PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用分析

王猛

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC的功能不斷向?qū)I(yè)化與增強化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的具體特點發(fā)展出相應(yīng)的專業(yè)化程度較高的PLC產(chǎn)品，以此來進(jìn)一步提高PLC的適用性。此外，PLC正逐漸向小型化方向發(fā)展，產(chǎn)品體積越來越小，但是系統(tǒng)可靠性卻越來越高，功能越來越強，以滿足自動化工程的應(yīng)用需要。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，對PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：PLC；電力系統(tǒng)自動化；應(yīng)用

PLC，即可編程控制器是為了工業(yè)環(huán)境下使用，而設(shè)計的一種可編程邏輯控制系統(tǒng)，其定義表現(xiàn)為：PLC采用可編程的儲存器，用在系統(tǒng)內(nèi)部儲存程序，執(zhí)行計數(shù)與算術(shù)運算、定時、順序控制、邏輯運算等功能，然后通過模擬式或者數(shù)字式的輸入與輸出，控制各種類型的機械或者生產(chǎn)過程。由此可見，PLC能夠完成程序儲存、執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)處理，并實現(xiàn)輸入信號至輸出信號的變換，PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用，顯著的提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化水平。

1 PLC的特點

（1）系統(tǒng)設(shè)計、安裝以及維修方便。PLC用軟件功能替代了繼電控制系統(tǒng)中大量的計數(shù)器、時間繼電器、中間繼電器等，設(shè)計以及安裝接線的工作量明顯降低，由于PLC的故障率相對較低，并且具有比較完善的診斷功能，當(dāng)發(fā)生故障時，可以在PLC發(fā)出警報，并在編輯器或者二極管上提供故障的相關(guān)信息，便于維修人員迅速的感到故障現(xiàn)場，將故障排除。

（2）編輯方法簡單。PLC配備有容易掌握與接受的梯形圖語言，該種編輯程序元件的表達(dá)方式與符號和繼電器控制電路的原理圖十分相似，因此其編輯方法相對簡單，便于掌握。

（3）可靠性高。電力系統(tǒng)生產(chǎn)對電氣控制設(shè)備的可靠性要求相對較高，要求控制系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力。PLC在設(shè)計與制造的過程中，采取了一系列的可靠性措施，能夠在惡劣的環(huán)境下持續(xù)、可靠的工作，其平均無故障時間高達(dá)數(shù)萬小時，并且故障修復(fù)時間相對較短，具有很高的可靠性。

（4）功能強大。PLC的功能包括D/A與AD轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算、定時、計數(shù)、邏輯運算等眾多功能，目前，PLC應(yīng)用最廣泛的是順序控制以及邏輯運算控制對模擬量進(jìn)行控制。

（5）通用性強。PLC配備有齊全的各種硬件裝置，產(chǎn)品的模塊化以及系列化，還能夠修改用戶程序，便于系統(tǒng)快速的適應(yīng)各種應(yīng)用條件的變化。

2 PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的實踐

（1）開關(guān)量控制。開關(guān)量控制通常包括兩個部分，即備用電源自動投入裝置和斷路器控制。其中，備用電源自動投入裝置是PLC控制系統(tǒng)的一個產(chǎn)品，該種裝置可以根據(jù)電力系統(tǒng)的需求啟動或者選擇作為備用電源，其自身具有判斷能力，以電力系統(tǒng)設(shè)備的運行信號作為啟動的依據(jù)，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)能夠在不良的環(huán)境中仍然能夠正常的工作。由此可見，備用電源自動投入裝置具有的處理數(shù)據(jù)以及邏輯判斷功能，在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用，提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力，為電力系統(tǒng)的便利性以及可靠性提高了保障。斷路器控制和傳統(tǒng)的電磁繼電器相比，現(xiàn)代的斷路器控制更加可靠與安全。傳統(tǒng)的電磁繼電器需要大量的電磁元件，接線非常復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)的故障率相對較高，并且系統(tǒng)的維修工作也相對困難，降低了系統(tǒng)的可靠性和安全性。PLC控制系統(tǒng)引用軟繼電器替代傳統(tǒng)的電磁繼電器，能夠通過分閘操作對電力系統(tǒng)的實際狀況進(jìn)行控制，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，將會發(fā)出相應(yīng)的指示信號。由于PLC控制系統(tǒng)具有很高的自動性能，具備了簡化輔助開關(guān)以及簡化電路控制接線的數(shù)量等優(yōu)勢，顯著的提高了電力系統(tǒng)的自動化和可操作性。

（2）順序控制。電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)發(fā)展的三個階段分別為人力控制、強電控制、計算機控制，隨著節(jié)能減排要求的不斷提高，電力企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，越來越重視生產(chǎn)過程中的能源消耗，傳統(tǒng)的人力控制以及強電控制已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電力系統(tǒng)的要求，越來越多的電力企業(yè)開始應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)蝹€生產(chǎn)流程進(jìn)行單獨控制，并且還能夠通過信息模塊的連接以及通信總線，對電力系統(tǒng)的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。PLC在電能生產(chǎn)系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)中的輸煤系統(tǒng)、化學(xué)水系統(tǒng)、除渣和除灰系統(tǒng)中得到了廣范的應(yīng)用。以化學(xué)水系統(tǒng)為例，其中電機、閥門多達(dá)數(shù)百個，需要按復(fù)雜的工藝進(jìn)行動作，在沒有PLC的情況下需要多位運行人員進(jìn)行操作，引入PLC后，所有設(shè)備按照程序自動運行，大大減少運行人員的人數(shù)，并且沒有誤操作。運行人員只需在集中控制室中，通過顯示屏對設(shè)備以及整個生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視與控制，以此提高系統(tǒng)的成產(chǎn)效率以及自動化程度。在PLC主機中，輸入與輸出電源不存在任何關(guān)系，因此兩者在操作的過程中不會發(fā)生相互的影響，在供電系統(tǒng)中采用光電耦合的方式，能夠提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。PLC控制系統(tǒng)中的循環(huán)掃描方式，能夠在CPU的作用下對電力系統(tǒng)中的所有電路進(jìn)行檢測，能夠準(zhǔn)確的找出系統(tǒng)中存在的漏洞。此外，PLC系統(tǒng)原則控制元件的要求也非常嚴(yán)格，各個元件都具備了屏蔽的性能，能夠有效的避免輻射作用對元件造成的傷害，系統(tǒng)在每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都按照既定的程序進(jìn)行控制，這樣在很大程度上提高了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。

（3）自動安全保護(hù)。電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運行的復(fù)雜大系統(tǒng)。在這個復(fù)雜大系統(tǒng)中，PLC在安全性上具有不可替代的重要作用。以汽輪機的緊急跳閘系統(tǒng)為例，系統(tǒng)采用冗余的PLC，以保證機組在緊急情況下迅速關(guān)閉汽輪機所有進(jìn)汽閥，停止汽輪機運行。一個PLC的平均無故障時間為兩萬小時，采用冗余配置后更加降低了PLC的故障率，這樣即實現(xiàn)了自動保護(hù)，又大大提高了安全性及穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

綜上所述，近年來PLC廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動化工程中，在電力系統(tǒng)的開關(guān)量控制、順序控制和安全回路方面，均發(fā)揮著不可獲取的重要作用。PLC編程方法簡單、可靠性高、功能完善，易于電力控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試、安裝與維修。由于PLC具有數(shù)據(jù)處理功能，能夠促進(jìn)電力系統(tǒng)自動化的有效實現(xiàn)。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC的功能不斷向?qū)I(yè)化與增強化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的具體特點發(fā)展出相應(yīng)的專業(yè)化程度較高的PLC產(chǎn)品，以此來進(jìn)一步提高PLC的適用性。此外，PLC正逐漸向小型化方向發(fā)展，產(chǎn)品體積越來越小，但是系統(tǒng)可靠性卻越來越高，功能越來越強，以滿足自動化工程的應(yīng)用需要。。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔春，崔雨.關(guān)于PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中應(yīng)用的思考[J].科苑觀察，2012（12）.

[2]吳頻.PLC在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用及抗干擾分析[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（12）

[3]周莉.PLC 在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技之友，2011（10）.

[4]梁瑞初.淺析 PLC 在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（2）.

[5]劉文毅；淺析電力工程施工管理流程的問題與建議[J].當(dāng)代經(jīng)理人（中旬刊），2006（21）.