候增加一些抗干扰功能的程序，作为硬件滤波的补充，其中工频采样和数字滤波可以消除干扰信号中的周期分量；动态零点通过定时对参考点电位进行校对来实现限制电位漂移；信息冗余通过设置软件跳转结构和标志位来阻隔干扰，这些软件抗干扰措施的应用对硬件抗干扰形成了有效的补充。

2.4 采用规范的接地系统

从设计阶段就好严格做好接地系统的设计，对于接地系统这一隐蔽工程的设计要严格遵守国家相关规定。在轧钢生产线PLC控制系统接地工程中通常会选择直接接地。分布电容和滤波会对PLC控制系统产生较大干扰，而通过接地处理器交换频率能够控制在1 MHz以内，为此，一点接地是PLC控制系统接地的最佳方式。PLC装置分布的部位不同那么其接地线汇集的中心也有所不同，可以采用隔离装置的措施进行控制，将串联接地铜排放置在距离较近的区域，通过铜排汇集附近装置接地线后再将其引入到其他各个接地区域。PLC控制系统应选择单独的接地极，决不能于强电系统共用一个接地极，并保持接地极距离建筑物10-15m同时接地电阻应该小于2欧姆。信号源的接地应该PLC装置侧进行屏蔽接地，如果遇到信号线有接头或者多条信号线汇集时，应该将屏蔽线按规定连接后进行绝缘处理，决不允许出现多点接地的现象，只能将所有信号线的屏蔽层汇集到适当的接地点后进行单点接地处理。

3 结束语

干扰问题一直是影响轧钢自动化生产线的常见问题，广大现场维护人员对此也一直处于研究之中，为了避免在轧钢生产过程中不断更换设备改善负荷条件，应当提高系统抗干扰能力，做好干扰问题的预防。为此，设计工作者需要从供电电源、电缆、接地等多方面考虑造成干扰的因素，并且合理设计，提高系统抗干扰能力，尽量消除干扰源。当前轧钢生产线PLC控制系统抗干扰问题的研究已经取得了一定的成绩，但是未来发展中需要相关工作者进一步深入研究，找到更简便的抗干扰办法，从而保证我国轧钢自动化生产的进一步发展。

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Discussion on Anti-interference of PLC Control System in Rolling Production Line

QIAO Peng*

(Tangshan medium and heavy Plate Co., Ltd., Hebei Tangshan, 063000, China)

with the continuous development of modern information technology, various automation technologies are gradually applied in various industries, in which steel rolling production also gradually adopts automatic control system. The stable operation of the automatic system is directly related to the stability of the process control system by using the programmable logic controller (PLC) and the non-machine software. However, in practical application, PLC system is often disturbed by external factors, which leads to some influence on system operation. Therefore, anti-interference measures should be done to ensure the stable operation of automatic control system.

PLC control system for steel rolling production; Anti-interference

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2018.01.051

TP273

A

1672-9129(2018)01-0128-02

乔鹏. 浅论轧钢生产线PLC控制系统的抗干扰问题[J]. 数码设计, 2018, 7(1): 128-128.

QIAO Peng. Discussion on Anti-interference of PLC Control System in Rolling Production Line[J]. Peak Data Science, 2018, 7(1): 128-128.

2017-10-25；

2017-12-03。

乔鹏（1985-）男，河北唐山，工程师，本科，研究方向：电气工程及其自动化专业。E-mail: 2155437993@qq.com