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发电站中PLC控制系统的可靠性措施
更新时间:2016-06-10 发布:www.china-sunbet.net

摘要:发电站的空间存在极强的电磁场,发机电的电压高达数千,电流高达数百安甚至数千安,开关站的输出电压高达数十干伏或数百千伏。由于现场条件的限制(例如老装备的改造),有时上百米长的强电电缆和FLc的旌旗灯号电缆不能有用的分离隔,甚至只能敷设在统一电缆沟内。要害词:发电站PLC控制系统靠得住性措施1发电站工情况的特点  发电站的空间存在极强的电磁场,发机电的电压高达数千,电流高达数百安甚至数千安,开关站的输出电压高达数十干伏或数百千伏。由于现场条件的限制(例如老装备的改造),有时上百米长的强电电缆和FLc的旌旗灯号电缆不能有用的分离隔,甚至只能敷设在统一电缆沟内。高电压、年夜电流接通和断开时发生的强电干扰可能会在PLc输进线上发生很强的感应电压和感应电流,足以使PLC输进真个光电锅台器中的发光二极管发光,使光电耦台器的抗干扰作用失效,致使PLC发生误动作。如某水电站中的PLC在站内无发机电运行时工作正常,发机电起动运行后经常泛起误动作,可以观察到在没有输进旌旗灯号时PLC输进点的发光二极管有时也会明灭。  干扰旌旗灯号除经PLC的输进端侵进PLC外,也可能经PLC的电源侵进PLC。  与一般的工情况分歧,发电站的继电器控制系统中的继电器和执行机构(如断路器、接触器和电磁阀等)使用的是直流220V电源,在设计PLC的输出电路时,应充实斟酌这一特点。  2抗干扰的隔离措施  PLc内部用光电锅台器、输出模块中的小型继电器和光电可控硅等器件来实现对外部开关旌旗灯号的隔离,PLc的模拟I/0模块一般也接纳了光电锅台的隔离措施。这些器件除能削减或消除外部干扰对系统的影响外,还可以庇护CPU模块,使之免受从外部窜进PLC的高电压的风险,是以一般没有需要在PLc外部再设置干扰隔离器件。  假设PLc输进真个光电耦合器不能有用地抵拒干扰,可以用小型继电器来隔离发电站中用长线引进PLC输进真个开关旌旗灯号。光电耦合器中发光二极管的工作电流仅数毫安,而小型继电器的线圈吸合电压为数十毫安,强电干扰旌旗灯号经由过程电磁感应发生的能一般不成能使隔离用的继电器吸合。有的系统需要使用外部旌旗灯号的多对触点,例如一对触点用来给PLC提供输进旌旗灯号,一对触点用来给上位计较机提供开关旌旗灯号,一对触点用于指示灯,使用继电器转接输进旌旗灯号既能提供多对触点,又实现了对强电干扰旌旗灯号的隔离。PLC来自开关柜内的输进旌旗灯号和距开关柜不远的输进旌旗灯号一般没有需要用继电器来隔离。  为了提高抗干扰能力,PLc的外部旌旗灯号、PLC和计较机之间的串行通讯线路也能够用光纤或带光电耦合器的通讯接口来隔离,在要求防火、防爆的情况更适于采用这类方式。  3对电源的处置  电源是干扰进PLc的主要途径,电源干扰主要是经由过程供电线路的阻抗耦合发生的,各类年夜功率用电、发电装备是主要的干扰源。假设PLC使用交流电源,在干扰较强或对靠得住性要求很高的场所,可以在PLc的交流电源输进端加接带屏障层的隔离变压器和低通滤波器(见图1),隔离变压器可以抑制窜进的外来干扰,提高抗高频共模干扰能力,屏障层应靠得住地接地。  图1电源的抗干扰措施确  低通滤波器可以吸收失落电源中的年夜部门“毛刺”,图中的Ll和12用来抑制高频差模电压,L3和L4是用等长的导线反向绕在统一磁环上的,50Hz的工频电流在磁环中发生的磁通相互抵消,磁环不会饱和。两根线中的共模干扰电流在磁环中发生的磁通是迭加的,共模干扰被L3和L4阻挡。图中的Cl和C2用来滤除共模干扰电压,c3用来滤除差模干扰电压。R是压敏电阻,其击穿电压略高于电源正常工作时的高电压,泛泛相当于开路。遇尖峰干扰脉冲时被击穿,干扰电压被压敏电阻钳位,后者的端电压等于其击穿电压。  高频干扰旌旗灯号不是经由过程变压器的绕组耦合,而是经由过程低级、次级绕组之间的散布电容传递的。在低级、次级绕组之间加绕屏障层,并将它和铁芯一起接地,可以削减绕组间的散布电容,提高抗高频干扰的能力。  也能够直接选用电源滤波器产物,如北京中石公司的电源滤波用具有秀的共模滤波、差模滤波性能和高频干扰抑制性能,能有用抑制线与线之间和线与地之间的干扰,其产物可用于交流单相,三相电源和直流电源。  在电力系统中,假设使用220v的直流电源(蓄电池)给PLC供电,可以显著地削减来自交流电源的干扰,在交流电源消失机,也能保证FLC的正常工作。某些PLC(如三菱公司的FX系列PLC)的电源输进端内有一个直接对220v交流电源整流的二极管整流桥,整流滤波后的直流电压送给PLc内的开关电源。开关电源的输进电压范围很宽,这类PLc也能够使用220v直流电源。使用交流电源时,整流桥的每只二极管只承受一半的负载电流,使用直流电源时,有2只二极管承受全数负载电流。斟酌到PLc的电源输进电流很小,在设计时整流二极管一般都留有较年夜的裕,这类PLc如使用直流220v电源电压不会有什么问题。经太的工运行,证实上述方案是可行的。  4PLC输出真个靠得住性措施  继电器输出模块的触点工作电压范围宽,导通压降小,与晶体管型和双向可控硅型模块相比,承受瞬时过电压和过电流的能力较强,可是动作速度较慢。系统输出变化不是很频仍时,一般选用继电器型输出模块。PLc输出模块内的小型继电器的触点很小,断弧能力很差,不能直接用于发电站的DC220v电路中,必需用PLc驱动外部继电器,用外部继电器的触点驱动DC220v的负载。  断开直流电路要求较年夜的继电器触点,接通统一直流电路可用较小的触点。选择外接的继电器时,应仔细分析是用PLc来控制接通仍是断开外部回路。例如水电站中用得较多的DC220v电磁阀内部有与其线圈串联的限位开关常闭触点,电磁阀线圈通电,阀芯动作后,是用阀内部的触点来断开电路的。在这类情况下,可以选用触点较小的小型继电器来转接PLc的输出旌旗灯号。  5安装与布线的注重事项  开关旌旗灯号(如按钮、限位开关、接近开关等提供的旌旗灯号)一般对旌旗灯号电缆无严酷的要求,可选用一般的电缆,旌旗灯号传输距离较远时,可选用屏障电缆。模拟旌旗灯号和高速旌旗灯号线(如脉冲传感器、计数码盘等提供的旌旗灯号)应选择屏障电缆。通讯电缆要求靠得住性高,有的通讯电缆的旌旗灯号频率很高(如上兆赫),一般应选用PLc生产厂家提供的用电缆,在要求不高或旌旗灯号频率较低时,也能够选用带屏障的双绞线电缆。  PLc应远离强干扰源。如年夜功率可控硅装配、高频焊机和年夜型动力装备等。PLc不能与高压电器安装在统一个开关柜内,在柜内PLc应远离动力线(两者之间的距离应年夜于200mm)。与PLC装在统一个开关柜内的电感性元件,如继电器、接触器的线圈,应并联Rc消弧电路。  PLC的I/0线与年夜功率线应分隔走线,如必需要在统一线槽中布线,旌旗灯号线应使用屏障电缆。交流线与直流线应划分使用分歧的电缆,开关、模拟I/0线应分隔敷设,后者应采用屏障线。分歧类型的线应划分装进分歧的电缆管或电缆槽中,并使其有尽年夜的空间距离。  假设模拟输人/输出旌旗灯号距离PLC较远,应采用4—20mA或0.10mA的电撒播输方式,而不是易受干扰的电压传输方式。  传送模拟旌旗灯号的屏障线,其屏障层应一端接地,为了泄放高频干扰,数字旌旗灯号线的屏障层应并联电位平衡线,其电阻应小于屏障层电阻的1/10,并将屏障层两头接地。假设没法设置电位平衡线,或只斟酌抑制低频干扰时,也能够一端接地。分歧的旌旗灯号线好不用统一个插接件转接,如必需用统一个插接件,要用备用端子或地线端子将它们分离隔。以削减相互干扰。  6竣事语  我们在水电站微机综合自动化控制系统中普遍使用了PLc,由于采用了上述的靠得住性措施。在常年接连运行的情况下,PLC都能持久靠得住工作。

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