基于PLC的電力系統自動化設計分析

姚國強

（廣東省交通城建技師學院，廣東廣州，510520）

1 PLC概述

PLC作為一種可編程的控制器，屬于現代電力系統中最新型的控制器，是以計算機技術為基礎開展的。多數PLC技術是一種以大規模集成電路和生產工藝而形成的裝置，電路自身就有較高的可靠性，可以在工作時更好地保證其處于無故障的狀態。PLC系統具有較強的自動檢測功能，如果硬件在使用的過程中出現了故障，則可以在第一時間保證系統的可靠性[1]。如果能夠有效地運用PLC電力系統不僅可以在第一時間突破我國的電力系統，更可以在完善相應功能的基礎上節省較多的電力資源，最終自然可以在第一時間減輕電力和電壓帶來的壓力。圖1顯示了PLC系統的整個結構。

圖1 PLC系統的結構

2 PLC技術的優點

PLC技術實際屬于英文縮寫，它既是一種可以進行編程的邏輯控制器，更是一種常用的存儲器。為的是通過以計算機技術為基礎來在存儲器內部進行運算、順序控制和計數指令來借助模擬數字進行輸出和輸入，從而有效地控制整個機器設備設備的控制過程。

在實際使用時PLC技術可以表現出如下幾點優點：第一，PLC技術顯得非常簡單，普通的電力工人并不需要直接掌握編程語言就可以更好地了解電子電路，實踐中也需要全面了解整個電子電路就可以實現對繼電器的編程。第二，整個PLC控制器內部含有不同類型的產品，確實可以在生產中滿足各類要求。此外，PLC技術實際也擁有非常強大的運算能力，可以在數字領域被廣泛應用。第三，PLC技術的可靠性較高，實際生產的工藝也非常嚴格。例如，較為先進的控制器可以實現長時間的無障礙工作。第四，常規的PLC存儲器可以在較短的時間內被更好地維護，更會使得系統安裝和維護的過程變得更加方便。

3 基于PLC電力系統的自動化設計

本次主要是針對PLC電力系統內部的自動化控制系統進行設計的，主要是由硬件部分和軟件部分組成。事實證明，有效地設計和優化PLC電力系統確實可以促進我國電力產業更好地向前發展[2]。從發展看，常規的PLC電力系統自動化設計確實可以在今后電力行業的發展中發揮非常重要的作用。

3.1 PLC電力系統中硬件設計

3.1.1 設計控制面板

多數控制面板在PLC電力系統硬件設計中發揮非常重要的作用，不僅操作的過程顯得非常簡單，而且相關功能可以變得更加齊全。常規設計的功能主要是由電流功率因子、顯示狀態和其他不同的部分組成。控制面板的外殼內部主要是由LED顯示、電容器和按鈕組成。

3.1.2 互感器設計

多數供電線路內部的電壓和電流實際有著很大的不同，在實際設計時一定要能夠更好地統一電流和電壓，這樣才能夠使得儀表測量的過程變得更加方便。正因為多數線路內部的電壓較高，所以所呈現的危險系數就較大，這時需要充分發揮互感器和電氣隔離所發揮的作用。

3.1.3 模塊分析

常見的中央處理器模塊、模擬輸入接口模塊和其他模塊會構成一個主要的模塊，其中輸入接口模塊自身的種類較多，不論哪種模塊其內部的構造也是一樣的[3]。只有在電壓輸入和電壓輸出的過程中有效地分辨位數較多的模擬量才能夠更好地配合精度較高的模擬量進行分辨和調整，最終才能夠保證中央處理器模塊可以起到核心調整的作用。實踐中可以按照PLC系統內部存在程序進行存儲，為的是在掃描現場數據的基礎上更好地判斷電路內部不會出現錯誤。

4 PLC電力系統軟件部分的設計

4.1 投切部分

在直接對電力系統內部的電壓進行劃分時需要按照合適的控制順序來進入電壓設備內部，更應該按照相關調壓的原則來控制整個電壓的大小。如果變壓器內部的曲線已經超過規定的內容時則需要在具體分析合適的偏移量的基礎上來整定變壓器內部的指令，為的更好地增強電壓使用的效果。其運作的流程如下：第一，可以讓系統先采集更多不同的數據，并更好地讓電壓分析模塊和無功分析模塊發揮實際作用；第二，再形成合適的變壓器分級結構指令之后再判斷其是否能夠被投入使用；第三，在完成上述操作之后再直接安裝合適的報警裝置，最終才能夠讓控制中心執行合適的指令。

4.2 PLC編程器

在設計PLC編程器時主要采用的是Fx-10P-E和Fx-10P-E兩種不同類型的編程器，這些編程器通過在和PLC相互連接來更好地滿足程序使用的內容。其中，Fx-10P-E的主要功能是在讀出相關程序的基礎上來更好地增加程序，為的是在監測PLC狀態的基礎上來更好地改善監視的程序。

4.3 A/D轉換部分

A/D轉換部分主要是由10格輸入點或者11個輸入點組成的。不同的輸入點主要是由1相位判斷開關、電流功率開關、9-10加減開關和其他不同類型的按鈕組成。不同類型的開關都可以在使用中發揮不同的作用。

5 基于PLC技術在電力系統中的自動化設計應用策略

5.1 在電力系統控制層的應用策略

多數電力系統自動化內部的結構顯得非常復雜，所以在運行電力系統時會產生很強的電磁波，在設計電力自動化系統時就需要重點考慮這些因素，這樣不僅可以提升控制層的抗干擾能力，更可以讓整個電力系統變得更加穩定。此外，如果能夠將PLC技術運用于電力控制層，就可以借助智能化的儀表來直接采集合適的電力系統數據，再直接對整個電力系統進行控制，這是PLC再控制電力系統時表現出最大的特點，這種操作系統顯得也非常靈活和簡單。

5.2 在電力系統自動化系統數據處理方面的應用

可以通過運用PLC技術來識別電力系統內部的信息來更好地提升電力自動化系統的使用效率，這對于電力系統自身的建設也有著非常重要的意義[4]。因此，在設計以PLC技術為基礎的電力自動化系統時更需要借助相關的軟件來更好地設計有關的數據。常見的Netpow-TM軟件可以實現與電力自動化系統的連接，以便最終更好地提升電力系統的數據處理能力。

如果可以在電力系統內部安裝一些較為先進的數據設備不僅可以提升電力系統處理數據的能力，更可以在較短的時間內處理出現錯誤的數據信息，并直接將錯誤的信息上傳到電力系統內部的控制中心。內部的控制中心在通過對錯誤信息有效地進行分析之后自然可以在第一時間判斷系統出現的故障。多數電力系統更可以在保存發生故障的數據信息的基礎上來給后續修理的工人提供更好的參考，最終自然可以更好地保證電力自動化系統的穩定性。

5.3 在閉環控制中的運用

在PLC系統運行時如果可以在運用了一系列與電力信號、整流和信號分壓處理之后自然可以使得信號朝著標準化的方向發展。例如，在進行環閉控制時重點可以利用互感器來更好地采集相關信息，并更好地進行隔離降壓處理，為的是讓電力數據朝著標準化的方向發展[5]。此外，電力系統自動化設計的過程可以被有效地融入PLC系統內部，為的是對電力系統單元格更加全面地進行處理。

上文主要講述了PLC技術在電力系統自動化設計中運用的三種手段，可以看出PLC技術可以分別在控制層、數據處理和閉環控制中被廣泛應用，以便發揮更大的作用。

6 結束語

如果可以將PLC技術有效地融入電力系統自動化設計中不僅可以更好地提升系統的可靠性，更可以保證電力系統更加可靠的運行。本文在具體分析PLC的概念和優點的基礎上分析PLC技術在硬件和軟件中的設計，并具體分析將PLC技術有效地運用于不同場合。可以看出如果能夠將PLC技術運用于電力系統自動化設計中不僅可以讓系統變得更加高效安全，更可以保證電力系統更好地向前運行。但是在實際應用中更需要在分析電力系統實際運行情況的基礎上制定出更加科學的設計方案。