可編程控制器在高壓開關(guān)中的設(shè)計

楊雪蕾

(西安西電開關(guān)電氣有限公司，陜西 西安 710077)

1 概述

隨著PLC功能的不斷提高和完善，幾乎可以完成工業(yè)控制領(lǐng)域的所有任務(wù)。PLC具有通用性好、功能強(qiáng)、可靠性高、編程簡單、使用方便、體積小、易于維護(hù)、耐惡劣環(huán)境等優(yōu)點，目前已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)的各個領(lǐng)域。

110 kV GIS變電站的主要設(shè)備之一。要保證PLC在GIS的二次回路中正常工作，PLC在GIS二次回路中硬件、軟件設(shè)計十分重要。要求PLC在GIS硬件輸入/輸出電路設(shè)計準(zhǔn)確，軟件程序精確，安全實現(xiàn)GIS設(shè)備控制、聯(lián)鎖、通信。

2 硬件設(shè)計

從硬件結(jié)構(gòu)看，PLC由CPU、存儲器、輸入輸出接口、電源等組成，見圖1。

圖1 PLC結(jié)構(gòu)框圖

圖2為 PLC的開關(guān)量輸入輸出通過電纜和GIS各間隔就地控制柜連接，如圖中箭頭實線所示。通過電纜連接將GIS中各個設(shè)備狀態(tài)及操作命令輸入給PLC，另外在PLC開關(guān)量輸出時，啟動GIS設(shè)備動作。

圖2中各間隔的CPU基板之間、PLC控制柜與主控室之間的數(shù)據(jù)傳輸與通信用網(wǎng)線連接，虛線所示。通過網(wǎng)線連接使得各個間隔的信息共享，實現(xiàn)數(shù)字化通信。

2.1 輸入電路設(shè)計

PLC的輸入主要有開關(guān)量輸入和模擬量輸入兩種。在GIS設(shè)備中PLC輸入主要有就地分合命令，遠(yuǎn)方分合命令，機(jī)構(gòu)位置等。其中遠(yuǎn)方分合命令是通過繼電器RELAYa來完成的，繼電器RELAYa的啟動電源在遠(yuǎn)方操作命令的回路中，接點在本回路PLC輸入回路中，執(zhí)行遠(yuǎn)方命令的輸入。

圖3 輸入電路框圖

2.2 輸出電路設(shè)計

PLC的輸出信號可以是開關(guān)量，也可以是模擬量。在GIS控制中采用開關(guān)量和模擬量同時輸出的方式。

開關(guān)量輸出用于連接繼電器、接觸器、電磁閥線圈等，是PLC的主要輸出，是連接PLC與控制設(shè)備的橋梁。圖4為PLC開關(guān)量輸出模塊外部電路框架。若輸出條件滿足，PLC輸出命令后，PLC輸出回路導(dǎo)通，繼電器B帶電啟動繼電器B，同時的RELAYb的接點接通，啟動GIS控制回路。

模擬量輸出是將輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備可接收的模擬量。CLP控制GIS設(shè)計中是通過網(wǎng)線實現(xiàn)各間隔PLC數(shù)字量通信、信息共享及與主控室通信。

圖4 輸出電路框圖

3 軟件設(shè)計

PLC在GIS控制回路中的設(shè)計軟件主程序流程圖見圖5。

圖5 主程序流程圖

從程序開始，先判斷是否為就地位置，如果就地位置，判斷是否有就地合閘或者就地分閘命令。采用的就地－遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開關(guān)只有就地和遠(yuǎn)方兩個位置。如果不在就地位置，就在遠(yuǎn)方位置，同理判斷是否有遠(yuǎn)方合閘或者遠(yuǎn)方分閘命令。在同一個時間內(nèi)，就地位置和遠(yuǎn)方位置只能選擇一個，合閘命令和分閘命令也只能有一個進(jìn)行操作。因此，就地合命令、就地分命令、遠(yuǎn)方合命令、遠(yuǎn)方分命令只有一個命令執(zhí)行下去。執(zhí)行下來的命令再判斷是否滿足軟件聯(lián)鎖條件。如果滿足軟件聯(lián)鎖，PLC就輸出分閘或者合閘的信號。

4 調(diào)試

在設(shè)計完成后，需要進(jìn)行調(diào)試。首先對程序進(jìn)行仿真調(diào)試，見圖6。在仿真調(diào)試成功后，進(jìn)行與GIS設(shè)備連接調(diào)試。通過調(diào)試證明，設(shè)計滿足要求，實現(xiàn)了110 kV GIS控制、聯(lián)鎖、通信功能。

圖6 程序仿真調(diào)試

5 總結(jié)

本文介紹了PLC在110 kV GIS 控制回路中的設(shè)計，通過調(diào)試證明，設(shè)計滿足要求，PLC實現(xiàn)了110 kV GIS控制、聯(lián)鎖、通信功能。希望本文能給需要的人員以幫助，共同探討，在今后的設(shè)計工作中得到更多的總結(jié)。

[1]漆漢宏．PLC電氣控制技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012．

[2]封孝輝，王長利．現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2013．

[3]何獻(xiàn)忠．電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014．

[4]黃永紅．電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011．

[5]鄒金慧，祝曉紅，車國霖．電氣控制與PLC實訓(xùn)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2012．

[6]李寧．電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，2011．

[7]華滿香，劉小春．電氣控制與PLC應(yīng)用[M]．北京：人民郵電出版社，2012．

[8]梅麗鳳．電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011．

[9]王仁詳．現(xiàn)代電氣控制與PLC應(yīng)用教程[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014．

[10]劉長青．電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：科學(xué)出版社，2008．

[11]李蘭忖，曹金娟．電氣控制與PLC[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2012．

[12]常文平．電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012．