1、1简述 PLC 的应用及使用中应注意的问题摘要：本文介绍了可编程控制器（PLC）在控制领域方面的应用，并结合在秦皇岛发电有限责任公司的使用情况，简要论述了保证 PLC 系统正常运行应该注意的一系列问题，并提出一些合理的建议。 关键词：可编程控制器；应用；PLC Abstract: ：This paper introduced programmable controller (PLC) used in the control field, use and combine in Qinhuangdao Power Generation Co. Ltd., briefly discusses a s
2、eries of problems should be paid attention to ensure the normal operation of the PLC system, and puts forward some reasonable suggestions. Keywords: programmable controller; application; PLC 中图分类号：TP342 文献标识码：A 一、 PLC 的应用领域及具有的功能 目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、农业、石油、化工、电力、建材、机械制造、轻纺、交通运输、环保、交通及文化娱乐等各行业，使用情况主要分
3、为如下几类：开关量逻辑控制取代传统的继电器电路，2实现逻辑控制、顺序控制，可用于单设备和设备群的控制；PLC 过程控制在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位、位移、和速度等模拟量需要换转成相应的数字量，PLC 可以采用相应的 A/D 和 D/A转换模块及各种控制算法程序来处理模拟量，实现模拟量与数字量的转换工作；运动控制 PLC 可用于特定曲线运动或直线运动的控制，一般使用专用的运动控制模块，这一控制过程广泛用于各种机械加工、机器人作业、电梯等场合，电厂一般很少使用这一控制过程；数据处理 PLC 具有数学运算（函数、逻辑运算） 、数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型
4、控制系统；通信及联网 PLC 含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。随着以太网及工厂自动化网络技术的发展，现在的 PLC 都具有专门的通信接口，通信非常方便。可以完成数据传送、转换、排序、查表、位操作等功能及能完成数据采集、分析及处理。 二、 PLC 在秦皇岛发电厂的具体应用 随着秦皇岛发电有限责任公司技术水平的提高及设备的逐步改造完善，可编程控制器（PLC）已广泛应用于很多控制环节，例如一期一号机、二号机主保护系统，二期三号机、四号机主保护系统，二期三号、四号机磨系统，一号炉保护程序，二号炉保护程序，三号炉保护程序，四号炉保护程序，二期炉石子煤程序，三号机吹灰程序，四号机吹
5、灰程序，二期凝结水精处理程序，一号机旁路控制程序，二号机旁路控制程序以及三期旁路油站程序等。这些系统目前主要是对生产过程中的开关量进行控制，经过实践证明，PLC 在秦皇岛电厂运行情况是不错的，公司管理3和维护 PLC 的技术也日趋成熟。 三、PLC 的应用特点 1、可靠性高，抗干扰能力强 PLC 是信息化的产物，在 PLC 出现之前，实现系统的大规模控制主要依靠继电器。例如秦皇岛发电有限责任公司一、二期主保护系统改造前即使用大量的断电器控制，虽然也能满足生产要求，但继电器柜周围的振动对主保护系统的运行影响是非常大的，如果误碰某个继电器就可能引发跳机事故；另外，由于长期运行导致继电器老化接点接触
6、不好，这样的情况也时有发生。每次机组检修时打磨继电器接点就是一项复杂而繁重的工作，继电器接点打磨后安全隐患并不能排除，就可靠性而言是不能和 PLC 控制相提并论的。PLC 依靠大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，满足了可靠性的要求。使用 PLC 构成控制系统，同规模相似的继电器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数千分之一，故障率也就大大降低了。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息，技术人员及时处理故障。在应用软件中，还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护，这样，整个由
7、 PLC 控制的系统安全性、可靠性将极大的提高。 2、配套齐全，功能完善，适用性强 发展到今天，PLC 已经形成了各种规模的系列化产品，可用于各种规模的工业控制场合。除了具有逻辑处理功能以外，PLC 大多具有完善的数4据处理能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，以 OMRONSYSMACCS1 型 PLC 为例就有中断输入单元，安全继电器单元，模拟量输入、输出单元，模拟量 I/O 单元，过程 I/O 单元，温度传感器单元，位置控制单元，运动控制单元，用户计数单元，高速计数单元，ID传感器单元，GPIB 接口单元，RS-232C/RS422A 适配器单元，温度控制单元，冷热温
8、度控制单元，PID 温度控制单元，凸轮定位单元等等。使PLC 控制渗透到了国民经济生产的各个环节。另处，CPU 机架具有极强的扩展能力，某些型号的 PLC 最多具备 7 个机架的长距离扩展，以满足增加通道的要求。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC 组成各种控制系统变得非常容易。 四、 PLC 在现场应用中需要注意的问题 1、 PLC 控制系统中存在电气干扰的原理 电磁干扰是 PLC 控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素。一般而言，影响 PLC 控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；改变的磁场产生电流
9、，反过来改变的电流又产生电磁波，这样就对 PLC 产生不可预知的后果。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成 I/O 模件元器件损坏。这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模5干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。其它诸如震动、腐蚀等干扰属于机械、化学等方面的干扰。 2、秦皇岛发电有限责任公司 PLC 控制系统
10、干扰的来源 秦皇岛发电有限责任公司 PLC 控制系统附近大都有 220VDC 和 220VAC供电电压，由于工频电压存在不稳定因素，可能对 PLC 产生电磁干扰；秦皇岛发电有限责任公司 PLC 控制系统附近有不少继电器，大型设备起停、交直流传动装置引起的谐波等等都有对 PLC 系统产生干扰； PLC 控制柜内其它电器元件，电感性负载，混乱的布线都对 PLC 有一定程度的影响；与 PLC 控制系统连接的各类信号线，总会有外部干扰信号侵入，例如通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的干扰；信号线受空间电磁辐射感应的干扰，这是最严重的干扰，破坏性也最大；如果 PLC 装置的接地不合理，也会引
11、入严重的干扰信号，使 PLC 系统将无法正常工作，以上是秦皇岛发电有限责任公司 PLC 控制系统存在的几种主要干扰。 3、PLC 目前抗干扰的途径 为了使 PLC 正常运行，在环境温度高的地方应加装通风散热装置；尽可能使 PLC 远离强烈的震动源，当不能避免震动源时，应采取减震措施；I/O 模块应避免接触有腐蚀和易燃的气体，如果不可避免接触这些气体时应加装密封装置，保证 PLC 装置不受腐蚀；PLC 对电源导线产生的磁场具有一定的抗干扰能力，在可靠性要求高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，一般 PLC 都有直流 24V 输出提供给输入端，当输
12、入端使用外接直流电源6时，应选用直流稳压电源，因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使 PLC 接收到错误信息；秦皇岛发电有限责任公司的 PLC 电源一般采用 220VAC 电源经过变压输出 24VDC 电源做为 PLC 装置的输入电源；良好的接地系统是保证 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，PLC 控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、柜间地和保护地等。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。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
13、，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。 4、介绍几种现场接头的制作方法 在现场的工作中，我们经常遇到 PLC 装置与电脑连接不上的问题，原因各种各样，其中大部分原因是接头出现断线或者接头型号不对，现场又找不到合适的接头，那么就需要我们自已做出接头。如图 1 所示 图 这种接线特点是 9-PIN TO 9-PIN 接头，对于这种型号的接头制作方法只要按照如图所示的接法即可。注意的一点是屏蔽线一定要接好，一端的 2、3、9 屏蔽线和另一端的 3、2、7 屏蔽线应全部接上。介绍的另一种型号的接法如图 2 所示 7图 2 这种接线特点是 9-PIN TO 25-PIN 接头，这种型号的接头制作方
14、法比较简单，只要按照如图所示的接法即可。而且不需要屏蔽接线，要注意的是一侧的 RTS-CTS、一侧的 DSR-DTR、CTS-RTS 要保证短接上，不要出现虚接。其它的根据不同型号、不同要求的多种接头制作方法，本文只做抛砖引玉，不再赘述。 五、秦皇岛发电有限责任公司 PLC 控制系统改进措施 1、 线路设计不尽合理 以秦皇岛发电有限责任公司四号机主保护系统为例，尽管 PLC 装置的 24VDC 是彼此独立的，但是由于输入信号（DI）同时送入到两个 PLC，当其中一个 PLC 的 24VDC 电源失去时，另外一个 PLC 的 24VDC 电源可以通过公用的接点对其进行反送电，导致其中 24VDC
15、 电源失去报警继电器不动作，报警功能失去作用。经过讨论分析，我觉得在线路的公共端前加装二极管，可以避免 24VDC 电源间反送电。 2、 PLC 种类繁多，型号不统一 秦皇岛发电有限责任公司用到的 PLC 装置的系统很多，因此 PLC 种类繁多，有西门子、三菱、欧姆龙等系列产品，型号不一，我们订购备件时必须考虑到上述所有型号，资金需求量大。另外，如果型号不统一，我们后继培训也需要分别培训，对我们来说无说从财力还是和人力及精力来说都是不太划算的，因此，本人认为有必要对秦皇岛发电有限责任8公司的 PLC 型号进行必要的统一。 六、结束语 PLC 控制系统的应用是一个十分复杂的技术，在应用中我们会遇
16、到各种各样的问题，在这些问题中，如何有效地抑制抗干扰，使 PLC 控制系统正常工作将是我们搞电力工程人员面临的主要问题。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。二十一世纪，PLC 会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全。可以预言：友好的人机界面、完备的通信设备会更好地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 OMRON 型 PLC 编程说明书，2008 作者简介： 第一作者：王晓东（1968-） ，男，工程师，天津大学 EMBA，主要从事抽水蓄能电站维护管理。职务：国网新源控股有限公司电力检修分公9司生产副总经理 第二作者：李来生（1976-） ，男，高级工程师，华北电力大学工程硕士毕业，主要从事抽水蓄能电站维护工作。
