基于PLC在電氣防誤操作系統控制與功能應用分析

黃麗兵 嚴永林

摘 要：我國電力工業正在蓬勃發展，防誤操作系統是為了實現電力設備安全運行的必備設備，文章就采用PLC和監控主機實時監控進行防誤操作控制與功能分析作一些探討與分析。目的是在滿足電氣“五防”前提下，提高電氣安全操作水平。設備安全可靠的運行，盡量減少事故的發生。

關鍵詞：防誤操作系統；電磁鎖；PLC可編程序控制器；監控主機

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）34-0168-02

Abstract： The electric power industry of our country is developing vigorously， and the anti-misoperation system is the necessary equipment to realize the safe operation of the electric power equipment. This paper makes some discussion and analysis of using PLC and the real-time monitoring of the monitoring host computer to carry out the anti-misoperation control and function analysis. The purpose is to improve the operation level of electrical safety under the premise of meeting the requirements of "five precautions". Safe and reliable operation of the equipment is more likely to reduce the occurrence of accidents.

Keywords： error-proof operating system； electromagnetic lock； PLC programmable controller； monitoring host computer

1 PLC在電氣防誤操作系統控制理念概述

可編程序控制器（Programmable Controller）是一種數字運算操作的電子系統，專門在工業環境下應用而設計。在本系統中主要用于執行電氣防誤操作系統下達的操作指令，并通過數字或模擬的輸入信號采集和輸出接口控制各種類型的電磁鎖。

2 電磁鎖和電磁鎖與電腦鑰匙結合的系統及PLC在電氣防誤操作系統控制基本原理

（1）電磁鎖：采用間吸式原理，在有電壓時，指示燈亮，按下行程開關按鈕，串聯的線圈通電，鎖栓釋放，磁鎖即可開鎖。

（2）電磁鎖與電腦鑰匙結合的系統基本原理：通過安裝在電腦的防誤操作系統，先模擬操作一遍，把操作程序下達到電腦鑰匙，操作人員通過電腦鑰匙打開相應的電磁鎖。

（3）PLC在電氣防誤操作系統控制基本原理：由監控主機和多個PLC可編程序控制器組成的分布式監控系統，PLC安裝在現場，實時采集各種開關量，如斷路器開關的分合狀態，臨時接地線位置，接地開關的分合狀態等信息。監控主機和PLC可編程序控制器通過RS485通信網絡進行數據傳輸，監控主機采集到各種信息后，由電氣防誤操作系統進行分析判斷，如有異常情況及時發出告警信號。正常工作時由電氣防誤操作系統按防誤規則生成操作票，同時向PLC可編程序控制發出指令，按操作票中的程序進行操作。

3 基于PLC的電氣防誤操作系統組成及框架（見圖1）

4 由于電氣防誤操作系統采用PLC和系統微機相結合，可實時監控進行防誤操作，它與普通的電磁鎖、電磁鎖與電腦鑰匙結合的系統相比較具有以下優點：

（1）操作時間短；（2）維護，擴容容易；（3）能進行組網；（4）能進行遠程控制；（5）適應性好；（6）性能價格比高。

5 電氣防誤操作系統中相關的功能

5.1 防誤操作功能

（1）在監控主機編制的操作票后，模擬操作一遍。在滿足電氣“五防”的情況下，下達執行指令。PLC可編程序控制器收到監控主機的指令后，按操作票的順序接通第一個電磁鎖的電源，操作人員按操作票進線操作。

（2）如果操作人員誤走錯間隔，操作與操作票無關的設備時，電氣防誤操作系統發出聲光報警信號和語音提示。從而保證操作人員只能按照操作票的程序執行，操作中不可能漏項，也不可能跳出本次操作，進行下一項操作。因為只有當本次操作正確按操作票完成后，下一個電磁鎖才能接通操作電源。確保每次操作的唯一性。

（3）如果本次操作不到位，或是在操作中途停下來。則電磁鎖的信號接點不能提供給PLC正確的位置信號。監控主機是不能發出下一步操作指令的。在現實生活中應考慮自然因素的影響，如風速大或空氣潮濕，造成電磁鎖發出錯誤的信號，影響監控主機判斷。針對不同類型機構分別分析防誤操作的可能性，采取不同的具體措施，保證電氣防誤系統設備安全可靠的運行。

5.2 遠程監控功能

監控系統目前可已實現“四遙”功能。電氣防誤操作系統利用PLC可編程序控制器采集電磁鎖的實時狀態，上傳到監控主機，保證電氣一次方案圖的狀態與現場設備狀態一致，其圖形符合GB/T 4728的規定，斷路器，隔離開關的分合表示符合電力系統的有關規定；同時把相關信息發送到管理人員的手機上，管理人員對負責的設備狀態了如指掌。也可以把現場狀態信息發送到上一級調度中心。從而實現遠程監控功能，既方便，又安全可靠。

6 電氣防誤操作系統運行中的注意事項和采取的措施

實際運行中往往會遇到各種各樣的異常情況。比如，計算機死機、系統中毒等情況。為了信息不至于丟失或盡量把損失量減到最低限度，必須考慮預防措施。

（1）人員管理措施：再好的設備也需要人來操作，所以對人員管理顯得尤為重要，具體措施有：a.建立管理制度和管理手冊以及作業指導書，使管理人員和操作人員做到有章可循。b.對相關人員進行培訓，考核上崗，提高操作人員的業務能力。（2）設備管理措施：建立巡檢制度，按規定做好交接班手續。發現設備有異常情況，及時處理，做好相關記錄。對設備中的易損件，做好備品備件。對于PLC的選用，選擇對環境溫度和相對濕度要求比較低，溫濕度范圍比較寬的產品。德國西門子公司的S7-200可以勝任。（3）環境管理措施：由于安裝PLC 的箱體放在室外，處于強磁場環境中。對箱體的材質和結構有嚴格要求。一般采用2mm厚的304不銹鋼，箱體頂部安裝防雨罩，雙層門設計可以使防護等級達到IP45。金屬外殼與中性點可靠連接，接地電阻≤4Ω。（4）網絡接口器選用平衡傳輸的RS485通訊接口，其傳輸距離可達上千米。

7 結束語

隨著我國科學技術飛速發展，新技術不斷涌現。如光纖通訊，量子通訊技術，人工智能等。電氣防誤操作系統也不斷更新，向小型化、智能化、網絡化方向發展。電氣防誤操作系統所用的鎧裝電纜大為減少，取得更好的經濟效益和社會效益。

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