PLC在電建施工中的安裝要點(diǎn)探討

摘要：隨著PLC在電廠控制領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，PLC的安裝工作在熱工儀表的安裝中也變成了一項(xiàng)很重要的任務(wù)。文章重點(diǎn)對(duì)PLC在電力建設(shè)安裝中應(yīng)注意的一系列問(wèn)題作出了闡述，給出了一些合理的建議，從幾個(gè)方面來(lái)分析提高PLC安裝調(diào)試過(guò)程中的干擾措施。

關(guān)鍵詞：PLC；電建施工；安裝調(diào)試；抗干擾；安裝要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）36-0085-03

可編程控制器（PLC）是一種通用控制器，其產(chǎn)生的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)本身具有微處理能力，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)融為一體，憑借自身可靠性、靈活性、擴(kuò)展性、控制功能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于電廠的控制領(lǐng)域。在使用可編程控制器的過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣，并且干擾源比較多，例如在啟動(dòng)或停止大功率用電設(shè)備時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，進(jìn)而在一定程度形成低頻干擾。通過(guò)電磁耦合，切割機(jī)、電焊機(jī)以及電機(jī)的電刷等都會(huì)產(chǎn)生工頻干擾，都會(huì)對(duì)PLC的正常工作造成不同程度的影響。在現(xiàn)場(chǎng)盡管PLC是專(zhuān)門(mén)的控制裝置，并且在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中采取多種保護(hù)措施，使其進(jìn)一步適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，但是為了確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性，通常情況下，需要

采取必要的抗干擾措施，進(jìn)一步改善PLC的工作環(huán)境。

1 PLC的安裝

1.1 PLC安裝前需具備的條件

在PLC安裝前，控制室必須達(dá)到以下條件方可進(jìn)行施工：（1）控制室土建工程全部完工并交付使用。（2）控制室通訊、通風(fēng)、暖通工程全部完工，并試送風(fēng)合格。（3）控制室附近無(wú)大型用電設(shè)備運(yùn)行、無(wú)強(qiáng)電場(chǎng)存在。（4）控制室室外方圓50m不再有強(qiáng)夯和打樁作業(yè)，沒(méi)有較大振動(dòng)的工程施工。（5）控制室內(nèi)盤(pán)柜型鋼基礎(chǔ)安裝完畢，外形尺寸與控制柜尺寸一致。（6）盤(pán)柜基礎(chǔ)已做好防腐，驗(yàn)收通過(guò)。（7）接地極及接地總線施工完畢，接地電阻符合設(shè)計(jì)（制造廠）規(guī)定。（8）控制室的照明全部完工，并驗(yàn)收合格投入使用；（9）控制室內(nèi)衛(wèi)生打掃干凈，無(wú)任何明顯污跡。

1.2 控制裝置安裝

1.2.1 PLC設(shè)備的開(kāi)箱檢查。PLC設(shè)備的開(kāi)箱檢查應(yīng)在室內(nèi)進(jìn)行：（1）應(yīng)確認(rèn)包裝有無(wú)缺陷。（2）打開(kāi)外面的硬包裝，檢查軟包裝外觀是否良好，真空度是否已破壞。（3）按照設(shè)備圖紙進(jìn)行PLC設(shè)備外觀尺寸，內(nèi)部主要器件布置及數(shù)量的核對(duì)清點(diǎn)工作。當(dāng)確認(rèn)以上項(xiàng)目無(wú)誤時(shí)，方可進(jìn)行設(shè)備領(lǐng)用并同時(shí)做好開(kāi)箱記錄。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要寫(xiě)成書(shū)面材料及時(shí)找建設(shè)單位和制造廠及監(jiān)理單位核對(duì)，四方確認(rèn)待處理。

1.2.2 PLC設(shè)備的搬運(yùn)。在進(jìn)設(shè)備前，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通道的清理，以保證在進(jìn)設(shè)備時(shí)有寬敞的通道。設(shè)備開(kāi)箱后，如不能立即安裝，必須將設(shè)備暫時(shí)存放在室內(nèi)或干燥能避雨的場(chǎng)所。

PLC設(shè)備的搬運(yùn)應(yīng)按一定的順序進(jìn)行，先內(nèi)后外，先控制柜后操作員站，最后安裝打印機(jī)。對(duì)于控制柜和操作臺(tái)主要考慮用液壓小車(chē)托運(yùn)及滾杠移動(dòng)。在控制室地板上墊好防振橡膠板，減少振動(dòng)，保護(hù)地板。對(duì)于打印機(jī)、顯示器與小型設(shè)備，主要考慮人力搬入。

1.2.3 PLC控制柜安裝。

第一，盤(pán)底座的安裝：（1）按照施工圖，采用6.3#槽鋼制作控制盤(pán)，以及柜的型鋼底座，同時(shí)確保其與控制盤(pán)尺寸的一致性，每米直線度的偏差控制在1mm。如果型鋼底座總長(zhǎng)超過(guò)5m，在這種情況下，全長(zhǎng)最大偏差控制在5mm。（2）把底座搬運(yùn)到控制室。（3）根據(jù)地坪標(biāo)高將基礎(chǔ)清理平整。（4）地坪高出安裝標(biāo)高的位置就要把地坪鑿低達(dá)到符合的標(biāo)高，地坪低于安裝標(biāo)高的位置就要墊上適當(dāng)?shù)谋忤F或角鋼并與預(yù)埋墊塊焊牢。（5）將所有的墊塊用經(jīng)緯儀進(jìn)行平面找正。（6）把底座雙焊接在墊塊上（在相應(yīng)的盤(pán)下安裝相應(yīng)的底座）。（7）盤(pán)底座應(yīng)在二抹面前安裝，其上表面應(yīng)高出地平，約為10～20mm。（8）牢固固定盤(pán)底座，確保頂面的水平，其傾斜度控制在0.1%，其最大水平高差控制在3mm。（9）對(duì)于儀表盤(pán)、接線盒以及在正常情況下不帶電的裸露金屬部件來(lái)說(shuō)，通常情況下，需要進(jìn)行接地保護(hù)，在一定程度上確保人員的安全。

第二，安裝控制柜：（1）在完成控制室墻壁、柱子、頂棚的粉刷及空調(diào)設(shè)備的風(fēng)道施工后，進(jìn)行控制盤(pán)的安裝。（2）為了確保設(shè)備正常運(yùn)行，對(duì)于控制盤(pán)來(lái)說(shuō)，通常情況下，需要將其安裝在光線充足、通風(fēng)良好，并且便于操作維修的地方。（3）對(duì)控制盤(pán)進(jìn)行搬運(yùn)、安裝時(shí)，需要確保控制盤(pán)上設(shè)備、油漆的完整性，不得出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。（4）安裝控制盤(pán)前，需要按照下列要求對(duì)其進(jìn)行檢查：控制盤(pán)面應(yīng)平整，表面漆層完好無(wú)損；控制盤(pán)的外形尺寸與安裝儀表孔的尺寸是否一致，同時(shí)按照設(shè)計(jì)規(guī)定，對(duì)控制盤(pán)的儀表、電氣設(shè)備的型號(hào)和規(guī)格等進(jìn)行檢查。（5）在震動(dòng)較大的地方安裝控制盤(pán)時(shí)，通常情況下需要設(shè)置墊橡皮等減震措施。（6）通過(guò)鍍鋅、鍍鎳或烤藍(lán)等防銹措施，對(duì)連接表盤(pán)的螺栓、螺母、墊圈等進(jìn)行處理。為了確保油漆、導(dǎo)線絕緣的完整性，通常情況下，不得在盤(pán)內(nèi)實(shí)施電焊、火焊，必要的情況下需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。（7）在安裝控制盤(pán)的過(guò)程中，需要符合下列要求：對(duì)于盤(pán)正面積正面邊緣的不垂直度通常控制在盤(pán)高的0.15%；對(duì)于相鄰兩控制盤(pán)的連接處，盤(pán)正面的平面度偏差控制在1mm。如果盤(pán)間的連接超過(guò)五處時(shí)，在這種情況下，盤(pán)正面的平面度偏差控制在5mm；對(duì)于各盤(pán)間的連接縫隙來(lái)說(shuō)，一般控制在2mm；對(duì)于相鄰兩控制盤(pán)頂部來(lái)說(shuō)，其水平度偏差控制在2mm，對(duì)于成列的控制盤(pán)來(lái)說(shuō)，其頂部水平度偏差一般控制在5mm。（8）為防火、防塵，盤(pán)底孔洞必須用松軟耐火材料嚴(yán)密封閉。

1.3 PLC系統(tǒng)的接地

接地裝置對(duì)于PLC系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著重要的安全保險(xiǎn)作用，我們?cè)谑┕ぶ袘?yīng)給予充分的重視。接地系統(tǒng)應(yīng)分以下四個(gè)子系統(tǒng)分別進(jìn)行，不得擅自搞混：（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接地；（2）交流電源工作接地；（3）機(jī)柜保護(hù)接地；（4）信號(hào)屏蔽接地。

1.4 PLC系統(tǒng)的通電檢查

1.4.1 檢查PLC裝置的接地系統(tǒng)和供電系統(tǒng)已滿足設(shè)計(jì)（制造廠）要求。會(huì)同監(jiān)理、制造廠家、業(yè)主填寫(xiě)檢查確認(rèn)單。

1.4.2 當(dāng)確認(rèn)接地系統(tǒng)和供電系統(tǒng)符合要求后，對(duì)PLC裝置進(jìn)行通電檢查，在送電過(guò)程中應(yīng)電壓對(duì)每臺(tái)設(shè)備逐一進(jìn)行，必要時(shí)要通過(guò)示波器，觀察PLC電流、電壓和頻率，并認(rèn)真做好記錄。

1.4.3 確認(rèn)電流電壓符合設(shè)計(jì)要求后，要對(duì)PLC設(shè)備連續(xù)通電24小時(shí)后，可以開(kāi)始進(jìn)行預(yù)熱老化。

1.4.4 一旦PLC系統(tǒng)送電后，未經(jīng)上級(jí)主管部門(mén)允許和批準(zhǔn)，系統(tǒng)不得擅自停電。

1.4.5 PLC設(shè)備連續(xù)通電24小時(shí)后，可以開(kāi)始進(jìn)行設(shè)備的系統(tǒng)調(diào)試。

2 安裝調(diào)試過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

PLC裝置這種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備，是整個(gè)工藝自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，是工藝生產(chǎn)的大腦。因此它的安裝調(diào)試愈發(fā)顯得重要。

PLC如果安裝和使用不當(dāng)就會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)故障引發(fā)安全事故，所以需要廠家在設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)中多方面配合才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)作。在安裝中應(yīng)注意以下六個(gè)問(wèn)題：

2.1 溫度

對(duì)于PLC來(lái)說(shuō)，其適宜的環(huán)境溫度通常情況下在0℃～55℃之間。因此，在安裝PLC的過(guò)程中，不能將其安裝在發(fā)熱量過(guò)大的元件下面，并且需要采取措施，確保四周有足夠大的通風(fēng)散熱的空間。對(duì)于PLC及外部電路來(lái)說(shuō)，其元器件構(gòu)成主要包括：半導(dǎo)體集成電路、晶體管和電阻、電容等，這些元器件運(yùn)行的可靠性和使用壽命，受到溫度變化的直接影響。PLC及I/O模塊、輔助電源等外部電路的工作溫度一般為0℃～55℃。

2.2 濕度

為了保證PLC的絕緣性能。空氣的相對(duì)濕度通常情況下控制在35%～80%。如果濕度過(guò)高，透過(guò)模塊上金屬表面的缺陷，使得水分侵入模塊的內(nèi)部，進(jìn)而在一定程度上惡化內(nèi)部元件，由于高壓、高浪涌電壓等，可能導(dǎo)致印刷版出現(xiàn)短路故障。反之，如果環(huán)境過(guò)于干燥，可能導(dǎo)致絕緣物體帶靜電，尤其是MOS集成電路，由于輸入阻抗比較高，受靜電感應(yīng)的影響會(huì)出現(xiàn)不同程度的

損壞。

2.3 振動(dòng)

在安裝PLC裝置的過(guò)程中，為了防止10～50Hz的振動(dòng)頻率或連續(xù)振動(dòng)，通常情況下，需要將PLC裝置遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的振動(dòng)源。對(duì)于PLC裝置來(lái)說(shuō)，當(dāng)超過(guò)自身的極限時(shí)，在一定程度上會(huì)造成電磁閥或斷路器誤動(dòng)作，進(jìn)一步導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松動(dòng)等不良后果。

2.4 空氣

對(duì)于PLC裝置來(lái)說(shuō)，由于對(duì)環(huán)境要求比較高，因此，在空氣避免出現(xiàn)腐蝕性、易燃性氣體，并且周?chē)諝庵胁荒芑煊袎m埃、導(dǎo)電性粉塵等雜質(zhì)，否則在一定程度上引起不良現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：空氣中混有塵埃，可能造成設(shè)備之間出現(xiàn)接觸不良，或者堵住濾網(wǎng)的網(wǎng)眼，進(jìn)一步升高盤(pán)、柜內(nèi)的溫度。

2.5 電源

對(duì)于電源線產(chǎn)生的干擾，PLC具有一定的抵制力。為了進(jìn)一步減少設(shè)備與地之間的干擾，通常情況下，在可靠性要求較高或電源干擾嚴(yán)重的環(huán)境中，安裝帶屏蔽隔離的變壓器。對(duì)于PLC來(lái)說(shuō)，其輸入端由直流24V輸出提供，因此選用直流穩(wěn)壓電源，解決輸入端使用外接直流電源的問(wèn)題。

2.6 停運(yùn)

對(duì)于PLC來(lái)說(shuō)，在不運(yùn)行的情況下，溫度、濕度的急劇變化可能引起結(jié)露，進(jìn)而在一定程度上降低絕緣電阻。金屬表面由于高壓漏泄，進(jìn)而出現(xiàn)生銹，進(jìn)一步惡化絕緣，甚至產(chǎn)生難以預(yù)料的事故。因此，系統(tǒng)一旦上電，未做好措施、未經(jīng)上級(jí)主管部門(mén)允許和批準(zhǔn)，系統(tǒng)不得擅自停電。

3 PLC系統(tǒng)的干擾來(lái)源及抗干擾措施

3.1 PLC系統(tǒng)的干擾來(lái)源

控制柜內(nèi)的高壓電器、大的電感性負(fù)載、布線混亂、來(lái)自信號(hào)線引起的干擾、來(lái)自接地系統(tǒng)混亂的干擾、來(lái)自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾、變頻器的干擾等都是出現(xiàn)在電廠PLC控制系統(tǒng)的干擾系統(tǒng)。

3.2 PLC系統(tǒng)的抗干擾措施

為了使PLC能夠正常工作就必須克服以上干擾，因此，我們?cè)谑┕ぶ行枰扇∠鄳?yīng)的抗干擾措施。

3.2.1 合理處理電源，對(duì)電網(wǎng)引入的干擾進(jìn)行抑制。在施工過(guò)程中，對(duì)于電源引入的電網(wǎng)干擾，通常情況下，通過(guò)安裝一臺(tái)帶屏蔽層，并且變化比為1∶1的隔離變壓器，進(jìn)而在一定程度上削弱設(shè)備與地之間的干擾，或者將PLC濾波電路串接在電源輸入端。

3.2.2 優(yōu)化電纜敷設(shè)工藝，減少干擾產(chǎn)生。（1）電纜敷設(shè)前對(duì)電纜的敷設(shè)路徑進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照電纜傳輸?shù)男再|(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，將高壓動(dòng)力、低壓動(dòng)力、控制信號(hào)、模擬量信號(hào)分層，均衡每層電纜橋架的電纜數(shù)量，避免不同信號(hào)的電纜相互干擾，這能直接的最大限度地減少干擾源。（2）電纜敷設(shè)前檢查所領(lǐng)用的電纜規(guī)格型號(hào)及電壓等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并有產(chǎn)品合格證。每軸電纜上應(yīng)標(biāo)明電纜規(guī)格、型號(hào)、電壓等級(jí)、長(zhǎng)度及出廠日期。電纜外觀完好無(wú)損，鎧裝無(wú)銹蝕、無(wú)機(jī)械損傷，光明顯皺折和扭曲現(xiàn)象。如有疑問(wèn)的電纜可作退庫(kù)處理，由業(yè)主與供貨商聯(lián)系，更換合格的電纜。（3）控制電纜與高壓電力電纜并行敷設(shè)或在220千伏及以上超高電壓配電裝置內(nèi)敷設(shè)，而且當(dāng)二次回路為晶體管控制或保護(hù)設(shè)備時(shí)，采用下列降低干擾的措施：一般選用具有金屬屏蔽的控制電纜；與高壓電力電纜并行敷設(shè)的控制電纜，在可能范圍內(nèi)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離；配電裝置內(nèi)不宜采用地面式無(wú)屏蔽的槽溝；配電裝置內(nèi)的電纜溝路徑選擇，在沒(méi)有其他條件限制時(shí)，宜距離偶合電容器、避雷器、避雷針位置遠(yuǎn)一些；必要時(shí)，可沿控制電纜并行敷設(shè)專(zhuān)用屏蔽線或附加金屬罩，也可選用絞對(duì)線型的控制電纜。

3.2.3 正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)。為了避免偶然發(fā)生的電壓沖擊，為了抑制干擾完善的接地系統(tǒng)是PLC抗電磁干擾的重要方式，一般情況下接地方式與信號(hào)頻率有關(guān)，當(dāng)頻率低于1MHz時(shí)，可用一點(diǎn)接地；在1～10MHz之間時(shí)，通常情況下，PLC控制系統(tǒng)采用一點(diǎn)接地，將所有地線端子和最近接地點(diǎn)相連接，以獲得最好的抗干擾能力；高于10MHz時(shí)，采用多點(diǎn)接地。接地系統(tǒng)接線和接地電阻值要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)（制造廠）圖紙的規(guī)定。各系統(tǒng)不得互相竄擾，不允許系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生多點(diǎn)接地的現(xiàn)象。對(duì)接線人員明確只在PLC盤(pán)柜側(cè)進(jìn)行屏蔽線接入，而其他就地一次元件及就地端子箱等設(shè)備無(wú)需接屏蔽線或接在空端子上。就可以避免屏蔽線兩側(cè)都接或漏接的情況出現(xiàn)。

3.2.4 抑制變頻器干擾。在啟動(dòng)、運(yùn)行變頻器的過(guò)程中，通常情況下會(huì)產(chǎn)生諧波，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)傳導(dǎo)產(chǎn)生干擾，進(jìn)一步造成電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變，使得電網(wǎng)的供電質(zhì)量受到不同程度的影響，為了將傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前我們?cè)黾恿烁綦x變壓器用來(lái)抑制。還有使用濾波器也可以起到抗干擾的能力。第二變頻器的輸出所產(chǎn)生的電磁輻射也會(huì)影響周?chē)O(shè)備的正常運(yùn)行，通過(guò)使用輸出電抗了減少變頻器輸出能量傳輸過(guò)程中線路產(chǎn)生電磁輻射。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電廠PLC控制系統(tǒng)的干擾問(wèn)題十分復(fù)雜，所以我們應(yīng)該在PLC的生產(chǎn)、安裝、維護(hù)過(guò)程中綜合考慮各種因素，逐一制定相應(yīng)的有效措施來(lái)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)作。筆者在各電廠工程PLC系統(tǒng)的實(shí)際安裝中，充分注意以上問(wèn)題，通過(guò)有針對(duì)性的措施消除各種干擾，使PLC的抗干擾明顯提高，誤動(dòng)作明顯降低。

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作者簡(jiǎn)介：孫谷豐（1974-），男，上海電力安裝第一工程公司工程師，研究方向：電廠熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技術(shù)。