電力系統中PLC自動化裝備常問題及維護探討

黃輝 黃新民 張清生 汪凱威

摘要：對于電氣系統而言，在以往相對來說比較傳統的機械觸電繼電器在一定程度上供配電系統過程中比較常見的一種裝置，由于生產技術的不斷發展，再加上相關工礦企業網點的不斷提高，進一步導致現階段變電站自動化對繼電保護的需求不能進行充分的滿足。但由于PLC與網絡已經得到較為廣泛的運用，利用相關的軟件程序對繼電器的順序以及過程控制進行有效的取代，通過程序取代硬件接線的方式，從而可以達到傳統電氣的保護功效。

關鍵詞：電力系統;PLC自動化裝備;問題;維護

中圖分類號：TM76文獻標識碼：A

1PLC技術的定義和特點

PLC全稱為Programmable Logic Controller，即可編程邏輯控制器，該技術可通過對工業數據的模擬和編程達到提升工業環境安全的目的。PLC系統在自身的存儲器內部可以執行諸如邏輯運算、順序等特定的操作，還可通過對一些常見的模擬量和數字量進行inlet和outlet來控制電機或器械。電氣自動化中所使用的傳統控制器系統內部接線較復雜，不僅可靠性較低，能源消耗也較高，同時也不具備較良好的靈活性。以計算機技術以及接觸器控制技術為基礎的PLC應用輔助繼電器代替了傳統的機械觸電繼電器，應用邏輯關系代替了原來的連接導線，而這類繼電器的節點變位時間可以無限趨近于零，也無需像傳統繼電器一樣考慮返回系數問題。PLC控制系統具有非常強大的抗干擾能力，因此在復雜的工業操作環境中也可正常應用。PLC控制系統采用簡單的指令形式，操作起來簡單便利。正是這些優勢，PLC技術在近些年逐漸取代了傳統系統運用于電力系統及其自動化控制中。

2電力系統對控制技術的要求

2.1安全性要求

隨著時代的發展，各行各業對電力的依賴程度越來越大，能源企業如何保障電力系統能夠更加安全、可靠的運行已然成為必須重視的問題。為了滿足安全性對于電力系統提出的要求，電力系統需要擁有簡便的操作以及良好的維護功能。一旦發生故障，系統需要快速診斷故障。在電力系統之中，自動化的控制技術是為了提升安全性方面的要求，對操作的難度加以簡化，然后做好故障相對應的處理與診斷，這樣才符合安全性方面的提出的要求。

2.2信息化要求

科學技術的發展使得電力系統對于信息化的要求提升到新的高度。就電力系統而言，為了確保電力系統的穩定性，同時，確保企業的經濟效益不會受到任何的影響，就需要在控制上達到一定的穩定性的要求。隨著信息技術的不斷進步，電力系統擁有可靠性較高、安全度較高的平臺。在現代電力系統之中，合理的應用電氣自動化，主要是信息技術的發展的馳騁，在機器自動化方面，還沒有取得實質性的進展。所以，信息技術就可以將智能化的水平提高，并且也有利于電力系統運行效率的實際提升。

3PLC保護系統常見問題及維護方案

（1）CPU異常：CPU報警時，應查看CPU報警指示，但它的報警一般都是很簡單，比如只顯示“內部、外部故障”，不能直接暴露問題。最常見的還是“外部故障”諸如傳感器、輸入/輸出單元故障的多，需要時間和精力去查找。至于“內部故障”多是由電源、通訊模塊引起的。

（2）輸入/輸出單元、擴展單元異常：出現該類故障報警時，應首要查看輸入/輸出單元和擴展單元銜接器銜接狀況、電纜銜接狀況，由此能確定故障單元。對此類問題，一般采用排除法最好。

（3）CPU運行正常，保護裝置不動作、無法執行：一般狀況下可依照：輸入——程序執行情況——輸出的過程進行檢查。1）首先要排除外部硬件問題：輸入查看是運用輸入LED指示燈辨認，當輸入LED不亮時，可開始斷定是外部輸入體系問題，再配合萬用表查看，尤其是一些無源信號最為常見。有源信號就要測量其電壓情況，要分別①測量電源側，以排除電源問題;②測量終端側是否低電壓，該類問題較為常見如傳感器潮濕、接地等。當LED亮而內部監視器無顯現時，則可認為是輸入單元、CPU單元或擴展單元的問題。2）程序過程查看，是通過上位機組態軟件來查看運行過程，當梯形圖的接點狀況（通、斷狀況）與現場不一致時，則是程序錯誤（例如內部繼電器兩層運用等），或是運算部分出現問題，這種現象最容易出現在安裝調試階段或改寫部分程序后。3）輸出查看可用輸出LED指示燈辨認。當運算成果正確而輸出LED指示錯誤時（主要為邏輯錯誤），則可認為是CPU單元問題。當輸出LED亮而無輸出、無執行，則多為中間繼電器或外部負載體系出現問題。4）無論輸出、輸出異常，我們還要檢查該點上一級動作的條件是否得到滿足，這個思路很重要：某點不動作，不能只查這一點，要順著流程和逆著流程向上、向下查一下，保護動作的條件是否得到滿足！不能“頭疼醫頭、腳疼醫腳”的檢查。

（4）電源短時停電，程序內容也會消失。一是要檢查電池是否存在相關問題，在檢查過程中普遍出現的問題存有兩種，一種是低電壓出現報警現象;另外一種是直接不顯示，例如在二零一七年五月進行某次電氣實驗可知，當PLC系統出現故障的過程中，不能對系統的正常運行給與相應的保護，PS過FMR開關的過程中對故障要給與接觸，但由于其中的BATT1F、BATT2F等相關的故障燈處于亮著狀態，故障沒有得到全面的消除，但通過檢查就能進一步發現，其中的兩臺PS電池存在故障問題，在對電池進行拆除后，幾乎都是1V，另外在對其檢修的過程中，由于PS經常是處于在OFF的位置上，所以能夠對電池進行取下，但是這種狀況下就會致使CPU程序中的內容出現丟失現象，需要從上位機對其進行重新下載，與此同時還要對該種情況做好電池更換，不然就會致使CPU內的相關程序極易丟失，如果對其直接換兩塊電池的情況下，更換的時間上要小于1分鐘。二是在對電池進行重新更換后，如果電池還出現異常報警現象，就能在一定程度上判斷存儲器或者是外部回路存在著漏電導致，這樣便是需要從外部的接線進行入手檢查，這種情況便是存在著一定能夠的困難。

（5）光纖鏈路模塊故障。對于現階段使用的PLC而言，主要采用的就是光纖組網，由于光纖與設備的故障率在一定程度上是比較低的，經常出現的故障問題有兩種，一種是光端機，另外一種是電源故障，一般狀況下，要對電源輸出的情況進行全面的檢查，如果出現異常的話，就要及時的更換，最后才能進行解決，此外還有一種情況并不是十分常見，但是也出現過，在一次檢修后，進一步發現PLC自動保護系統不能夠得到正常的運行，在對其檢查的過程中了解到，光纖鏈路模塊已經不能進行通訊，與此同時，其中的SYSTEM、CH2-LEVEL、CH3-LEVEL燈全部都是亮的，CH3紅燈，然而CH1/CH2燈并不亮，CUP以及EXTF燈亮，同時CUP并沒有辦法可以達到RUN的位置上，STOP燈是一直亮的，CP以及INTF燈亮，無法可以達到RUN的位置，SOTP燈也是一直亮。通過進行排查，了解到在停送電的過程中，系統程序已經出現丟失現象，進一步致使該系統不能對通訊進行準確的識別，但對程序重新調整后，就會恢復正常。

（6）電源重啟或復位后，CPU動作“STOP”，無法至“RUN”位置：該問題出現的主要因素分為兩點，第一點是噪音擾動;第二點是PLC內部接觸存在不良;噪音出現的原因一般情況下是電路板中的小點容量出現減小現象，或者元件功能不良，接觸不良的原因就是通過相應的敲打檢查PLC機體，需要檢查電纜以及銜接器的鏈接情況，這種情況也是比較常見的，特別是在某一些檢修工作完成之后，在檢修或者是對電纜移動的時候，導致其電纜之間的間距存在著變化，從而出現了電磁干擾的問題，因此必須要引起足夠的重視。

結語

電力系統中的自動化保護裝置，是保護系統的重中之重，雖然它們都有很可靠的硬件保證，但我們還是要做到“未雨綢繆”，通過我們精心的維護、保養讓系統更加可靠、安全、靈敏。

參考文獻

[1]遲穎.探究PLC自動化控制系統的功能及應用[J].內燃機與配件，2018（06）：183-184.

[2]周海波.PLC自動化控制系統的功能及應用研究[J].電子制作，2014（15）：194-195.

[3]宮伯燕.PLC在電氣自動化控制中的應用研究[J].科技與創新，2015（20）：140-141.