抗干擾技術(shù)在臨渙選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、362008年第5期抗干擾技術(shù)在臨渙選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用宗世堂, 王巍, 李輝(平頂山中選自控系統(tǒng)公司, 河南平頂山467002摘要該文結(jié)合臨渙選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng), 從采用優(yōu)良電源、電纜選擇與敷設(shè)、完善接地系統(tǒng)、高端的P LC 選型和冗余網(wǎng)絡(luò)和利用P LC 軟件來減少干擾的五方面介紹現(xiàn)場(chǎng)干擾的處理措施。關(guān)鍵詞干擾P LC 選煤廠中圖分類號(hào)T M7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B臨渙選煤廠控制系統(tǒng)分為原煤系統(tǒng)、主廠房系統(tǒng)、中矸儲(chǔ)煤廠系統(tǒng)、精煤裝車系統(tǒng)4部分, 采用美國(guó)GE 公司的4套PACSystem RX 7I 系列P LC 完成全廠的控制, 工藝連接通過皮帶棧橋或管道相銜接, 而其生產(chǎn)性質(zhì)又是一個(gè)按時(shí)序分段

2、作業(yè)的有機(jī)結(jié)合體。系統(tǒng)采用分布式集中控制,CPU 框架在中央控制室內(nèi), 各控制I O 遠(yuǎn)程框架分布在各設(shè)備所在配電室。各配電室分布分散, 數(shù)量又多, 不可避免地遇到各種纜線接地、空間磁場(chǎng)、大型設(shè)備啟停、脈沖信號(hào)、變頻設(shè)備諧波等一系列干擾。在一年多的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中, 采用了如下幾種方法來避免或減少現(xiàn)場(chǎng)對(duì)P LC 控制系統(tǒng)的干擾。1P LC 蓋范圍廣, 感應(yīng)電壓和電流。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化、開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等, 都通過輸電線路傳輸。因此, 從改善電源質(zhì)量的角度來配備高質(zhì)量的UPS 和凈化電源十分必要。(1 寬輸入電壓及輸入頻率范圍。當(dāng)電網(wǎng)電壓(

3、頻率 超出UPS 的輸入電壓(頻率 范圍時(shí),UPS 會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)由蓄電池供電。這樣, 當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大時(shí), 輸入電壓(頻率 范圍窄的UPS 將會(huì)經(jīng)常起動(dòng)電池, 從而降低蓄電池的使用壽命。故應(yīng)選擇允許輸入電壓(頻3收稿日期:2008-05-05作者簡(jiǎn)介:宗世堂(1976- , 男, 河南平頂山人, 工程師, 在中選自控系統(tǒng)公司一直從事選煤廠的電氣設(shè)計(jì)、制造及工程安裝調(diào)試工作。率 范圍大的UPS 。(2 高輸出電壓穩(wěn)定度。(3 具有頻率相位自動(dòng)同步功能。頻率相位自動(dòng)同步, 能保證UPS 的輸出與市電輸入在頻率及相位上的同步, 避免UPS 系統(tǒng)逆變供電與旁路供電的轉(zhuǎn)換期間產(chǎn)生環(huán)流, 造成UPS 逆變器

4、損壞。(4 過載能力強(qiáng), 可短路保護(hù)。由于計(jì)算機(jī)等負(fù)載屬于整流型負(fù)載, 起動(dòng)時(shí)往往有較大的瞬態(tài)沖擊電流。因此選擇過載能力強(qiáng)的UPS 。交流凈化穩(wěn)壓, 與控制, , 提高了P LC 模塊的可靠性。臨渙選煤廠選用的APC 交流凈化穩(wěn)壓電源, 具有穩(wěn)壓范圍寬、反應(yīng)速度快、工作效率高、能長(zhǎng)期連續(xù)工作、可靠性強(qiáng)可消除電網(wǎng)中的各種干擾等特點(diǎn), 而且噪聲低、體積小、質(zhì)量輕, 可帶阻性、容性、感性負(fù)載。配有慢啟動(dòng)、過流保護(hù)及過壓保護(hù)電路。2通過選擇與敷設(shè)電纜降低電磁干擾與P LC 控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線, 總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此類干擾主要有兩種途徑:通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電

5、網(wǎng)干擾, 這往往被忽視; 信號(hào)線受空間電磁輻射感 應(yīng)的干擾, 即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾, 往往非常嚴(yán)重。 選用電纜時(shí), 應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1 開關(guān)量信號(hào)不容易受外界干擾, 可以用普通控制電纜傳輸。(2 數(shù)字脈沖信號(hào)頻率較高, 傳輸過程中易受外界(2 安裝抽拉式掃煤器后, 杜絕了積煤造成的膠3效果分析(1 以前由于托輥架銹蝕而較難轉(zhuǎn)動(dòng), 特別是在調(diào)整下調(diào)心托輥架時(shí), 用手調(diào)不動(dòng), 需借用其他工具, 容易造成安全事故。改造后, 膠帶運(yùn)送機(jī)的自動(dòng)調(diào)偏功能恢復(fù)如初, 調(diào)偏靈活, 節(jié)約了人力, 從根本上杜絕了托輥調(diào)偏難題, 保證裝車作業(yè)的安全順利進(jìn)行。帶跑偏現(xiàn)象。以前, 膠帶機(jī)尾三面有護(hù)欄, 清理積煤時(shí)

6、需要對(duì)護(hù)欄拆卸, 至少需要兩人配合?，F(xiàn)在一個(gè)人輕輕一拉一推, 清理工作即可完成, 解決了機(jī)尾衛(wèi)生處理量大難題, 降低了崗位人員的勞動(dòng)強(qiáng)度, 保證了機(jī)尾清煤的安全作業(yè)。2008年第5期干擾, 應(yīng)選用屏蔽控制電纜傳輸。(3 模擬量信號(hào)是連續(xù)變化的信號(hào), 外界的各種干擾都會(huì)迭加在模擬信號(hào)上而造成干擾, 因而要選用屏蔽線或帶防護(hù)的雙絞線。如果模擬量信號(hào)離P LC 較遠(yuǎn), 則應(yīng)采用電流傳輸方式。(4 P LC 的輸入輸出線要與動(dòng)力線分開, 距離在200mm 以上。如果不能保證上述最小距離, 可以將這部分動(dòng)力線穿鋼管, 并將其接地, 絕不允許將P LC 輸入、輸出線與動(dòng)力線高壓線捆扎在一起。(5 應(yīng)盡量減

7、少動(dòng)力線與信號(hào)線平行敷設(shè)的長(zhǎng)度, 否則應(yīng)增大兩者間的距離以減小噪聲干擾。一般兩線間距離為200mm 。當(dāng)兩線平行敷設(shè)的長(zhǎng)度在100200m 時(shí), 兩線間距離應(yīng)在400mm 以上; 平行敷設(shè)長(zhǎng)度在200300m 時(shí)候, 兩線間距離應(yīng)在600mm 以上。P LC 的輸入輸出線最好單獨(dú)敷設(shè)在封閉的電纜橋架內(nèi), 橋架外殼要良好接地, 不同類型的信號(hào), 如不同電壓不同電流類型的輸入輸出線, 不能安排在同一根多芯屏蔽電纜內(nèi), 而且在橋架內(nèi)應(yīng)隔開一定距離安放, 屏蔽層應(yīng)接地。在電纜敷設(shè)方面, 采用了雙電纜橋架敷設(shè)法, 將動(dòng)力電纜和控制電纜分開, 避免了動(dòng)力電纜對(duì)信號(hào)的影響。3完善接地系統(tǒng)37性, 專門針對(duì)中

8、、高檔OE M 、集成商和終端用戶設(shè)計(jì), 非常適合于需要開放式結(jié)構(gòu)、龐大的內(nèi)存、分布式I O 和高性能的集成解決方案。(1 所有的I O 接口電路均采用光電隔離, 使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與P LC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。(2 各輸入端均采用R -C 濾波器, 其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms 。(3 各模塊均采用屏蔽措施, 防止輻射干擾。(4 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。(5 對(duì)采用的器件嚴(yán)格篩選。(6 良好的自診斷功能。一旦電源或其它軟、硬件發(fā)生異常,CPU 立即采用有效措施, 以防故障擴(kuò)大。另外, 在P LC 的通訊方面, 主廠房采用雙CPU 熱備冗余系統(tǒng)。經(jīng)雙通訊網(wǎng)絡(luò)冗余和各系統(tǒng)P LC 分站

9、聯(lián)系, 大大增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。5利用P LC 軟件減少干擾(1 數(shù)字濾波法。軟件數(shù)字濾波是針對(duì)工作信號(hào)對(duì)P , 裝置1MH z 。所以,P LC 控制系統(tǒng)采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的P LC 系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式, 各裝置的柜體中心接地點(diǎn), 以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大, 應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式, 用一根大截面銅母線(或絕緣電纜 連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn), 然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面>22mm 2的銅導(dǎo)線, 總母線使用截面>60mm 2的銅排。接地極的接地電阻小于1, 接地極最好埋在距建筑物1015m 遠(yuǎn)處, 而且P LC 系統(tǒng)接

10、地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m 以上。信號(hào)源接地時(shí), 屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地; 不接地時(shí), 應(yīng)在P LC 側(cè)接地; 信號(hào)線中間有接頭時(shí), 屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理, 一定要避免多點(diǎn)接地。多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏蔽電纜連接時(shí), 各屏蔽層應(yīng)相互連接好, 并經(jīng)絕緣處理, 選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接地。4高端的P LC 選型和冗余網(wǎng)絡(luò)的某些特征, , 除, 就是采, 總會(huì)在倉(cāng)位空或者滿的時(shí)候發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)。通過軟件的比較模塊, 將輸入信號(hào)與平時(shí)經(jīng)驗(yàn)得出的上下限信號(hào)比較, 把范圍之外的數(shù)值剔除, 減少了料位的誤差。(2 PID 控制法。PID 控制長(zhǎng)期以來一直被廣泛用于溫度、液位、張力、

11、壓力、速度等過程控制系統(tǒng)中。PID 控制是比例(Proportional 、積分(Integral 和微分(Derivative 3種動(dòng)作的合成作用, 其作用是使被控制對(duì)象達(dá)到并保持于設(shè)定值( S V 。當(dāng)S V 發(fā)生變化時(shí), 能使受控對(duì)象快速達(dá)到新的目標(biāo)值。臨渙選煤廠的自動(dòng)補(bǔ)水閥就是采用PID 控制。(3 軟件陷阱技術(shù)。軟件陷阱, 就是用引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲到的因干擾導(dǎo)致亂飛的程序引向?qū)ｉT對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序, 使程序運(yùn)行納入正軌。也就是轉(zhuǎn)入到相應(yīng)的故障自動(dòng)恢復(fù)處理模塊上進(jìn)行處理, 使系統(tǒng)從受干擾的時(shí)刻, 即從死機(jī)或亂飛前的各種有效狀態(tài)開始工作。程序亂飛期間, 有可能破壞RAM 中的一些重要信息。因此, 必須檢查后方