提高热工程控系统可靠性的思考 关于会计信息相关性与可靠性的思考

　　【摘 要】随着科技的发展，一些微控制器的使用更使程控系统的灵活性大大提高，目前大多数大型的热工程控系统都已经完成了PLC改造。现在的程控系统都是由控制对象、系统结构、PLC三部分组成，主要是应用于火电厂的输煤系统、除灰系统等。本文将从多个角度来探究程控系统的可靠性，寻找可靠性降低的原因，并提出一些改进的措施。
　　【关键词】程控系统；可靠性；火电厂；PLC
　　引言
　　随着技术的不断进步，火电厂的自动化程度越来越高。程控系统是火电厂应用比较多的一种系统，多应用于输煤、除灰等控制。在输煤系统中它完成过程控制、流程操作、系统监视以及报表和查询等任务。在除灰中的程控系统主要是由PLC完成，相对而言是一个比较小的系统。这些系统都是电厂发电的重要组成部分，其可靠性直接影响发电厂的正常运转，对于电厂供电质量有特殊意义。
　　1 程控系统可靠性降低的原因
　　现在的系统控制期间都是比较先进的，无论是PLC系统还是工控机，本身都有一定的抗干扰能力，而且越是先进的控制器，抗干扰能力越强。但这并不是说只要控制器本身够先进就行，其他的设备由于运行环境要恶劣的多，工作线较长，尤其是一些远程站，它们所处的环境有许多强电设备，周围有复杂的电磁干扰。这些干扰对控制其本身的影响不是很大，但是对外围设备的干扰非常严重。
　　1.1 控制器系统故障
　　控制器是整个系统的大脑，它的故障影响较大，同时，各个部分的故障都有可能造成控制器的故障，控制其主要是工控机和PLC。电源故障，电源是长时间工作的部分，由于散热和干扰等问题很可能引起电压或电流的不稳定，出现脉冲电压和浪涌电流，这就容易造成故障，加上控制器一般对电源稳定性要求又比较高，所以，电源故障经常导致控制器的损坏。对PLC系统而言，I/O模块在PLC的最外边，是最容易发生故障的部分，它的信号线受到干扰的可能性很大，容易使信号的高低电平发生转变，造成控制器的控制输出错误，这大大降低了I/O模块的测量精确度，甚至造成I/O模块的损坏。通常程控系统都会降低各部分的耦合度，把风险分散化，也就是隔离性能要好。一些隔离性差的系统会出现信号相互干扰的问题，造成共地系统总线有回流，这样就会导致逻辑错误，控制器控制失灵，出现误动和死机。PLC系统由于系统信号干扰造成I/O模块损坏的情况经常发生，事故也比较严重。另外，程控系统的外围设备一般会有较大的震动，这种震动也会造成线路或者信号的故障。
　　1.2 控制设备现场故障
　　现场故障通常会有两个方面的问题，一个是PLC的输入问题，另一个是执行机构执行错误。PLC输入信号错误，这种情况的发生是很经常的，导致的原因也是多方面的，总结如下：限位开关或拉绳开关等保护元件由于长时间工作，受到灰尘堵塞，老化腐蚀，磨损等原因会出现失灵，使得PLC的输入量出现差错；继电器触点的不稳定性，例如抖动等，这容易造成计数、累计、运算等逻辑错误，自然就出现错误的控制信号；电缆端子箱故障，导致信号新出现断路、短路等故障，不能正常传输信号；传感器是信号采集的元件，传感器一旦出现故障采集的信息自然不准确，传送给PLC的信号自然就是错误的，这就造成控制错误；I/O模块本身也有触点，触电的接触不良，不能正常工作等问题。执行机构出错，这种错误主要是由三个方面的原因导致。首先是控制器负载出现问题，主要是接触器不能准确动作，简单说就是PLC即使下达了命令，执行机构不能动作或者执行错误。其次，变频器本身出现问题，变频器控制的电机不能按要求动作。最后，各种电磁阀和电动阀不能正常工作，由于执行机构没能按照PLC的命令执行动作，系统必然出现故障，这极大地降低了系统的可靠性。
　　2 提高程控系统可靠性的思考
　　从实际的经验来看，上世纪的程控系统不很完善时PLC和工控机的故障更多一些，但是，随着技术的不断进步，近些年控制器技术越来越成熟，PLC和工控机本身的质量和抗干扰性越来越好，所以现在工控系统的故障多出现在执行机构和外部设备。下面笔者给出以下几条建议。
　　2.1 元件选择，要想让系统整体性更可靠，首先必须保证各个元件的可靠性，元件出现故障必然导致系统的故障。选择可靠性元件组成系统，这是确保系统可靠性的第一步，也是最基础的一步。
　　2.2 电源的选择，电源的性能对抑制错误信号有不可或缺的作用，电源的稳定可以保证信号的正确。在PLC的程控系统中，电源是非常关键的基础元件，占有重要地位。干扰信号会通过电网传递到PLC的供电电源以及继电器供电电源，还有一些与PLC直接相关连的电气仪表的电源。好的电源是整个系统最基础的保证，电源的稳定性对系统的稳定性有决定性作用。
　　2.3 信号隔离。现场的I/O模块和现场设备之间在信号传递上要经过继电器的隔离，以满足各器件工作电压的稳定。同时，让I/O信号和PLC设备在电路上分开，为实现这一目标，可以采取以下措施：首先，采用继电器隔离后继电器动作功率较大而现场干扰信号仅有足够的电压而没有足够的电流难以使继电器动作，这样可以有效地解决输入回路抗干扰问题。其次，继电器的耐过电压和地电流冲击的能力很强，可以避免过电压和过电流对信号的干扰，这种过电压和过电流很可能导致PLC模块的损坏。最后，继电器可以很好地切断噪声的传播通道，同样可以避免形成接地电流。
　　2.4 接地屏蔽。在程控系统中，良好的接地是消除电路电流经公共地线阻抗时产生的噪声电压，同时消除磁场和电位差的影响，避免了地环路的形成，接地就是抑制干扰，促使系统更可靠的重要措施。另外，在程控系统中，包括PLC模块、电源模块、继电器等都是放在控制柜内的，这种措施对减少电磁干扰很有效果。噪声产生的最根本因素是传输导线引入的，所以必须对到导线采取措施，屏蔽导线的干扰。对I/O信号可以使用完全屏蔽的信号电缆。接地措施和屏蔽措施的结合，可以很有效的减少干扰，提高系统的可靠性。
　　2.5 软件容错问题。火电厂的运行环境比较恶劣，以输煤系统为例，不仅干扰信号多和杂，而且传输的距离也很长，在导线传输中信号的误差在所难免。为了避免这种错误信号的干扰，提高运行可靠性，PLC必须在软件方面及时辨别出错误，并能够采取有效措施排除错误信号，这就需要软件容错。这种技术是现在经常用到的，它可以有效避免一些不会产生严重后果的错误信号，比如防止接触点抖动错误警报。其实，就是在发现错误信号后先延时一段时间，看看到底是不是错误信号，还是只是一些小的干扰，这得基于干扰都是脉冲信号。
　　3 结束语
　　程控系统都是由控制对象、系统结构、PLC三部分组成，程控系统在火电厂的应用非常广泛，主要是在输煤系统和除灰系统中，本文笔者主要介绍了影响程控系统可靠性的因素，并提出了一些改进的措施，改善可靠性。希望这些对同行有所帮助。
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