PLC在電力控制系統(tǒng)應(yīng)用中的問題分析及注意要點

諸秉奇

(東北電力設(shè)計院，吉林長春130000)

[摘要] PLC應(yīng)用在電力系統(tǒng)控制中，其具有使用性能高、控制能力強且使用范圍廣等多個特點，其在工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，提高了工業(yè)生產(chǎn)的控制強度。即使PLC應(yīng)用在電力系統(tǒng)中將發(fā)揮強大的功能，但是其受到環(huán)境影響以及安裝方式的影響較大，使得其控制功能的發(fā)揮受到一定制約。所以，對于這些影響PLC正常運作的因素進行合理控制和解決，提高PLC的運作效率，使得其在電力系統(tǒng)中的控制效果得到提高。基于此，探討PLC在電力控制系統(tǒng)中的應(yīng)用問題，分析其應(yīng)該注意的一些要點，提高PLC在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的有效性。

關(guān)鍵詞 PLC 電力控制系統(tǒng) 環(huán)境 安裝接線

中圖分類號TP273

0引言

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)，是應(yīng)用了可以進行編程操作的記憶單元對指令的存儲，并根據(jù)相關(guān)的指令進行算術(shù)與邏輯的運算過程，最后將符合要求的技術(shù)與應(yīng)用結(jié)果加以輸出，達到控制工業(yè)生產(chǎn)的目的。PLC的設(shè)計與制造過程均可能受到較多因素的干擾，其在電力控制系統(tǒng)應(yīng)用中主要會受到環(huán)境(包括溫度、濕度、空氣質(zhì)量、電源等)與安裝方式的影響，對這些干擾因素進行合理的解決和控制，使得PLC在電力控制系統(tǒng)中發(fā)揮最大的控制作用。

1環(huán)境問題

影響PLC在電力控制系統(tǒng)應(yīng)用中的環(huán)境問題可以分為以下幾點：

首先，注意控制好環(huán)境中的溫度。PLC對環(huán)境的溫度要求為0～55℃，安裝PLC時不能將其安裝在發(fā)熱量較大的元件附近，且應(yīng)保持周圍的通風(fēng)散熱條件良好，具有足夠的空間，要求基本單元與擴張空間的間隔應(yīng)在30 mm以上;為了減少太陽光直接照射元件，應(yīng)在開關(guān)柜的上下部均設(shè)置專門的百葉窗，用以遮擋陽光的直射。

其次是濕度的控制。對于電力的使用來說，絕緣條件的要求是十分高的，PLC的應(yīng)用也必須保證較高的絕緣性能，因此對空氣的濕度要求不得超過85%的相對濕度，且要保證其沒有凝露產(chǎn)生，當(dāng)濕度過高或有凝露產(chǎn)生時，應(yīng)及時采取干燥或除濕措施，使得PLC的使用環(huán)境的濕度滿足要求，保證其具有較好的絕緣條件。

再次是震動要求。PLC的安裝應(yīng)與具有較強震動的震動源保持適當(dāng)?shù)木嚯x，且震動頻率應(yīng)控制在10～55 Hz，如果出現(xiàn)PLC使用環(huán)境具有較強震動的情況，應(yīng)采取減震的方式降低震動對PLC的干擾。

然后是對空氣的要求。PLC的應(yīng)用環(huán)境中，應(yīng)防止一些具有腐蝕性及易燃的氣體出現(xiàn)，如果PLC使用的環(huán)境中具有易燃或腐蝕性氣體，可以將其安裝在比較封閉的控制柜或控制室，并為其安裝相應(yīng)的空氣凈化裝置，保證PLC的安裝環(huán)境的空氣質(zhì)量。

最后是電源要求。PLC對電源的要求也較高，其供電的電源需要進行控制，一般為50 Hz、220 V(1±10%)的交流電，PLC還需要具有較強的抵制電源線的干擾能力。如果PLC的應(yīng)用中，其電源干擾較為嚴重或?qū)τ诳煽啃砸蠛芨叩那闆r下，可采取安裝隔離變壓器的方式減輕外部對PLC的干擾。另外，還可以采取電源輸入端串聯(lián)LC波濾器。

2安裝與布線問題

動力線的安裝與布線。將控制線、PLC的電源線、I/O線進行分別配線，對于隔離變壓器與PLC、I/O之間的連接線應(yīng)使用雙絞電源線。PLC的安裝位置應(yīng)與干擾源保持較遠的距離，比如與大功率硅整流裝置、電焊機、大型動力設(shè)備等要保持較遠的距離，且不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜中。另外，PLC的輸入與輸出線盡量采取分開走線的方式，對開關(guān)量與模擬量也采取分開鋪設(shè)的方式。對于模擬量信號的傳送線，最好采用屏蔽線，且將屏蔽層的一段或兩端接地，接地電阻需要小于屏蔽電阻的10%。PLC基本單元、擴展單元以及功能模塊之間的連接線需要單獨鋪設(shè)，預(yù)防外界信號給其帶來干擾。對于交流輸出與直流輸出線的要求，應(yīng)避免采用同一根電纜，且保持輸出線與高壓線之間保持一定的距離，防止兩條線的并列。

3 I/O端接線問題

輸入接線的安裝要求：首先，控制接線的長度在30 m以內(nèi)，在外界環(huán)境的干擾較小的情況下，可以適當(dāng)延長輸入接線的長度。其次，輸出線與輸入線應(yīng)分開，避免出現(xiàn)使用同根電纜的情況;最后，最好利用常開觸點的方式連接線路，對輸入端線路的連接質(zhì)量具有較高的保證，使得編制中的梯形圖與實際原理圖相統(tǒng)一，控制閱讀功能得到更好的開展。

輸出線的安裝要求：首先，在端線輸出的設(shè)置，需要將其分成獨立與公共兩種輸出模式。不同組別的輸出采用不同形式與等級的電壓進行輸出工作。當(dāng)進行同一組輸出時，其電源的等級與種類需要保持一致。其次，利用熔絲對元件進行相應(yīng)的保護。由于PLC設(shè)置中需要封裝輸出元件，且將其印制在設(shè)備中電路板，和端子板進行連接，若輸出元件發(fā)生短路的情況，電路板將會被燒毀，影響了整個控制系統(tǒng)的運行效率。最后，PLC的輸出過程會產(chǎn)生一定的負載，從而給其運行帶來干擾，這便需要實施相應(yīng)的解決辦法，降低負載的影響。

4外部環(huán)境中安全電路控制問題

為了保證電力系統(tǒng)能夠正常地運行，防止一些可控的安全因素影響，需要對其外部電路加以保護。當(dāng)外部電源發(fā)生故障、PLC的運行出現(xiàn)異常或操作失誤時，很可能給用戶帶來經(jīng)濟損失以及傷亡事故發(fā)生，采取有效的措施控制這些影響因素，保護外部電路的安裝質(zhì)量，降低經(jīng)濟損失和人員傷亡事故發(fā)生幾率。

首先，應(yīng)設(shè)置緊急停電路裝置。在考慮了實際控制程序?qū)ξｋU負載的承受能力外，需要根據(jù)需要設(shè)置專門的緊急性停電路線，預(yù)防PLC發(fā)生故障時能夠采取切斷電源的方式來降低電源的傷害。其次，對電路的運作給予保護措施。在控制系統(tǒng)中設(shè)置電器互鎖保護裝置，預(yù)防線路的損壞，對于一些反復(fù)運作或升降移動的控制系統(tǒng)，應(yīng)對其外部限位給予電路保護措施，從而保護負荷電源。當(dāng)PLC的運作發(fā)生故障，且間斷時間在10 s以內(nèi)，那么PLC的可以正常進行控制工作;如果間斷時間在10 s以上，或者電壓下降后的值超過了設(shè)備所允許的電壓值，便會使PLC停止工作，控制信號的輸出將會全部中斷。當(dāng)電源恢復(fù)正常時，PLC會繼續(xù)接通輸入，其操作會自動進行。所以，為了保證PLC控制系統(tǒng)的正常運行，需要對其外部電路加以保護，針對一些極易發(fā)生負載的設(shè)備的電流進行限制。最后，對于一些容易出現(xiàn)的重大故障安裝警報裝置，并及時采取防護措施。在重大故障可能發(fā)生的場所，對故障發(fā)出的信號進行外電路輸出，使PLC控制系統(tǒng)的運行具有較高的安全保障。

5 PLC的接地問題

正確的接地方式可以為PLC工作可靠性提供有力保證，還可以有效避免一些偶然的電壓沖擊危害的發(fā)生。PLC的接地線應(yīng)與機器的接地端相連接，并且接地線的橫截面積至少為2 mm2，接地電阻應(yīng)控制在100 歐姆以下。需要用到擴展單元時，接地線的接地點還需要與基本單元的接地點保持在同一個位置，采取PLC上接專門的地線，接地點與動力設(shè)備相分開的方式，可以有效控制加在電源、輸入端、輸出端的干擾。當(dāng)接地點無法與電動設(shè)備相分開時，需要保證接地點與其他設(shè)備公共接地，防止出現(xiàn)與其他設(shè)備串聯(lián)電路的情況。此外，接地點與PLC所在的位置不能太遠，盡量靠近。

6結(jié)束語

總結(jié)全文，PLC控制裝置在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍很廣，對于工業(yè)的生產(chǎn)甚至有著支撐設(shè)備的重要價值。另外，PLC自身具有十分強大的功能，只是這些功能的發(fā)揮對于環(huán)境以及安裝程序的要求較高，如果環(huán)境以及安裝程序不能得到較好的控制，PLC的運作就極易受到影響，降低其工作效果。那么，PLC的實際應(yīng)用中，需要對環(huán)境的溫度、濕度、空氣等因素進行合理控制，還需要對安裝中的各種線路的布線、外部電源的保護等進行合理設(shè)置，為PLC的正常運作提供安全穩(wěn)定的環(huán)境。PLC應(yīng)用在電力系統(tǒng)控制中，還具有使用范圍廣、控制能力強等優(yōu)點，所以我們要不斷改進其安裝方式，使其控制功能能夠得到最大的發(fā)揮。

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