電力工程PLC技術(shù)的應(yīng)用探析

鄭　銳（曲阜師范大學(xué)工學(xué)院,山東　日照　276826）

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電力工程PLC技術(shù)的應(yīng)用探析

鄭銳
（曲阜師范大學(xué)工學(xué)院,山東日照276826）

摘 要:作為電力工程系統(tǒng)當(dāng)中比較常用的PL C技術(shù)，其存在與發(fā)展不但為電力工程自動(dòng)化控制的發(fā)展搭建了更好的發(fā)展平臺(tái)，在技術(shù)上提供了很好的支持，同時(shí)更是為電力工程自動(dòng)化建設(shè)步伐的加快起到了極其重要的推動(dòng)作用。本文首先介紹了PLC技術(shù)的含義及優(yōu)點(diǎn)，之后闡述了其工作的原理，最后具體介紹了電力工程系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞:電力工程；PLC技術(shù)；應(yīng)用

0　引言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市化建設(shè)步伐越來(lái)越快，各種電氣設(shè)備被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，各行各業(yè)對(duì)于電力也提出了越來(lái)越多的需求。從當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r而言，我國(guó)電力工程已經(jīng)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸替代了人工進(jìn)行控制的局面，并向著智能化以及自動(dòng)化方面提升，極大的促進(jìn)了電力系統(tǒng)可靠性以及穩(wěn)定性的提升，從而確保了電力系統(tǒng)健康、持續(xù)發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，作為一種通過(guò)數(shù)字運(yùn)算進(jìn)行操作的系統(tǒng)，PLC技術(shù)能夠利用可編程控制器的存儲(chǔ)器對(duì)多種執(zhí)行操作的指令進(jìn)行存儲(chǔ)，進(jìn)而更好的控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)以及生產(chǎn)的過(guò)程。由于該技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，因此在電力工程中，PLC技術(shù)應(yīng)用非常的廣泛 。

1　PLC技術(shù)的含義及優(yōu)點(diǎn)

1.1PLC技術(shù)的含義

所謂PLC，可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)，它指的是將微處理器作為核心的一種通過(guò)數(shù)字運(yùn)算進(jìn)行操作的電力系統(tǒng)裝置。

1.2PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

從PLC技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，PLC技術(shù)具有以下方面的優(yōu)點(diǎn)：

首先，PLC技術(shù)具有較高的可靠性，對(duì)于干擾具有較強(qiáng)的防抗能力。從當(dāng)前PLC技術(shù)所運(yùn)用和生產(chǎn)來(lái)看，大規(guī)模集成電路技術(shù)得到了極大的應(yīng)用，并具有相當(dāng)高的可靠性。以三菱公 司為例，其進(jìn)行生產(chǎn)的PLC，能夠保證平均30萬(wàn)小時(shí)左右不出現(xiàn)故障，對(duì)于那些比較冗余 CPU 的 PLC來(lái)說(shuō)，其沒(méi)有故障的平均工作時(shí)間更是較大 。因?yàn)槠渌傻腜LC中的硬件具有自我檢測(cè)功能，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能夠馬上進(jìn)行報(bào)警，發(fā)布報(bào)警信息。

其次，PLC具有較為完善的功能。從目前PLC產(chǎn)品的型號(hào)以及規(guī)模上來(lái)看，十分的豐富，能夠更好的使得工業(yè)控制重點(diǎn)各種需求得到滿(mǎn)足，同時(shí)其所具有的較為完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算以及邏輯處理作用，都在數(shù)字控制領(lǐng)域中得到了普遍的應(yīng)用。

再次，從維護(hù)角度來(lái)看，PLC更為簡(jiǎn)單。從PLC控制器上來(lái)看，應(yīng)用的是存儲(chǔ)邏輯，而以往的接線(xiàn)邏輯則被取代，這在很大程度上使得裝置外部的接線(xiàn)數(shù)量大大減少，也使得系統(tǒng)的建設(shè)周期縮短，設(shè)計(jì)難度降低，系統(tǒng)的硬件以及軟件的維護(hù)得到簡(jiǎn)化。除此之外，PLC能夠?qū)崿F(xiàn)在線(xiàn)編程，進(jìn)而使得生產(chǎn)過(guò)程得到較大的改變，因此在很多批量較小、品種較多的工業(yè)生產(chǎn)控制中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

第四，PLC技術(shù)所耗費(fèi)的能源較低。從尺寸上來(lái)看， 小型PLC通常都非常的小，控制在100mm范 圍 當(dāng)中，同時(shí)質(zhì)量也低于130g，因此在能源的消耗上非常低。

第五，PLC的語(yǔ)言編程較為簡(jiǎn)單。作為一個(gè)工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，PLC的語(yǔ)言編程較為簡(jiǎn)單。它所應(yīng)用的是梯形圖語(yǔ)言，能夠讓相關(guān)人員不用去為非常復(fù)雜的編程語(yǔ)言感到頭疼，另外對(duì)于電子電路以及對(duì)計(jì)算機(jī)不熟悉的操作人員來(lái)說(shuō)也能夠比較容易學(xué)會(huì) 。

2　PLC技術(shù)的工作原理

PLC 技術(shù)在電力工程當(dāng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，并開(kāi)始成了大部分電氣相關(guān)工作人員一定要了解和掌握的最為基本的技能。從編程上來(lái)看，PLC技術(shù)中使用的是梯形圖編程，它和繼電器的控制線(xiàn)路非常的相近。從PLC技術(shù)的運(yùn)行步驟來(lái)看，主要包括輸出采樣——用戶(hù)程序執(zhí)行 ——輸出刷新三個(gè)步驟 。首先，從輸出采樣階段來(lái)看，PLC通過(guò)運(yùn)行掃描而得到的數(shù)據(jù)輸?shù)较鄳?yīng)的存儲(chǔ)單元中進(jìn)行存放；其次，通過(guò)執(zhí)行用戶(hù)程序來(lái)控制輸出操作；再次，利用運(yùn)算來(lái)控制用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)所獲得的結(jié)果以及邏輯線(xiàn)圈存在的狀態(tài)；第四，在輸出刷新環(huán)節(jié)上，根據(jù)CPU 發(fā)出的相應(yīng)的指令，在對(duì)電路封鎖作用進(jìn)行利用的前提下，對(duì)映像區(qū)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行輸入或輸出；最后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的運(yùn)作來(lái)促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn) 。

3　電力工程中PLC技術(shù)的應(yīng)用探析

3.1對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制

3.1.1對(duì)斷路器進(jìn)行控制

在過(guò)去的電力工程自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，主要是使用繼電器對(duì)斷路器進(jìn)行控制，所以要很多的電磁繼電器，在很多的聯(lián)接點(diǎn)以及觸電上存在問(wèn)題，導(dǎo)致在很大程度上系統(tǒng)的可靠性被大大降低。當(dāng)前，通過(guò)對(duì)PLC 技術(shù)廣泛應(yīng)用，繼電元件被軟繼電器所取代，使得控制系統(tǒng)的可靠性被極大的提升。在 PLC 的控制系統(tǒng)當(dāng)中，相關(guān)的工作只是簡(jiǎn)單執(zhí)行一些合閘、分閘的工作就可以，這時(shí)系統(tǒng)就能夠結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行情況，自動(dòng)發(fā)出正確的操作指令。此外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在問(wèn)題時(shí)，就能夠馬上自動(dòng)跳閘，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。同時(shí)，PLC 控制系統(tǒng)能夠加大的減少接線(xiàn)的錯(cuò)誤率，不用進(jìn)行比較復(fù)雜的再次接線(xiàn)，使得對(duì)系統(tǒng)的檢修和維護(hù)工作量大大減少。

3.1.2實(shí)現(xiàn)對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置進(jìn)行控制

備用電源 自動(dòng)投入裝置，其主要的作用是促進(jìn)供電系統(tǒng)可靠性的提升，并在比較大型的企業(yè)的供電系統(tǒng)中被普遍應(yīng)用。在之前的備用電源投入系統(tǒng)當(dāng)中，主要所運(yùn)用的方式大多數(shù)都是手動(dòng)的或者是自動(dòng)供回電線(xiàn)路進(jìn)行供電，這樣在進(jìn)行投切的過(guò)程中，就會(huì)存在短暫的幾秒鐘時(shí)間發(fā)生斷電，給供電的可靠與連續(xù)性帶來(lái)影響。然而，通過(guò)PLC的應(yīng)用， 能夠達(dá)到對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置進(jìn)行控制的目的，并結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況實(shí)施抗干擾， 具有較高的可靠性高，且操作起來(lái)十分的簡(jiǎn)單、接線(xiàn)也非常方便等好處。

3.1.3進(jìn)行順序控制

在以往的電力工程自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，主要是使用繼電器對(duì)斷路器進(jìn)行控制，而因?yàn)?PLC的出現(xiàn)以及發(fā)展，其性能較高的優(yōu)點(diǎn)使其開(kāi)始慢慢替代了繼電器而對(duì)斷路器進(jìn)行控制。在電力工程系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，PLC 不但可以對(duì)整個(gè)電力工程進(jìn)行全面的調(diào)節(jié)，同時(shí)還能夠?qū)σ恍╇娐愤M(jìn)行控制。另外，PLC 控制器是一種遠(yuǎn)方終端單元，能夠通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方法對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)的 RTU 裝置進(jìn)行控制，進(jìn)而完成采集與處理各個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)量的目的，而且還利用反饋獲取系統(tǒng)的故障信息，從而能夠?qū)ο到y(tǒng)中存在的故障以及問(wèn)題及時(shí)加以解決與處理，從而確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定和安全的運(yùn)行。

3.1.4在安全回路中的應(yīng)用

在電力工程系統(tǒng)當(dāng)中，自動(dòng)化泵類(lèi)系統(tǒng)的安全回路，其主要的功能是確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。從啟動(dòng)方式來(lái)看，自動(dòng)化泵類(lèi)系統(tǒng)包括自動(dòng)啟動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)控制箱啟動(dòng)和機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)三種方式。 首先，從自動(dòng)啟動(dòng)模式來(lái)看，PLC自動(dòng)控制泵系統(tǒng)里的泵啟動(dòng) 是由內(nèi)部的順控模塊進(jìn)行控制的，利用對(duì)泵的累積運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算來(lái)選取主備用泵；其次，從機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)模式來(lái)看， 利用開(kāi)閉現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)對(duì)泵進(jìn)行啟停，同時(shí)操作人員利用 人工對(duì)泵的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算進(jìn)而對(duì)主備用泵的啟停進(jìn)行確定 。從當(dāng)前來(lái)看，對(duì)泵類(lèi)進(jìn)行控制主要由PLC控制以及常規(guī)控制兩個(gè)方式構(gòu)成，而從這兩種方式來(lái)看，PLC控制是主要的方式，常規(guī)方式是它的 補(bǔ)充。將其當(dāng)作自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全回路，那樣PLC控制器即使發(fā)生了問(wèn)題也同樣能夠保證泵類(lèi)運(yùn)行正常。在電力工程系統(tǒng)當(dāng)中， PLC能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制 、對(duì)順序控制和安全回路兩者間的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而保證各系統(tǒng)以及各部分間能夠做到無(wú)縫配合，保證控制系統(tǒng)可以運(yùn)行可靠、安全，促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展。

3.1.5電力通訊技術(shù)

PLC技術(shù)通過(guò)對(duì)中、低壓配電網(wǎng)進(jìn)行利用，把其當(dāng)作一種通信的介質(zhì)，從而促進(jìn)圖像、數(shù)據(jù) 以及語(yǔ)音等各種業(yè)務(wù)傳輸?shù)韧ㄐ偶夹g(shù)的實(shí)現(xiàn)，這不但能夠有效的使得寬帶末端接入的瓶頸得以解決，同時(shí)還能夠?yàn)楹芏喾矫娲罱〝?shù)據(jù)高速傳輸?shù)钠脚_(tái)，例如，在遠(yuǎn)程抄表方面的應(yīng)用，配用電自動(dòng)化以及為電力負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)控等方面的應(yīng)用技能上等等。根據(jù)配電網(wǎng)電壓的等級(jí)進(jìn)行劃分，PLC可以氛圍低壓與中壓 PLC兩種。低壓 PLC 通過(guò)將低壓電力線(xiàn)(220V/380V )作為傳輸?shù)拿浇檫M(jìn)行控制而給用戶(hù)提供遠(yuǎn)程抄表、Internet接入等服務(wù)。中壓 PLC(1OK V )則是通過(guò)對(duì)中壓電力線(xiàn)進(jìn)行應(yīng)用，把其當(dāng)做是通信鏈路為農(nóng)村電話(huà)、配電網(wǎng)自動(dòng)化等方面的實(shí)現(xiàn)搭建傳輸?shù)耐ǖ馈?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]周柯宇.關(guān)于電力工程PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].低碳世界，2014(05):102-103.

[2]安麗娟，劉彩艷.關(guān)于電力工程PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(08):162.

[3]丁建誼.PLC 技術(shù)的原理及其在電力工程中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新,2015(01):108-109.

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.161