基于PLC的電力系統自動化設計

孫家鑫

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714197

摘要：電力系統設計成為電力工程自動化設計的重點，也是電力系統是否能夠正常運作的重點。電力系統設計是未來電力發展的方向和目標。因此在電力工程中將系統自動化設計水平有效提高是電力行業今后發展的關鍵，能夠在最大程度上降低成本以及節省供電資源，在確保電力系統安全的基礎上，還能夠根據以往經驗進行總結并且有效提高。

關鍵詞：PLC；電力系統；自動化設計

隨著社會的飛速發展，電力供應已經成為社會發展的關鍵，對國家經濟的發展起到促進的作用。PLC的電力系統自動化設計就是指可編程控制器對電力系統自動化設計，對國家電力行業的生產都有重要影響，因此為了節約耗電能源，引進PLC的電力系統自動化設計是目前最為有效的電力壓力的解決措施。

1 PLC概述

PLC就是指可編程控制器，在現代電力系統中屬于最新型的控制類型裝置，是在計算機技術基礎上展開的。我國國際電工委員會對PLC有明確的定義，其中確定PLC是一種電子裝置，是根據大規模的集成電路技術以及生產工藝責成的，PLC內部本身就具有較高的可靠性，在工作期間能夠保持無故障。PLC有自我檢測的功能，在硬件出現故障時能夠報警以此保證系統的可靠性。PLC電力系統的自動化設計將會是我國電力系統的突破，能夠在完善功能的同時并且能夠節省供電資源，保證資源環境的同時還能夠保證系統安全，電力系統安全與否決定是否能夠順利運行，并且有效解決電力以及電壓帶來的壓力[1]。

2 基于PLC的電力系統自動化設計

本次設計的總體方案就是對PLC電力系統自動化的控制系統進行設計，對其中的硬件以及軟件部分進行詳細分析并且對其設計策略展開分析。PLC電力系統的設計與優化是保證我國電力產業發展的關鍵，因此PLC的電力系統自動化設計在今后電力行業發展中應當被視作重點。

2.1 PLC電力系統硬件部分的設計

在硬件部分設計過程中，本次對4個部分進行詳細分析，其中有1、控制面板的設計；2、互感器的設計；3、判別檢測電路的設計；4、模塊分析，以上四種設計都是在PLC電力系統中重點應用的。

2.1.1 控制面板的設計

在控制面板的設計過程中，要求操作簡單方便，并且控制面板能夠具備功能齊全的特點，在設計功能上大概分為以下幾點，1、顯示電壓以及電流功率因子；2、顯示投切狀態；3、顯示理想功率因子的范圍，外殼是控制面板的主容器，其中還包含電網狀態LED顯示、電容器投切狀態顯示以及按鈕。

2.1.2 互感器的設計

在供電線路中電壓以及電流之間的差異較大，在設計過程中應當轉換電流并且統一電流，能夠便于二次儀表器測量，由于線路電壓較高，因此危險相對較大，這就體現互感器變流以及電氣隔離的作用。互感器的設計在PLC電力系統硬件部分的設計中是重點項目[2]。

2.1.3 判別檢測電路的設計

在電路設計過程中相位差最為常見，主要是指電壓超前以及滯后時電流的差值，因此在設計過程中要對電流的大小以及電流超前、滯后都要進行測量，測量時想要輸入同頻率的信號，能夠在兩路信號頻率相同時再進行測量，并且要采用周期數取值的形式進行精度的提高。

2.1.4 模塊分析

模塊由中央處理器模塊以及模擬兩輸入接口模塊組成的，其中模擬量輸入接口模塊有較多的類型以及各種范圍，但不論是哪種形式的模塊除了四路不同外，內部的構造都是一樣的，位數越多就要選擇位數較多的模擬量模塊進行分辨，在電壓輸入輸出的過程中利用高精度的模擬模塊進行調整，以此保證范圍。而中央處理器模塊起到核心的作用，按照PLC的系統程序進行儲存，掃描現場數據存到中央處理器中能夠判斷電路工作中出現的錯誤等。

2.2 PLC電力系統軟件部分的設計

本文對PLC電力系統軟件部分三點設計進行分析，分別是1）投切部分；2）A/D轉換部分；3）PLC編程器部分，以下就是具體分析。

2.2.1 投切部分

在進行電力系統電壓劃分的過程中，應當選擇最好控制的順序以及電壓設備進行無功電壓的進入，電壓的控制范圍應當按照逆調壓的原則，當變壓器超過電壓曲線的規定范圍以及允許的偏差分為時，就要根據相關偏移量進行投切指令以及變壓器中的指令的整定，以此保證調整電壓以及無功潮流的效果[3]。其運作流程是，系統采集數據，電壓分析模塊以及無功分析模塊，形成變壓器分結構指令或是形成電容器投切指令后判斷是否能夠投入或切除電容，安裝報警裝置，最后控制中心執行指令。

2.2.2 A/D轉換部分

A/D轉換部分一般是由10個輸入點或是11個輸入點，輸入點分為1相位判斷開關，24電壓以及電流功率的開關，56上下限預設開關，78加減0.1按鈕，910加減0.01的按鈕.輸出點一般分為，14電容器的投切顯示，5報警器開關，67LED顯示開關，8114組電容器投切動作以及續電器的開關。

2.2.3 PLC編程器部分

在PLC 編程器的設計過程中，一般都是采用Fx10PE，Fx10PE就是手持式編程器與PLC相連接以此滿足程序的寫入以及監控。Fx10PE的主要功能是，讀出控制程序、編程或修改程序、插入增加程序、刪除程序、監測PLC的狀態、改變監視器件的數值以及其他簡單的程序。Fx10PE的組成部分是由液晶顯示器以及橡膠鍵盤等，該鍵盤與其他鍵盤不同，其中有功能鍵、符號、數字以及指令鍵，當Fx10PE與FX0 PLC相連接時，采用FX20PCAB0電纜，與其他PLC連接過程中則需要采用FX20PCAB類型的電纜。Fx10PE手持編程器一般都是由35個按鍵組成。

3 總結

在我國全面發展中，電力企業已經成為發展的重點，而在電力企業的發展中PLC也就是可編程控制器的電力系統自動化設計對電力工程有著重要的影響。因此只有完善PLC電力系統的自動化設計體系才能夠促進電力事業的發展，在今后應當制定合理的計劃方案，做好預測以及分析，合理的將電源進行分配，以此能夠促進我國電力行業的發展。

參考文獻：

[1]徐向陽，魏璐.電力系統自動化設計與PLC的運用研究[J].科技創新與應用，2016，（35）：236.

[2]王海青.基于PLC的電力系統自動化設計[J].電子技術與軟件工程，2016，（12）：143.

[3]李德倉，孟建軍，張參參，楊艷梅.基于PLC的電力機車整備作業控制系統設計與實現[J].微計算機信息，2012，（02）：3840.