港机设备程控器干扰故障的解决(论文二)由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“港机设备故障管理”。
港机设备程控器干扰故障的解决方法
摘要：华能南通电厂1000T桥式卸船机电气控制采用西门子可编程控制器（简称PLC）系统，该设备在调试运行过程中，由于PLC受到周围电磁场的干扰，造成PLC程序运行紊乱，经常发生信号误输入并引起误输出，造成设备的失控和误动作。为保证PLC的正常运行，我们采取了多种行之有效的方法，有效地增强了PLC系统的抗干扰性能，确保了该设备的正常运行，所采取的方法具有普及推广价值，现将在实际工作中处理的方法和PLC主要抗干扰措施提供给相同设备的用户，望能给以一定帮助和借鉴作用。
关键词：程序控制器抗干扰
方法
措施问题的提出
我厂1000T卸船机的中央控制系统由西门子S7 PLC S7-400系列CPU414-2DP和ET-200M执行，主站CPU安装在电气房的PLC柜中，交流驱动调速装置通过PROFIBUS连接到PLC通讯模块，速度给定值控制字和状态字通过速据总线PROFIBUS传输。速据总线的波特率为1.5 MB/ S。电气房的所有ET-200M站通过PROFIBUS连接到CPU,司机室的ET-200M站通过光电模块(OLM)以及光缆连接到CPU。在中央控制器CPU通过I/O模块将信号在外设之间传输，或通过继电器将信号传输到外部设备。
1000T桥机PLC配置
本台设备安装工期短，任务重，加之环境恶劣，致使部分安装工艺达不到要求，安装质量有所下降；由于这些原因，该设备在调试过程中，PLC控制系统经常受到周围电磁场的干扰，造成PLC程序运行紊乱、设备的失控和误动作。经我们和施工方积极研究，拿出了具体的整改方案，采取了多种行之有效的方法，有效地增强PLC系统的抗干扰性，稳定了PLC系统的运行。具体的整改方法和要求如下：整改方法和要求
2.1 布线
● 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别各走线槽配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的I/O线和大功率电源母线分开走线，如必须在同一线槽内，分开隔开捆扎交流线或直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，也能将干扰降到最低限度。● 交流输出线和直流输出线不用同一根控制电缆，信号输出线远离高压线和动力线，避免并行。2.2 I/O端的接线
输入接线
● 输入接线不能太长，现场信号取值到PLC端子输入采取继电器隔离。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些，控制电缆导线线径略高于一般继电器控制配线规格。
● 输入/输出线不用同一根电缆，输入/输出线分开。2.3 输出接线
● 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
● 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时合理选择，或加隔离继电器。
● PLC的输出负载可能产生干扰，采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。
2.4 对PLC的某些输入信号的处理 ● PLC输入信号抖动的消除。
在实际应用中，有些开关输入信号在接通过程中会由于外界干扰出现时通时断的“抖动”现象。由于继电器的电磁惯性，这种现象在继电器系统中一般不会造成误动作，但在PLC应用系统中，PLC是不断高速扫描工作，扫描周期一般比继电器动作时间短的多，抖动信号很可能被PLC检测到，造成错误结果。所以必须对某些抖动现象进行处理，以保证系统正常工作。消除这种干扰的方法之一是采用计数器或定时器并适当加入编制程序来实现。
●两端式传感器输入的处理。
如果PLC输入设备采用两端式传感器（如接近开关、光电开关等）时，由于它们漏电流较大，可能会出现错误的输入信号。为避免这种现象，在输入端并联旁路电阻R，如图 :
C 两段式传感器R PLC输入两端式传感器输入处理
旁路电阻R的阻值由下式确定：
R.Un/In
I
≤UL
R+Un/In I=传感器的漏电流Un、In 分别为PLC额定输入电压和额定电流，UL是PLC输入电压低电平的上限值。
● 由晶体管提供输入信号的处理。
如果PLC输入信号由晶体管提供，则要求晶体管的截止电阻大于10K欧姆，导电电阻小于800欧姆。
● 短路保护。
当PLC输出控制的负载短路时，为了避免PLC内部的输出元件损坏，应该在PLC输出的负载回路中加装熔断器，进行短路保护。
● 感性输入/输出的处理。
PLC的输入端或输出端常常接有感性负载元件。如果是直流感性元件，应在其两端并联续流二极管；如果是交流元件，应在其两端并联阻容电路保护电路，从而抑制了电路断开时产生的的电弧对PLC内部输入、输出元件的影响.如图所示：
PLC输入输出PLC输入3 PLC电源、接地抗干扰措施
3.1电源的合理处理，抑制电网引入的干扰
对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层,变比为1：1的隔离
输出 变压器，以减少设备与接地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
3.2正确选择接地点，完善接地系统
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽接地、交流接地和保护接地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
3.3 安全接地或电源接地将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。
3.4 系统接地
PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值≤4Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统接地。
3.5 信号与屏蔽接地
一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。对变频器干扰的抑制
变频器的干扰处理一般有下面几种方式：
加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。
使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。
使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。
通过上述对我厂1000T桥机整体布线及PLC 的I/O端接线整改，该机PLC系统运行正常，调试周期也缩短了不少时间。但在实际使用中，不同PLC控制系统受到干扰也会情况不一，所以使用单位应根据实际情况，加以灵活分析，不能盲目套用。结束语
尽管我厂1000T/小时桥式卸船机西门子PLC控制系统通过采取上述一系列有效方法，成功地遏制了干扰，稳定了PLC系统的运行，具有较高的推广和借鉴价值，但PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此用户应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。在科技高度发展的今天，PLC技术含量会有更大的提高，产品的质量会有更大的提高，通过功能丰富的人机界面、抗干扰能力更强的设计，使之能适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
参考资料：
［1］ 程序控制器原理和使用（ISBN 7-5436-751-8)［2］ PLC电路中选用元器件参考SIEMENS硬件手册(6ES7398-8AA02)［3］ 职业技能教材（ISBN978-7-540-6541）
