PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用分析

王猛

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷進步，PLC的功能不斷向?qū)I(yè)化與增強化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的具體特點發(fā)展出相應(yīng)的專業(yè)化程度較高的PLC產(chǎn)品，以此來進一步提高PLC的適用性。此外，PLC正逐漸向小型化方向發(fā)展，產(chǎn)品體積越來越小，但是系統(tǒng)可靠性卻越來越高，功能越來越強，以滿足自動化工程的應(yīng)用需要。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，對PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用進行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：PLC；電力系統(tǒng)自動化；應(yīng)用

PLC，即可編程控制器是為了工業(yè)環(huán)境下使用，而設(shè)計的一種可編程邏輯控制系統(tǒng)，其定義表現(xiàn)為：PLC采用可編程的儲存器，用在系統(tǒng)內(nèi)部儲存程序，執(zhí)行計數(shù)與算術(shù)運算、定時、順序控制、邏輯運算等功能，然后通過模擬式或者數(shù)字式的輸入與輸出，控制各種類型的機械或者生產(chǎn)過程。由此可見，PLC能夠完成程序儲存、執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)處理，并實現(xiàn)輸入信號至輸出信號的變換，PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用，顯著的提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化水平。

1 PLC的特點

（1）系統(tǒng)設(shè)計、安裝以及維修方便。PLC用軟件功能替代了繼電控制系統(tǒng)中大量的計數(shù)器、時間繼電器、中間繼電器等，設(shè)計以及安裝接線的工作量明顯降低，由于PLC的故障率相對較低，并且具有比較完善的診斷功能，當(dāng)發(fā)生故障時，可以在PLC發(fā)出警報，并在編輯器或者二極管上提供故障的相關(guān)信息，便于維修人員迅速的感到故障現(xiàn)場，將故障排除。

（2）編輯方法簡單。PLC配備有容易掌握與接受的梯形圖語言，該種編輯程序元件的表達方式與符號和繼電器控制電路的原理圖十分相似，因此其編輯方法相對簡單，便于掌握。

（3）可靠性高。電力系統(tǒng)生產(chǎn)對電氣控制設(shè)備的可靠性要求相對較高，要求控制系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力。PLC在設(shè)計與制造的過程中，采取了一系列的可靠性措施，能夠在惡劣的環(huán)境下持續(xù)、可靠的工作，其平均無故障時間高達數(shù)萬小時，并且故障修復(fù)時間相對較短，具有很高的可靠性。

（4）功能強大。PLC的功能包括D/A與AD轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算、定時、計數(shù)、邏輯運算等眾多功能，目前，PLC應(yīng)用最廣泛的是順序控制以及邏輯運算控制對模擬量進行控制。

（5）通用性強。PLC配備有齊全的各種硬件裝置，產(chǎn)品的模塊化以及系列化，還能夠修改用戶程序，便于系統(tǒng)快速的適應(yīng)各種應(yīng)用條件的變化。

2 PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的實踐

（1）開關(guān)量控制。開關(guān)量控制通常包括兩個部分，即備用電源自動投入裝置和斷路器控制。其中，備用電源自動投入裝置是PLC控制系統(tǒng)的一個產(chǎn)品，該種裝置可以根據(jù)電力系統(tǒng)的需求啟動或者選擇作為備用電源，其自身具有判斷能力，以電力系統(tǒng)設(shè)備的運行信號作為啟動的依據(jù)，進而保證電力系統(tǒng)能夠在不良的環(huán)境中仍然能夠正常的工作。由此可見，備用電源自動投入裝置具有的處理數(shù)據(jù)以及邏輯判斷功能，在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用，提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力，為電力系統(tǒng)的便利性以及可靠性提高了保障。斷路器控制和傳統(tǒng)的電磁繼電器相比，現(xiàn)代的斷路器控制更加可靠與安全。傳統(tǒng)的電磁繼電器需要大量的電磁元件，接線非常復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)的故障率相對較高，并且系統(tǒng)的維修工作也相對困難，降低了系統(tǒng)的可靠性和安全性。PLC控制系統(tǒng)引用軟繼電器替代傳統(tǒng)的電磁繼電器，能夠通過分閘操作對電力系統(tǒng)的實際狀況進行控制，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，將會發(fā)出相應(yīng)的指示信號。由于PLC控制系統(tǒng)具有很高的自動性能，具備了簡化輔助開關(guān)以及簡化電路控制接線的數(shù)量等優(yōu)勢，顯著的提高了電力系統(tǒng)的自動化和可操作性。

（2）順序控制。電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)發(fā)展的三個階段分別為人力控制、強電控制、計算機控制，隨著節(jié)能減排要求的不斷提高，電力企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，越來越重視生產(chǎn)過程中的能源消耗，傳統(tǒng)的人力控制以及強電控制已經(jīng)遠遠不能滿足電力系統(tǒng)的要求，越來越多的電力企業(yè)開始應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)蝹€生產(chǎn)流程進行單獨控制，并且還能夠通過信息模塊的連接以及通信總線，對電力系統(tǒng)的整個生產(chǎn)過程進行控制。PLC在電能生產(chǎn)系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)中的輸煤系統(tǒng)、化學(xué)水系統(tǒng)、除渣和除灰系統(tǒng)中得到了廣范的應(yīng)用。以化學(xué)水系統(tǒng)為例，其中電機、閥門多達數(shù)百個，需要按復(fù)雜的工藝進行動作，在沒有PLC的情況下需要多位運行人員進行操作，引入PLC后，所有設(shè)備按照程序自動運行，大大減少運行人員的人數(shù)，并且沒有誤操作。運行人員只需在集中控制室中，通過顯示屏對設(shè)備以及整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與控制，以此提高系統(tǒng)的成產(chǎn)效率以及自動化程度。在PLC主機中，輸入與輸出電源不存在任何關(guān)系，因此兩者在操作的過程中不會發(fā)生相互的影響，在供電系統(tǒng)中采用光電耦合的方式，能夠提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。PLC控制系統(tǒng)中的循環(huán)掃描方式，能夠在CPU的作用下對電力系統(tǒng)中的所有電路進行檢測，能夠準(zhǔn)確的找出系統(tǒng)中存在的漏洞。此外，PLC系統(tǒng)原則控制元件的要求也非常嚴(yán)格，各個元件都具備了屏蔽的性能，能夠有效的避免輻射作用對元件造成的傷害，系統(tǒng)在每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都按照既定的程序進行控制，這樣在很大程度上提高了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。

（3）自動安全保護。電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運行的復(fù)雜大系統(tǒng)。在這個復(fù)雜大系統(tǒng)中，PLC在安全性上具有不可替代的重要作用。以汽輪機的緊急跳閘系統(tǒng)為例，系統(tǒng)采用冗余的PLC，以保證機組在緊急情況下迅速關(guān)閉汽輪機所有進汽閥，停止汽輪機運行。一個PLC的平均無故障時間為兩萬小時，采用冗余配置后更加降低了PLC的故障率，這樣即實現(xiàn)了自動保護，又大大提高了安全性及穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

綜上所述，近年來PLC廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動化工程中，在電力系統(tǒng)的開關(guān)量控制、順序控制和安全回路方面，均發(fā)揮著不可獲取的重要作用。PLC編程方法簡單、可靠性高、功能完善，易于電力控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試、安裝與維修。由于PLC具有數(shù)據(jù)處理功能，能夠促進電力系統(tǒng)自動化的有效實現(xiàn)。隨著信息技術(shù)的不斷進步，PLC的功能不斷向?qū)I(yè)化與增強化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的具體特點發(fā)展出相應(yīng)的專業(yè)化程度較高的PLC產(chǎn)品，以此來進一步提高PLC的適用性。此外，PLC正逐漸向小型化方向發(fā)展，產(chǎn)品體積越來越小，但是系統(tǒng)可靠性卻越來越高，功能越來越強，以滿足自動化工程的應(yīng)用需要。。

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