熱工保護系統中PLC控制技術的應用探析

巴榮

摘 要：近年來，我國電力工業發展速度十分快，這也在極大程度上推動了熱工保護系統規模的擴大，同時也將更高的要求提給了熱工保護系統的控制方式與運行水平。微電子技術、通信技術和計算機技術不斷發展下，具有高可靠性、硬件配置靈活、變成組態方便及石英工業惡劣環境等優點的PLC也逐漸占據了新一代工業控制機的首要地位。鑒于此，本文就熱工保護系統中PLC控制技術的應用展開了探討。

關鍵詞：熱工保護系統;PLC控制技術;應用

機組啟停與運行期間一旦有故障出現，熱工保護系統聯鎖或保護措施能夠自行實施，如此一來即可保障人身及設備安全，并避免事故的發生或擴大，確保機組得以正常啟停、安全運行。熱工保護能對機組運行參數、設備工作狀態嚴密進行監視，遭遇突發事件時可將個別系統或設備自動切除或啟動，如此即可保障機組處于原負荷或是減負荷運行狀態。而當有能對機組設備造成危害的重大事故產生時，能夠停止機組運行，將事故控制在最小。

1 PLC的基本內涵

PLC（編程邏輯控制器）是以數字操作為基礎，以工業化環境作為主要適用范圍而形成的電子應用程序。PLC微機保護系統屬于一種可編譯存儲器，能為內部模式程序編譯和數據邏輯運算等基本功能提供便利。在內部程序編譯完成之后，該系統在外模式的運用下將各類指令發出并朝著用戶傳輸，用戶能以不同命令為根據進行針對性的輸入操作。PLC作為新型觸控、融合技術、計算機系統升級，能在提高系統操作靈活性、節約資源的同時，不斷提高系統內部結構的安全性。

2 熱工保護系統中應用PLC控制技術的優勢

將PLC控制技術應用于熱工保護系統中，主要包含以下五方面的優勢：其一，系統結構簡單可靠，可在一定程度上簡化組件式插接安裝及維修;其二，記錄輸入信號狀態，可實現恢復時間或動作的準確判定，進而為事故分析提供更可靠、客觀且準確的依據;其三，雙電源供電保護系統的運用，能夠確保系統工作得以穩定、連續開展;其四，具備更高的熱工保護裝置技術水平，緩解了相關人員的維護量。[1]高可靠性、易擴展、結構合理的系統可將熱工保護的需要更好地滿足;其五，將上位機運用至監控中，可為聯鎖實驗記錄、報表打印、狀態監視和報警查詢等予以保護。

3 總體設計

3.1 改造原則和設計思想

就熱工保護系統控制邏輯而言，因其較為完善且正確的緣故無需進行改動，在電纜、機柜、現場測點、電磁閥原則不變動的基礎上，以先進的計算機控制裝置將現有的繼電器式控制裝置取代。該原則的基礎上可將下述功能實現：系統中增加與DCS的通信接口，可實現在線監視功能;系統中增加在線實驗功能;系統可自行進行檢測;有孤航出現于邏輯系統任意部位時，鍋爐或汽輪機仍然能夠強制性跳閘。

設計系統的主要目的在于高效可靠產品的研發，確保熱工保護系統控制水平得以優化，并實現減員增效。在通信技術、電子科技和計算機技術的不斷發展下形成的新一代工業控制機PLC，被廣泛運用于工業控制領域中。[2]“上位機+PLC”是系統采用方式中相對較新的一種，通過PLC和計算機通訊技術的運用，能對多個輸出輸入信號進行實時動態監控，能為聯鎖試驗、報表打印、動作記錄和輸出輸入信號狀態顯示等提供可靠的保護。

3.2 熱工保護系統原理

熱工保護系統是由邏輯控制系統、檢測元件、執行機構和運行人員控制盤等四個部分組成。邏輯控制系統是熱工保護系統的核心，結合檢測信號、操作命令可進行綜合判斷、邏輯運算，其結果用于運行人員控制盤或是執行機構的驅動;檢測元件為基礎，主要負責將能對機組狀態進行反映的各類參數朝著可被系統接受的開關量信號轉化。檢測元件的組成通常有反映流量、水位、溫度、壓力是否正常的流量開關、溫度開關和壓力開關等傳感器及反映執行機構位置的限位開關等;執行機構則是機組的驅動機構，是由變頻器、控制閥、接觸器及電磁閥等組成;運行人員控制盤由操作按鈕和信號燈等指令器件、信息反饋器件組成，而crt逐漸替代了控制盤。

3.3 檢測信號處理

要想將中間環節減少，可通過PLC資源的充分利用，可將軸向位移保護、發電機差動保護、高壓缸脹差保護、潤滑油壓低保護、汽輪機后備超速保護、高加水位高保護、汽輪機振動保護、發電機斷水保護、真空低保護、電超速保護、后汽缸噴水、潤滑油壓低聯動、低壓缸脹差保護、抽汽聯鎖、給水泵聯鎖等汽輪機跳閘和聯鎖回路等信號直接與PLC相連接，而汽輪機位移和差脹、真空及汽包和高壓加熱器水位等重要參數而言，可實施三選二邏輯。而對于延時處理等具有頻繁變化的參數而言，由于現場信號皆為無源節點的緣故，無需隔離即可朝著PLC模件直接輸入。

3.4 PLC配置

相對于檢測元件、執行機構來說，將PLC運用于傳統機組熱工保護中，PLC具備最高的可靠性，因此本文并未采用PLC整體冗余結構。[3]僅是將PLC模件冗余方式運用于十分重要的I/O點解決中。在選擇PLC輸出模件時，因有200～300v共模干擾村組與現場，繼電器方式模件應為首選。結合上述原則，最終確定Modicon Premium TSX的PLC。

4 結語

總而言之，相對于常規控制系統而言，PLC系統能將熱工保護系統外部線路與繼電器最大限度減少，再加上控制程序特性影響的緣故，能夠顯著提升系統的穩定性、易維護性和可拓展性。故而，將PLC系統應用于熱工保護系統中所具備的價值與意義十分高，應不斷擴大其應用范圍。

參考文獻：

[1]習寶全，梁寶燕.PLC控制技術在熱工保護系統中的應用研究[J].科技創新導報，2013（3）：82.

[2]張劍.PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用[J].經濟技術協作信息，2018（6）：50.

[3]馬明.提高火力發電廠熱工保護可靠性方案與策略探究[J].中國高新區，2018（12）：159.