ＰＬＣ在上標(biāo)電廠的應(yīng)用淺談

章程英

[摘要]上標(biāo)電廠在進(jìn)行自動(dòng)化改造、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造后，大量使用PLC，主要對PLC進(jìn)行簡要的介紹，并對PLC在上標(biāo)電廠的使用情況、如何正確使用PLC以及PLC程序編寫的原則進(jìn)行介紹和討論。

[關(guān)鍵詞]PLC 水電廠 自動(dòng)化 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0310129－01

一、前言

上標(biāo)電廠有兩臺(tái)8000KW的沖擊式機(jī)組，于1990年7月投產(chǎn)運(yùn)行，經(jīng)過前幾年的自動(dòng)化改造和2002年-2003年的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)改造，上標(biāo)電廠實(shí)現(xiàn)了“遙測、遙調(diào)、遙信、遙控、遙視”五遙，PLC也在上標(biāo)電

廠得到了廣泛的應(yīng)用。

二、PLC簡介

PLC(Progrmmable Logic Controllre)——可編程序控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。PLC實(shí)質(zhì)上是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本與微型計(jì)算機(jī)相同。由于PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)等方面能力的大幅度提升，使得PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位日顯重要。

三、PLC在上標(biāo)電廠的實(shí)際應(yīng)用

傳統(tǒng)的水電廠順序控制是由繼電器控制屏來實(shí)現(xiàn)的。由于設(shè)備體積大、動(dòng)作速度慢、界限復(fù)雜，通用性、靈活性較差、維護(hù)工作量大，維修也相當(dāng)困難，特別是可靠性差，沒有計(jì)算和存儲(chǔ)功能，與水電廠的其他計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能夠連接需要許多接口設(shè)備，而PLC控制系統(tǒng)克服繼電器控制的弱點(diǎn)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，為工業(yè)自動(dòng)化提供了幾乎完美的現(xiàn)代控制裝置。在水電廠的機(jī)組工況快速轉(zhuǎn)換、水機(jī)故障事故保護(hù)、各主輔和公用設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測、各種設(shè)備的順序控制、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作等方方面面，PLC正發(fā)揮著越來越廣泛的作用。下面就把PLC在上標(biāo)水力發(fā)電廠的實(shí)際應(yīng)用作一個(gè)說明。

1．監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元：作為監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的最主要組成部分。在這個(gè)現(xiàn)地控制單元里，作為下位機(jī)的PLC單元不僅承擔(dān)著機(jī)組、公用設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，承擔(dān)著機(jī)組開停機(jī)和所屬各種設(shè)備的起停、分合順序控制，還承擔(dān)著網(wǎng)絡(luò)通訊的功能。在機(jī)組單元的順序控制中，PLC的順控流程還實(shí)現(xiàn)了機(jī)組有無功高中低速PID調(diào)節(jié)、調(diào)速器油罐自動(dòng)補(bǔ)氣控制、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置自動(dòng)投退控制、調(diào)速器油罐自動(dòng)輪換及起動(dòng)情況統(tǒng)計(jì)等功能。溫度量是監(jiān)測各部件狀態(tài)的重要模擬量，在我廠以往的采用的幾中溫度巡檢裝置中，幾個(gè)普遍的問題就是采集的溫度量誤差大、采集不穩(wěn)定、通道容易壞，自從采用GE公司PLC的RTD溫度量模塊后，以上問題得到了根本的解決，但一個(gè)新的問題是價(jià)格太高。

2．微機(jī)保護(hù)：原先所有的保護(hù)回路都是用各種繼電器組成的，弊端很多。現(xiàn)采用PLC控制的微機(jī)保護(hù)，提高了保護(hù)的可靠性，減少了維護(hù)工作量，調(diào)試方便，美觀大方。且便于與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通訊。

3．PLC調(diào)速器：PLC調(diào)速器以可編程控制器(PLC)為調(diào)節(jié)控制核心，配以機(jī)械液壓執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成。PLC調(diào)速器具有按空載、負(fù)載頻率、負(fù)載功率和負(fù)載開度四種工況自動(dòng)變參數(shù)調(diào)節(jié)的功能。當(dāng)調(diào)速器收到開機(jī)信號(hào)后，調(diào)速器輸出使接力器打開，將機(jī)組開啟，網(wǎng)頻正常時(shí)，自動(dòng)跟蹤網(wǎng)頻。當(dāng)機(jī)組頻率上升至90%額定轉(zhuǎn)速以上時(shí)，調(diào)速器完成開機(jī)過程，轉(zhuǎn)至空載循環(huán)且投入PID運(yùn)算，如果機(jī)頻斷線或測頻模塊故障，則調(diào)速器將開度限至最小的空載開度。

不僅如此，在我廠PLC還被廣泛應(yīng)用到壓力鋼管監(jiān)控系統(tǒng)控制、水情測報(bào)系統(tǒng)及勵(lì)磁系統(tǒng)控制等各個(gè)方面。無孔不

入的PLC系統(tǒng)已經(jīng)攻克了我廠二次控制的任一個(gè)堡壘。

四、PLC使用的注意事項(xiàng)

盡管PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的功能強(qiáng)大、可靠性相當(dāng)高，但在實(shí)際應(yīng)用中如果不正確使用和配置輸入輸出元件、不正確配置信號(hào)電纜和控制電纜、不正確處理接地問題，將大大降低PLC控制的可靠性，甚至造成不可想象的惡劣后果。

1．輸入信號(hào)回路和輸出控制回路：對于輸入信號(hào)回路，包括開關(guān)量和模擬量，應(yīng)選擇可靠性較高的變送器和各種開關(guān)，防止各種原因引起傳送信號(hào)線短路、斷路或接觸不良，另外在編寫梯形圖時(shí)可增加數(shù)字濾波部分，減少輸入信號(hào)錯(cuò)亂的機(jī)率，還可以利用信號(hào)之間實(shí)際的關(guān)聯(lián)關(guān)系來判斷信號(hào)的可信程度，提高輸入信號(hào)的可靠性。對于輸出控制回路，當(dāng)輸入信號(hào)輸入后，PLC輸入控制信號(hào)至輸出回路，讓執(zhí)行元件動(dòng)作，而對于執(zhí)行元件是否正確動(dòng)作，PLC也應(yīng)該及時(shí)判斷并正確報(bào)警。

2．電纜配置：在電纜的配置方面，一定要遵循強(qiáng)弱電、交直流電分開的原則，模擬量應(yīng)使用雙屏蔽電纜。配置不當(dāng)不僅影響信號(hào)的正確輸入，而且還極有可能對模塊造成毀滅性的損壞。

3．接地抗干擾：在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中，共模干擾和差模干擾、來自空間的輻射干擾和外引線的傳導(dǎo)干擾、接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾、來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾都給PLC帶來了相當(dāng)?shù)挠绊憽LC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號(hào)交換頻率一般都低于1MHZ，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的PLC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。

五、PLC程序編寫原則

在編制程序時(shí)，首先要合理劃分模塊，其次是合理利用指令，嚴(yán)格注意信息名稱定義，然后經(jīng)過單塊調(diào)試、軟硬件聯(lián)調(diào)與系統(tǒng)總調(diào)。為了防止某些程序錯(cuò)誤或其它問題，在調(diào)試時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)，若直接投入實(shí)際運(yùn)行，可能會(huì)對被控設(shè)備造成不可預(yù)知的后果，造成不必要的損失，所以，對程序工作還必須經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)，才可以投入實(shí)際現(xiàn)場工作。

在編程過程中，為了防止所編程序出錯(cuò)，應(yīng)注意遵守下列規(guī)則：

1．如某一梯段中有一個(gè)過渡線圈，則它必須是本梯段中僅有的線圈。梯段的功能后面不能帶觸點(diǎn)。2．每個(gè)梯段中，只有一個(gè)JUMP或MCR命令，它必須是梯段的最后指令，且本梯段不能有線圈。在同一程序段內(nèi)，不能存在有兩個(gè)或兩個(gè)以上相同編號(hào)的線圈。3．在線圈、跨接線、MCR、功能或垂直線前，一個(gè)梯段至少要有一個(gè)觸點(diǎn)，不允許短路。梯段必須由正確的嵌套符號(hào)組成，不能有分支進(jìn)入或走出其它分支。4．在梯段的功能周圍不能有分支，在包含功能的梯段中，不能從垂直線引出副路徑，除非副路徑直接引到線圈。5．一般來說，從左向右順序執(zhí)行梯段元素，在一系列并聯(lián)的分支內(nèi)，從第一個(gè)并聯(lián)分支首先執(zhí)行，第一個(gè)副路徑首先執(zhí)行。

PLC是好，但也需要我們正確使用，同時(shí)還需提高人員素質(zhì)。我廠就很好的應(yīng)用了PLC，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了“五遙”，以后PLC將在我廠得到更廣泛的應(yīng)用，相信 PLC也必將在各個(gè)水電廠發(fā)揮越來越大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]PLC在水電廠應(yīng)用與編程，長沙理工大學(xué)電氣學(xué)院，朱文杰.

[2]PLC基礎(chǔ)知識(shí)簡介，杜學(xué)強(qiáng).