PLC控制系统在水利工程自动化运用中的可靠性措施

电力18讯：    PLC控制技术是上世纪60年代发展起来的新一代工业控制技术。由于它的可靠性高，适应性好，接口功能强，编辑简单、直观以及模块化结构等的优点，在国际上得到了广泛的应用。PLC在工业控制中一般与计算机组成控制系统，PLC作为下位机使用，用来完成输出控制、数据采集及状态判别等工作。上位机一般采用微型计算机或工业控制器，用来完成数据分析、计算，信息存储，状态显示，打印输出等功能，以实现对被控制系统的实时监控。这种监控系统将微型计算机与PLC结合起来，使两者优势互补，且能够充分利用个人计算机强大的人机接口功能、丰富的应用软件、低廉的价格，组成高性能价格比的控制系统，并得到了及其广泛的应用。随着水利工程管理手段的不断进步和自动化控制水平的提高，PLC技术已广泛应用于水利工程实时监控和自动化系统中。近年来，江都水利工程枢纽工程许多闸站的微机监控和自动化系统中大量运用了PLC技术。

    由于PLC是专门为工业生产服务的控制装置，通常不需要采用什么措施，就可以直接在工业控制环境中使用。正因为如此，有的设计人员在PLC控制系统的设计中，对可靠性要求重视不够。对大型泵站内的高电压、强磁场环境认识不足；对水闸工程汛期高温、潮湿的运行条件给控制系统带来的不利影响估计不足。从而使自动控制系统运行的稳定性不能保证。因此，在水利工程实时监控和自动化系统（特别是流域性大型水闸、泵站）这种可靠性要求较高的监控系统中，必须加强可靠性设计。从我们多年的运用与实践来看，要确保PLC控制系统的运行稳定与动作可靠，除按常规要求正确安装、合理布线外，还应采取以下几方面措施。

    一、控制好温度

    温度是所有电子设备最敏感的因素之一。PLC正常工作要求的环境温度在0-550C之间。而大多数水利工程运行的环境温度时常超出此范围。特别是在大型泵站夏季开机运行时，站内温度超过65℃。因此，在安装PLC时应使其尽量远离发热量在的元件，并给PLC四周留足足够的通风散热空间。PLC的基本单元和扩展单元之间要留有30mm以上间隔。在开关柜上、下部位应设有通风的百叶窗，避免阳光直接照射。如果周围环境超过550C，要安装风扇，强制通风。最好装设空气调节器，以降低PLC运行时的环境温度。

    二、降低湿度

    水利工程，特别是泄洪闸，越是恶劣天气调度运用得越频繁。在南方省份，进入雨季，不但温度较高，而且湿度大。过大的湿度使得PLC线路间的绝缘性能下降，严重的会引起逻辑运算混乱。

    因此，为了让PLC正常工作，保证PLC线路间的绝缘性能是至关重要的。必须把PLC运行环境中空气的相对湿度控制在85%（无凝露）以下。当空气相对湿度大于85%时，应采取措施抽湿。

    三、消除空气介质中的有害杂质

    在PLC的工作环境中,要消除空气中硫化氢(H2S)、二氧化硫（SO2）、氯气（Cl2）等腐蚀性气体、及易燃易爆气体和铁粉、碳粉等可导电性尘埃。保证PLC设备所在地点空气中硫化氢(H2S)含量（体积分数）在0.01*10-4%以下，二氧化硫（SO2）含量（体积分数）在0.05*10-4%以下。

    对于空气中有较多粉尘或腐蚀气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中，并安装空气净化装置。

    四、避免剧烈机械振动

    PLC设备应安装在远离剧烈振动源的场所，满足以下条件：

    ⑴振动频率在14HZ以下的场合，振幅峰-峰值在0.5mm以下;

    ⑵振动频率在14～100HZ的场合，加速度在0.2g以下。

    特别要避免振动频率为10-55HZ的频繁振动或连续振动。若工作环境中振动不可避免时，必须采取相应的防振、减振措施，如采用防振垫、减振胶等。

    五、保证供电电源质量

    PLC设备使用的供电电源为50HZ、220（1±10%）V的交流电。一般情况下，PLC本身对来自于电源的干扰具有足够的抵制能力，无需采取新的抗干扰措施。但对于可靠性要求很高、雷电活动又较为频繁的大型泵站、泄洪闸或电源干扰特别严重的环境，可增设一套防雷装置，加装一台带屏蔽的、变比为1：1的隔离变压器，并在电源输入端串接LC滤波电路,以减少设备与地之间的干扰。如图1所示。

    FX系列PLC有直流24V输出接线端，该接线端可为输入传感器（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。当输入端使用外接直流电源时，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。

    六、提供良好的接地

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