PLC在电力控制系统应用中的问题分析及注意要点
诸秉奇
(东北电力设计院，吉林长春130000)
[摘要] PLC应用在电力系统控制中，其具有使用性能高、控制能力强且使用范围广等多个特点，其在工业中的应用十分广泛，提高了工业生产的控制强度。即使PLC应用在电力系统中将发挥强大的功能，但是其受到环境影响以及安装方式的影响较大，使得其控制功能的发挥受到一定制约。所以，对于这些影响PLC正常运作的因素进行合理控制和解决，提高PLC的运作效率，使得其在电力系统中的控制效果得到提高。基于此，探讨PLC在电力控制系统中的应用问题，分析其应该注意的一些要点，提高PLC在电力系统中应用的有效性。
关键词 PLC 电力控制系统 环境 安装接线
中图分类号TP273
0引言
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)，是应用了可以进行编程操作的记忆单元对指令的存储，并根据相关的指令进行算术与逻辑的运算过程，最后将符合要求的技术与应用结果加以输出，达到控制工业生产的目的。PLC的设计与制造过程均可能受到较多因素的干扰，其在电力控制系统应用中主要会受到环境(包括温度、湿度、空气质量、电源等)与安装方式的影响，对这些干扰因素进行合理的解决和控制，使得PLC在电力控制系统中发挥最大的控制作用。
1环境问题
影响PLC在电力控制系统应用中的环境问题可以分为以下几点：
首先，注意控制好环境中的温度。PLC对环境的温度要求为0～55℃，安装PLC时不能将其安装在发热量较大的元件附近，且应保持周围的通风散热条件良好，具有足够的空间，要求基本单元与扩张空间的间隔应在30 mm以上;为了减少太阳光直接照射元件，应在开关柜的上下部均设置专门的百叶窗，用以遮挡阳光的直射。
其次是湿度的控制。对于电力的使用来说，绝缘条件的要求是十分高的，PLC的应用也必须保证较高的绝缘性能，因此对空气的湿度要求不得超过85%的相对湿度，且要保证其没有凝露产生，当湿度过高或有凝露产生时，应及时采取干燥或除湿措施，使得PLC的使用环境的湿度满足要求，保证其具有较好的绝缘条件。
再次是震动要求。PLC的安装应与具有较强震动的震动源保持适当的距离，且震动频率应控制在10～55 Hz，如果出现PLC使用环境具有较强震动的情况，应采取减震的方式降低震动对PLC的干扰。
然后是对空气的要求。PLC的应用环境中，应防止一些具有腐蚀性及易燃的气体出现，如果PLC使用的环境中具有易燃或腐蚀性气体，可以将其安装在比较封闭的控制柜或控制室，并为其安装相应的空气净化装置，保证PLC的安装环境的空气质量。
最后是电源要求。PLC对电源的要求也较高，其供电的电源需要进行控制，一般为50 Hz、220 V(1±10%)的交流电，PLC还需要具有较强的抵制电源线的干扰能力。如果PLC的应用中，其电源干扰较为严重或对于可靠性要求很高的情况下，可采取安装隔离变压器的方式减轻外部对PLC的干扰。另外，还可以采取电源输入端串联LC波滤器。
2安装与布线问题
动力线的安装与布线。将控制线、PLC的电源线、I/O线进行分别配线，对于隔离变压器与PLC、I/O之间的连接线应使用双绞电源线。PLC的安装位置应与干扰源保持较远的距离，比如与大功率硅整流装置、电焊机、大型动力设备等要保持较远的距离，且不能与高压电器安装在同一个开关柜中。另外，PLC的输入与输出线尽量采取分开走线的方式，对开关量与模拟量也采取分开铺设的方式。对于模拟量信号的传送线，最好采用屏蔽线，且将屏蔽层的一段或两端接地，接地电阻需要小于屏蔽电阻的10%。PLC基本单元、扩展单元以及功能模块之间的连接线需要单独铺设，预防外界信号给其带来干扰。对于交流输出与直流输出线的要求，应避免采用同一根电缆，且保持输出线与高压线之间保持一定的距离，防止两条线的并列。
3 I/O端接线问题
输入接线的安装要求：首先，控制接线的长度在30 m以内，在外界环境的干扰较小的情况下，可以适当延长输入接线的长度。其次，输出线与输入线应分开，避免出现使用同根电缆的情况;最后，最好利用常开触点的方式连接线路，对输入端线路的连接质量具有较高的保证，使得编制中的梯形图与实际原理图相统一，控制阅读功能得到更好的开展。
输出线的安装要求：首先，在端线输出的设置，需要将其分成独立与公共两种输出模式。不同组别的输出采用不同形式与等级的电压进行输出工作。当进行同一组输出时，其电源的等级与种类需要保持一致。其次，利用熔丝对元件进行相应的保护。由于PLC设置中需要封装输出元件，且将其印制在设备中电路板，和端子板进行连接，若输出元件发生短路的情况，电路板将会被烧毁，影响了整个控制系统的运行效率。最后，PLC的输出过程会产生一定的负载，从而给其运行带来干扰，这便需要实施相应的解决办法，降低负载的影响。
4外部环境中安全电路控制问题
为了保证电力系统能够正常地运行，防止一些可控的安全因素影响，需要对其外部电路加以保护。当外部电源发生故障、PLC的运行出现异常或操作失误时，很可能给用户带来经济损失以及伤亡事故发生，采取有效的措施控制这些影响因素，保护外部电路的安装质量，降低经济损失和人员伤亡事故发生几率。
首先，应设置紧急停电路装置。在考虑了实际控制程序对危险负载的承受能力外，需要根据需要设置专门的紧急性停电路线，预防PLC发生故障时能够采取切断电源的方式来降低电源的伤害。其次，对电路的运作给予保护措施。在控制系统中设置电器互锁保护装置，预防线路的损坏，对于一些反复运作或升降移动的控制系统，应对其外部限位给予电路保护措施，从而保护负荷电源。当PLC的运作发生故障，且间断时间在10 s以内，那么PLC的可以正常进行控制工作;如果间断时间在10 s以上，或者电压下降后的值超过了设备所允许的电压值，便会使PLC停止工作，控制信号的输出将会全部中断。当电源恢复正常时，PLC会继续接通输入，其操作会自动进行。所以，为了保证PLC控制系统的正常运行，需要对其外部电路加以保护，针对一些极易发生负载的设备的电流进行限制。最后，对于一些容易出现的重大故障安装警报装置，并及时采取防护措施。在重大故障可能发生的场所，对故障发出的信号进行外电路输出，使PLC控制系统的运行具有较高的安全保障。
5 PLC的接地问题
正确的接地方式可以为PLC工作可靠性提供有力保证，还可以有效避免一些偶然的电压冲击危害的发生。PLC的接地线应与机器的接地端相连接，并且接地线的横截面积至少为2 mm2，接地电阻应控制在100 欧姆以下。需要用到扩展单元时，接地线的接地点还需要与基本单元的接地点保持在同一个位置，采取PLC上接专门的地线，接地点与动力设备相分开的方式，可以有效控制加在电源、输入端、输出端的干扰。当接地点无法与电动设备相分开时，需要保证接地点与其他设备公共接地，防止出现与其他设备串联电路的情况。此外，接地点与PLC所在的位置不能太远，尽量靠近。
6结束语
总结全文，PLC控制装置在现代的工业生产中的应用范围很广，对于工业的生产甚至有着支撑设备的重要价值。另外，PLC自身具有十分强大的功能，只是这些功能的发挥对于环境以及安装程序的要求较高，如果环境以及安装程序不能得到较好的控制，PLC的运作就极易受到影响，降低其工作效果。那么，PLC的实际应用中，需要对环境的温度、湿度、空气等因素进行合理控制，还需要对安装中的各种线路的布线、外部电源的保护等进行合理设置，为PLC的正常运作提供安全稳定的环境。PLC应用在电力系统控制中，还具有使用范围广、控制能力强等优点，所以我们要不断改进其安装方式，使其控制功能能够得到最大的发挥。
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