PLC在電力系統自動化工程中的應用分析

王猛

摘要：隨著信息技術的不斷進步，PLC的功能不斷向專業化與增強化的方向發展，針對不同行業的具體特點發展出相應的專業化程度較高的PLC產品，以此來進一步提高PLC的適用性。此外，PLC正逐漸向小型化方向發展，產品體積越來越小，但是系統可靠性卻越來越高，功能越來越強，以滿足自動化工程的應用需要。本文作者結合多年來的工作經驗，對PLC在電力系統自動化工程中的應用進行了研究，具有重要的參考意義。

關鍵詞：PLC；電力系統自動化；應用

PLC，即可編程控制器是為了工業環境下使用，而設計的一種可編程邏輯控制系統，其定義表現為：PLC采用可編程的儲存器，用在系統內部儲存程序，執行計數與算術運算、定時、順序控制、邏輯運算等功能，然后通過模擬式或者數字式的輸入與輸出，控制各種類型的機械或者生產過程。由此可見，PLC能夠完成程序儲存、執行指令、數據處理，并實現輸入信號至輸出信號的變換，PLC在電力系統自動化工程中的應用，顯著的提高了電力系統的穩定性、可靠性以及自動化水平。

1 PLC的特點

（1）系統設計、安裝以及維修方便。PLC用軟件功能替代了繼電控制系統中大量的計數器、時間繼電器、中間繼電器等，設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，當發生故障時，可以在PLC發出警報，并在編輯器或者二極管上提供故障的相關信息，便于維修人員迅速的感到故障現場，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。電力系統生產對電氣控制設備的可靠性要求相對較高，要求控制系統具有較強的抗干擾能力。PLC在設計與制造的過程中，采取了一系列的可靠性措施，能夠在惡劣的環境下持續、可靠的工作，其平均無故障時間高達數萬小時，并且故障修復時間相對較短，具有很高的可靠性。

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

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

2 PLC在電力系統自動化工程中的實踐

（1）開關量控制。開關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控制系統的一個產品，該種裝置可以根據電力系統的需求啟動或者選擇作為備用電源，其自身具有判斷能力，以電力系統設備的運行信號作為啟動的依據，進而保證電力系統能夠在不良的環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據以及邏輯判斷功能，在電力系統自動化工程中的應用，提高了整個系統的抗干擾能力，為電力系統的便利性以及可靠性提高了保障。斷路器控制和傳統的電磁繼電器相比，現代的斷路器控制更加可靠與安全。傳統的電磁繼電器需要大量的電磁元件，接線非常復雜，導致系統的故障率相對較高，并且系統的維修工作也相對困難，降低了系統的可靠性和安全性。PLC控制系統引用軟繼電器替代傳統的電磁繼電器，能夠通過分閘操作對電力系統的實際狀況進行控制，如果系統發生故障，將會發出相應的指示信號。由于PLC控制系統具有很高的自動性能，具備了簡化輔助開關以及簡化電路控制接線的數量等優勢，顯著的提高了電力系統的自動化和可操作性。

（2）順序控制。電力系統的控制系統發展的三個階段分別為人力控制、強電控制、計算機控制，隨著節能減排要求的不斷提高，電力企業在生產的過程中，越來越重視生產過程中的能源消耗，傳統的人力控制以及強電控制已經遠遠不能滿足電力系統的要求，越來越多的電力企業開始應用PLC控制系統。PLC控制系統能夠對單個生產流程進行單獨控制，并且還能夠通過信息模塊的連接以及通信總線，對電力系統的整個生產過程進行控制。PLC在電能生產系統的輔助系統中的輸煤系統、化學水系統、除渣和除灰系統中得到了廣范的應用。以化學水系統為例，其中電機、閥門多達數百個，需要按復雜的工藝進行動作，在沒有PLC的情況下需要多位運行人員進行操作，引入PLC后，所有設備按照程序自動運行，大大減少運行人員的人數，并且沒有誤操作。運行人員只需在集中控制室中，通過顯示屏對設備以及整個生產過程進行監視與控制，以此提高系統的成產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系，因此兩者在操作的過程中不會發生相互的影響，在供電系統中采用光電耦合的方式，能夠提高電力系統的穩定性與可靠性。PLC控制系統中的循環掃描方式，能夠在CPU的作用下對電力系統中的所有電路進行檢測，能夠準確的找出系統中存在的漏洞。此外，PLC系統原則控制元件的要求也非常嚴格，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，系統在每一生產環節中都按照既定的程序進行控制，這樣在很大程度上提高了電力系統的可靠性和安全性。

（3）自動安全保護。電力系統是一個地域分布遼闊，由發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。在這個復雜大系統中，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為例，系統采用冗余的PLC，以保證機組在緊急情況下迅速關閉汽輪機所有進汽閥，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，這樣即實現了自動保護，又大大提高了安全性及穩定性。

3 結束語

綜上所述，近年來PLC廣泛應用于電力系統自動化工程中，在電力系統的開關量控制、順序控制和安全回路方面，均發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，易于電力控制系統的設計、調試、安裝與維修。由于PLC具有數據處理功能，能夠促進電力系統自動化的有效實現。隨著信息技術的不斷進步，PLC的功能不斷向專業化與增強化的方向發展，針對不同行業的具體特點發展出相應的專業化程度較高的PLC產品，以此來進一步提高PLC的適用性。此外，PLC正逐漸向小型化方向發展，產品體積越來越小，但是系統可靠性卻越來越高，功能越來越強，以滿足自動化工程的應用需要。。

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