基于轧钢产线PLC控制系统干扰问题的研究

陈鹏

摘  要：现阶段各行各业都在积极进行智能化和自动化建设，越来越多的自动化控制技术被应用到工业生产之中。钢铁产业作为国民经济产业的基础和关键，更需要强化在自动化和智能化方面的建设，通过自动化控制技术来促进生产效率和生产质量的提升。在现阶段轧钢产线中都会通过PLC控制系统来实现对整个生产过程的自动化控制，但是PLC控制系统在投入使用中也会因为某些因素影响而出现干扰问题，这就会严重影响轧钢生产的效率和质量。基于此文章就分析了甲方产线中，影响PLC控制系统的相关干扰因素并提出了相应的抗干扰措施，以期促进PLC控制系统运行稳定性和安全性的提升，。

关键词：轧钢生产线;PLC;控制系统;抗干扰问题;对策

引 言

在具体的轧钢生产中，如果干扰因素对PLC控制系统所产生的影响较大，就会严重影响控制过程的开展和信息指令传输的准确性和及时性，进而导致质量问题、安全事故等的出现。所以在轧钢生产中，需要通过应用合理科学的抗干扰措施，来进一步促进PLC系统抗干扰能力的提升，降低干扰因素的影响，为轧钢生产效率和质量的提升提供有效保障。

1PLC概述以及在轧钢生产中的应用

PLC也就是可编程逻辑控制器，其是专门用于工业控制的一种电子操作系统。在PLC应用过程中，可以利用其内部存储来完成对相关指令的控制、运算和储存，这样就可以实现对相关工业生产设备和环节的有效控制。在轧钢生产控制中，PLC系统属于具备数据协议的结构模式，通过该结构模式就可以实现对整个牙膏生产的远程控制，系统在运行中会自动完成对相关信息的分析、处理和输出，这样就能够完成对相关扎钢生产设备的实时监测，然后再通过后台操作，就可以及时帮助操作人员掌握整个生产线的工作情况，明确各相关设备的运行参数和运行状态，这样在某设备设施出现运行异常时，PLC系统就会迅速做出故障指令，提醒操作人员注意，有效实现了在整个轧钢生产以及故障监听处理过程的自动化控制，通过数据电缆和PLC控制装备就可以代替以往扎钢生产中所用的各种软硬件设备，不仅缩减了控制成本，并且大大促进了控制效率的提升。因此在当下轧钢生产中，PLC控制系统所发挥的作用是极其重要的。但是，为了更好保证标的控制系统作用和功能的实现，必须做好相关抗干扰措施，为PLC控制系统的运行营造一个更加良好的环境和条件[1]。

2 PLC控制系统干扰的来源

2.1电源的干扰

PLC自动控制系统中，会使用到各种各样的电源，比如变电器电源、CPU电源等等，这些电源就会对PLC控制系统带来干扰影响。尤其在轧钢生产中，电流冲击性较强，比如在精炼炉精炼环节，电源干扰影响非常大，会直接影响PLC系统的正常运行。

2.2空间辐射干扰

在扎钢生产中，经常会用到各种高低压设备，不同设备对电压的要求是有所不同的，因此各种设备在运行中就会产生空间辐射干扰，比如粗轧电机和精轧电机一般会使用变频调速和直流调速来进行控制，由于其功率较大，所以会利用大容量晶闸管整流单元来完成对输出功率的有效控制，在此过程中就会产生非常大的电磁辐射，进而就会对PLC系统电路的运行带来较大影响。

2.3信号线引入的干扰

在PLC 控制系统中会应用到各种各样的执行器和输入输出装置，比如变频器、信号灯、传感器、伺服驱动器、电磁阀等等，这样才可以保证整个系统在运行中信息数据传递的高效及时。但是由于信号线自身长度、质量以及抗辐射性能等方面因素的影响，所以打破信号干扰问题比较严重，尤其会严重影响高变频信号，进而对腰椎控制系统的稳定性产生影响，无法保证系统中信号传输的准确性，最终影响轧钢生产的稳定高效[2]。

2.4接地系统的干扰

在PLC系统中由多个不同接地系统，如果各接地的电位分布不平，就会产生电位差和环流，这就会对PLC系统产生干扰。特别是在电焊机设备工作时，PLC系统的接地系统性能会大大降低，接地电流非常大，进而导致信号失真或者设备损坏等问题出现。

3PLC系统抗干扰的措施分析

3.1采用性能优良的电源，降低干扰影响

电源在PLC控制系统那极其关键，在具体轧钢生产中，电网会利用PLC内CPU、I/O、变压器以及其他相关电器仪表等电源窜入控制系统，对PLC运行带来干扰影响。虽然在现阶段用于PLC系统供电的电源隔离性能都非常好，但是变压器和其他相关的电气仪表设备所用电源并不具备相应的隔离性能，即便通过应用相关隔离措施，也无法获得相应的隔离效果，这是因为隔离变压器分布参数大，抗干扰能力相对较弱，在运行中会因为电源耦合而出现共模或者差模干扰?所以对于以上类型的电源供电则需要从配电器方面入手，尽可能选择分布电容小?抑制带大配电器类型。除此以外，还可以采用UPS电源来进行供电，以此来进一步促进电源供电稳定性和干扰隔离性的提升[3]。

3.2使用屏蔽线

在PLC系统构建中可以通过使用屏蔽线信息传输来有效解决该方面的问题。屏蔽线与一般通讯数据线相比，不仅在传输稳定性和效率方面相对较高，并且具备非常好的抗干扰能力，有效抵御各种干扰信号的影响。这是因为在屏蔽线内会设置双股金属线，这样就能够起到屏蔽电磁信号，稳定信号传输的作用，确保PLC指令能够准确快速的传递到下位机，有效保证二者之间信息交换的稳定高效。

3.3 提高硬件滤波和软件抗干扰能力

为了将信号线干扰影响降至最小，需要额外添加硬件滤波回路在信号回路内，比如信号线与地间安装电容，以实现對共模干扰的有效防御;两级信号线间可以利用有源滤波器来实现对差模干扰的防御。然后为了进一步降低干扰影响，还需要从软件方面入手设计相关抗干扰程序，比如利用工频采样、数字滤波就能够通过定时器滤波时间来完成对干扰的抑制;再者，利用软件跳转结构和标志位来消除信息冗余干扰。

3.4 采用规范的接地系统

为了进一步降低接地系统方面所产生的干扰，在接地设计阶段就需要完全依据相关标准来进一步促进接地系统可靠性的增强。在PLC 控制系统中，需要采用直接接地。PLC 装置在对地分布电容的影响下，交换频率不会超过1MHz， 因此应该设置为一点接地。所有单独PLC装置都需要把接地线集中于中心接地点，然后单独与接地极连接。由于部分装置距离远，所以可以通过串联接地铜排，在完成对附近接地线的集中后，再统一接入中心接地点。PLC控制系统和强电系统应该分别设置接地极，同时还需要与建筑物之间距离控制在10～15米，电阻最大不能超过2Ω。此外，PLC侧信号源接地需要做好屏蔽接地，并且只能采用单点接地，杜绝多点接地[4]。

结语

在轧钢生产线自动控制系统中，PLC控制系统的运行稳定性非常重要，因此必须有效掌握PLC控制系统在运行中可能受到的各方面干扰因素，明确干扰因素的产生原因，并以此为基础采取相应的抗干扰措施，为PLC控制系统的运行营造一个安全稳定的环境，确保轧钢生产的效率和质量。

参考文献

[1] 张根伟.浅谈PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用[J].科技经济导刊，2016，（23）：45.

[2] 赵艳丽 .PLC 控制系统的干扰源分析与抗干扰策略 [J]. 通讯世界，2016（19）：275-276.

[3]董佳倩，王磊.浅论轧钢生产线PLC控制系统的抗干扰问题[J].电子制作，2014（01）：285.

[4]郑溢辉. PLC控制应用系统的干扰源分析及抗干扰措施探究[J]. 科技创新与应用， 2016（4）：84-84.