PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用研究

付俊峰

摘? 要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力供電要求在不斷提高，為了實現(xiàn)其穩(wěn)定性和持續(xù)性?，F(xiàn)階段國內(nèi)電力企業(yè)積極促進電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展，PLC有各方面的優(yōu)點，使其在電力系統(tǒng)自動化工程中被廣泛應(yīng)用。此外，伴隨著科學技術(shù)的進步和發(fā)展，PLC的性能也更加可靠，最大程度上滿足自動化工程的應(yīng)用需求?；诖耍撐膶?PLC系統(tǒng)進行相關(guān)的闡述，研究探討PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的具體應(yīng)用，以此推動電力工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC? 電力系統(tǒng)自動化? 應(yīng)用研究? 安全回路

中圖分類號：TM76;TP273????????????????? 文獻標識碼：A??? ???????????? 文章編號：1672-3791（2021）01（a）-0100-03

Application Research of PLC in Power System Automation Engineering

FU Junfeng

（Sinosteel Shijiazhuang Engineering Design and Research Institute Co.， Ltd.， Shijiazhuang， Hebei Province， 050000 China）

Abstract： With the rapid development of the national economy， power supply requirements are constantly improving in order to achieve its stability and sustainability. At present， domestic power enterprises actively promote the development of power system automation， PLC has various advantages so that it is widely used in power system automation engineering. In addition， with the progress and development of science and technology，the performance of PLC is more reliable to meet the application needs of automation engineering to the greatest extent. Based on this， this paper elaborates on the PLC system， studies and discusses the specific application of PLC in power system automation engineering so as to promote the development of power engineering.

Key Words： PLC; Power system automation; Applied research; Safety circuit

我國現(xiàn)階段的發(fā)展中最重要的一個組成部分是電力系統(tǒng)自動化工程，如何在電力系統(tǒng)自動化工程中科學運用好PLC是當前電力事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。自動化控制方式能有效對變電站周圍的信息進行采集、儲存、執(zhí)行、對其集中處理，并實現(xiàn)信號的輸出和輸入的變換，從而有效形成信息管理控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動化工程中應(yīng)用，能有效控制電力系統(tǒng)，提高電力系統(tǒng)的可靠性和自動化水平，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運營。

1? PLC相關(guān)闡述

1.1 PLC基本概念闡述

PLC即可編程邏輯控制器，是依靠數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是根據(jù)工業(yè)需求設(shè)計的。通過可編程操作的存儲器，通過存儲器中的存儲程序，執(zhí)行規(guī)范化運算，嚴格控制順序、定時和算術(shù)操作等完成用戶輸入的指令，以數(shù)字輸出形式對各種機械或各種生產(chǎn)過程進行控制[1]。PLC是在工業(yè)的需求下設(shè)計應(yīng)用的電子裝置。PLC和相關(guān)的外圍設(shè)備都和工業(yè)控制系統(tǒng)是一個整體，設(shè)計基于擴展功能。

1.2 PLC的優(yōu)勢分析

第一，PLC技術(shù)可靠性較強。生產(chǎn)中應(yīng)用電力系統(tǒng)對控制電器設(shè)備有較高要求，要求電力控制系統(tǒng)不僅具有可靠性的同時還要有抗干擾的能力。PLC技術(shù)是現(xiàn)代規(guī)?；呻娏鞯暮诵墓に嚕渚邆漭^強的抗干擾性和可靠性，對于該技術(shù)的控制系統(tǒng)，其平均無故障時間較長，就算發(fā)生故障其修復時間較短，最大程度減少系統(tǒng)故障系數(shù);此外，PLC系統(tǒng)中帶有自動故障處理系統(tǒng)，其在系統(tǒng)故障時能自動提醒，同時啟動自我調(diào)節(jié)功能，大大提高系統(tǒng)的可靠性。第二，PLC功能已逐漸完善。PLC技術(shù)發(fā)展歷程相對較長，系列產(chǎn)品已形成各種規(guī)模，其功能更加全面，符合高要求的電力部門應(yīng)用標準，較高的安全保障，可在其他領(lǐng)域中應(yīng)用;同時，PLC通信能力和其他技術(shù)水平的提高，使用實現(xiàn)個性化。第三，PLC技術(shù)擁有強大的功能，且通用性強。PLC擁有強大的功能功能，當前PLC在順序、邏輯運算控制及模擬量控制中應(yīng)用廣泛。PLC配備的硬件裝置，規(guī)?；拖盗谢漠a(chǎn)品，可以對用戶程序進行修改，讓系統(tǒng)迅速適應(yīng)環(huán)境的變化。第四，PLC維護相對便捷。由于PLC在應(yīng)用中采取的是邏輯編輯，而不是大量的集成化的電路接線，PLC的控制系統(tǒng)中有大量的設(shè)備可供運行，顯著降低設(shè)計和安裝及接線的工作量，也能降低維護的工作難度，使得工業(yè)應(yīng)用中維護工作更加便捷。此外，由于診斷功能完善，出現(xiàn)故障，發(fā)出警報的同時能準確提供故障信息，利于維修人員第一時間到達故障現(xiàn)場，排除故障。

2? 分析PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中應(yīng)用的現(xiàn)實意義

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計分析，PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化工程中應(yīng)用意義主要有3個方面：首先，數(shù)字操控。具體來說，系統(tǒng)連接的設(shè)備突然出現(xiàn)故障時，應(yīng)用PLC技術(shù)能立即對故障進行分析，數(shù)字操控功能能迅速找到故障所在，整個過程可操作性較強且方便快捷。發(fā)現(xiàn)故障后，系統(tǒng)可直接修復故障，確保設(shè)備設(shè)施的穩(wěn)定運行，的實現(xiàn)檢測和維修一體化[2]。其次，自動控制。自動控制的本質(zhì)是把電力系統(tǒng)工程中人工操作變成系統(tǒng)自動化操作，由于科學技術(shù)的進步，我國的許多電力設(shè)施設(shè)備整體變得復雜，在實際操作中會遇到許多問題，傳統(tǒng)的人工控制操作，難免出現(xiàn)疏忽和紕漏，無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的高要求。有效運用PLC實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化操作，可自行處理突發(fā)問題，還能防止由于人工操作失誤引發(fā)的運行故障。最后，反饋及時。PLC能實時監(jiān)測整個系統(tǒng)流程及環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)設(shè)備運行情況全面檢測，同時及時反饋系統(tǒng)情況，特別面對故障時，系統(tǒng)的及時反饋能夠有效地解決故障，讓系統(tǒng)迅速恢復運行。

3? PLC 在電力系統(tǒng)自動化工程中的具體應(yīng)用

3.1 PLC開關(guān)量控制方面的應(yīng)用

PLC電力系統(tǒng)自動化工程中開關(guān)量的應(yīng)用，主要是開關(guān)量的控制，一般包括自動投入備用電源裝置和斷路器控制。其中，自動投入備用電源裝置是PLC方面的其中一個產(chǎn)品，該裝置基于電力系統(tǒng)的實際需求啟動選擇及啟動最佳的備用電源，其判斷能力較強，備用電源啟動依據(jù)是電力系統(tǒng)運行的信號，從而確保電力系統(tǒng)正常地運行。由此觀之，在電力系統(tǒng)自動化工程中應(yīng)用具有數(shù)據(jù)處理和判斷邏輯功能的PLC，增強電力系統(tǒng)整體抗干擾的能力，保障了電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不符合現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的要求，而新的斷路器控制則更加安全與可靠。傳統(tǒng)的繼電器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用需要許多元件，接線復雜，使得增加系統(tǒng)出現(xiàn)故障幾率，系統(tǒng)維修工作量大且有一定的難度，使得電力系統(tǒng)的安全和可靠性降低。PLC中使用軟繼電器，進行分閘操作，實際控制電力系統(tǒng)的運行工作狀況，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將發(fā)出預(yù)警信號。PLC控制系統(tǒng)的自動性能很高，能減少開關(guān)和電路接線數(shù)量，提高了電力系統(tǒng)的可操作性和自動化水平，從而顯著提升生產(chǎn)系統(tǒng)運行的效率[3]。

3.2 PLC在安全回路方面的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)自動化工程中，自動化泵類啟動方式主要有手動控制箱、機屏手動及自動啟動。自動啟動時，PLC順序啟動是根據(jù)泵累積的運行時間，選擇主泵。 手動啟動時，啟動和關(guān)閉泵則需要現(xiàn)場調(diào)節(jié)開關(guān)方式來完成，操作人員對運行時間進行對比，確定主用泵，根據(jù)每臺泵的情況確定啟閉?，F(xiàn)階段泵類控制方式主要是常規(guī)控制和PLC控制，主要是以PLC控制為主，一般的常規(guī)回路只是補充，作為安全回路，即使PLC出現(xiàn)故障，也確保泵類的運行。

3.3 PLC在順序控制方面的應(yīng)用

PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中應(yīng)用不僅僅體現(xiàn)在開關(guān)量控制方面，還有順序控制方面。很多電力企業(yè)在生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用PLC，節(jié)能減排的要求提高，電力企業(yè)也重視生產(chǎn)中能源消耗的問題[4]?，F(xiàn)階段電力企業(yè)采用PL中的控制系統(tǒng)代替繼電器，該系統(tǒng)能對生產(chǎn)中的流程環(huán)節(jié)分開控制，而且還能協(xié)調(diào)控制通信總線與信息的連接。電力控制系統(tǒng)經(jīng)過階段性的發(fā)展，人工、強電和計算機控制發(fā)展。如發(fā)電企業(yè)的電力輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)是包括傳感器、遠程站及主站層的三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，人機接口和PLC構(gòu)成主站層，一般設(shè)置在電力控制系統(tǒng)的集控室中。集控室是自動控制為主，對自動化運行系統(tǒng)加以合理的組合應(yīng)用，輔之以無聯(lián)鎖或者是帶聯(lián)鎖的手動控制，控制室內(nèi)的人員在電子的顯示屏上監(jiān)視和控制系統(tǒng)運行，使得電力系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和自動化程度得以提升。

4? 提升PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中應(yīng)用效果的策略

PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的應(yīng)用有極大的價值，將其科學合理地利用，將推動電力系統(tǒng)自動化工程健康、可持續(xù)地發(fā)展。因此，有效的應(yīng)用策略提升應(yīng)用效果極其重要。第一，要對電力工程實際的現(xiàn)狀和需求，不斷對PLC的應(yīng)用進行研發(fā)和創(chuàng)新。根據(jù)在實際的電子系統(tǒng)工程中的應(yīng)用情況，對PLC應(yīng)用的案例進行分析，對實際應(yīng)用中存在的問題，采取有效解決措施。同時對PLC控制系統(tǒng)和抗干擾方面進行優(yōu)化設(shè)計，在此基礎(chǔ)使得PLC不斷發(fā)展。第二，根據(jù)不同領(lǐng)域及不同行業(yè)實際應(yīng)用PLC情況，制定規(guī)范應(yīng)用PLC的標準細則，為PLC的規(guī)范化使用打下堅實基礎(chǔ)，確保性能，延長PLC的使用壽命，才能讓PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中充分發(fā)揮作用。同時全面提升PLC技術(shù)人員職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能，以培訓和講座等形式進行知識教育，規(guī)范技術(shù)人員和操作人員設(shè)計與操作行為，保證充分提高PLC的實際應(yīng)用效果。第三，建立溝通渠道，確保使用的電力企業(yè)和PLC設(shè)計單位之間的實時溝通交流，PLC在電力自動化系統(tǒng)工程中應(yīng)用的過程中，PLC設(shè)計單位只有加大和電力企業(yè)之間交流的力度，電力企業(yè)及時向PLC設(shè)計單位反饋使用情況和存在的問題，PLC設(shè)計單位才能不斷地加以優(yōu)化設(shè)計和完善，科學合理地處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，使得系統(tǒng)更加完善和可靠，最大程度地發(fā)揮出PLC在電氣自動化系統(tǒng)中的效能。

5? PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中未來應(yīng)用前景分析

進入新時代，為了讓PLC適應(yīng)社會的發(fā)展，實現(xiàn)健康、持續(xù)發(fā)展，PLC要和信息化技術(shù)進行緊密結(jié)合，不斷提升應(yīng)用性能。未來發(fā)展PLC潛在的發(fā)展空間及發(fā)展前景十分廣闊。現(xiàn)階段PLC在我國各行業(yè)被廣泛推廣和應(yīng)用，提升生產(chǎn)工作的效率，但具體應(yīng)用中，還存在諸多影響因素，發(fā)揮不出真正應(yīng)用的價值。而在未來發(fā)展中，由于設(shè)計人員和操作人員對PLC智能化、個性化、多功能化的研發(fā)和完善，優(yōu)化操作模塊設(shè)計，將最大化地發(fā)揮如PLC功能及現(xiàn)實意義?？茖W技術(shù)的發(fā)展使得PLC系統(tǒng)產(chǎn)品的種類在不斷增加，這將使設(shè)計的產(chǎn)品和實際應(yīng)用的適應(yīng)性顯得尤為重要，使得PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中的重要地位越來越突出[5]。如利用PLC實現(xiàn)建立及完善與其他控制計算機組網(wǎng)，形成智能化、自動化、多功能的PLC系統(tǒng)。因此，由于PLC自身的可靠性、穩(wěn)定性、智能化、自動化程度較高，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計廣等特點使得PLC在其他領(lǐng)域或行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

6? 結(jié)語

PLC在電力系統(tǒng)自動化工程中科學合理的應(yīng)用，能有效提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，使得電力系統(tǒng)自動化工程操作更加便捷，將其理念在電力系統(tǒng)運行的環(huán)節(jié)中應(yīng)用，滿足電力企業(yè)的需求，一定意義上促進電力工程可持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展。我國現(xiàn)階段對PLC也越來越重視，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但要提高PLC實際應(yīng)用的效果，還需要不斷地對PLC實際應(yīng)用加以分析和研究，同時采取有效的應(yīng)用措施，才能推動電力工程可持續(xù)發(fā)展，促進國民經(jīng)濟發(fā)展。

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