配電柜自動控制中PLC技術的分析

張英光 李敏

（炎黃職業技術學院 江蘇省淮安市 223400）

為了可以有力的促使我國電力行業深入發展，促使電力系統具有較高的穩定性和安全性。有關工程技術人員對智能電網構建和運用進一步的研究，促使配電網系統中自動化控制更具科學性和全面性。

1 PLC技術

1.1 概述

傳統模式內調頻控制設備，在進行做功的時候，主要應用繼電器設備所具有的邏輯控制效果，但是PLC 自動控制操作系統，可以作為微型計算機設備，從而對各項設備進行編程控制和調頻工作，PLC 設備在較大的程度上促使我國工業化不斷深入革新，就原理以及操作過程層面上來講，PLC 技術在進行運用的過程比較簡單，關鍵性原因為PLC 自動控制系統運用操作技術工作人員所熟悉的梯形圖編程模式，由于在熟知編程模式之下，技術操作工作人員上手較容易，可控性相對較強。由于PLC 自動控制系統具有較高的精準性，抗干擾性以及穩定性，能夠促使系統具有較強的可信度。加之，還可以顯著地將自動系統運行壽命延長。和傳統系統相比較之下，其運用壽命大幅度提升。雖然PLC 系統自身復雜性相對較強，但是在對其進行維護的過程中較為便捷，由于其自身體積比較小，非常容易拆卸，連接模式更是簡單便捷。從硬件角度上來講，該系統可以在全國范圍內進行推廣和運用，雖然PLC 控制系統具有較多優勢，但是在實際運用環節中，由于對象只是電機，若是想要較好的將PLC 系統所具備的優點發揮出需要實施規范性操作。

1.2 特征

1.2.1 可靠性

原本控制系統大多數都運用繼電器系統，所以自動控制內連線經常會出現接觸性故障，運用具有可編程的邏輯性控制設備，對各個軟件模塊進行連接，可以有效地提升系統所具有的抗干擾能力，將連線接觸層面上存在的隱藏故障得以解決，從而顯著提升設備的可靠性。

1.2.2 靈活性

自動化控制系統內可編程邏輯控制設備，經常是各個模塊共同組成的。該種模塊標準化程度較高，差異化模塊結構和配置可以產生差異化性質的功能模塊，具有較強的靈活性。加之，在自動化操作系統中，適用性相對較強，可以被廣泛運用。

1.2.3 簡便性

可編程的邏輯控制設備可以直接的針對各種危機進行仿真測試，從而不斷地對設計方案進一步優化和調試，從而顯著降低任務量。加之，其還具有較強的自診斷功能，自動控制可以隨時地對自身的故障進行檢查，精準的尋求出問題模塊，對模塊進一步修復，從而保證系統具有較強的安全性和可靠性。

2 PLC技術于配電柜設備自動控制內的運用

2.1 項目概述

例如。某個低電壓配電柜設備主網是部分高低電壓配電室設備裝置，控制柜設備與PLC 控制柜，箱式變電站低壓端工頻交流電。而后，從低電壓斷路器設備分成較多的支線，運用交流接觸器設備將其鏈接到其余負載中。區域之中負載相對較多，囊括了各類接觸器設備、元器件設備、變頻器設備與直流調速器設備，斷路器設備和直流接觸器設備有輔助接觸點和通訊模塊。

2.2 PLC選擇

依照配電網自動化實際需要對系統所需選取的低壓配電柜設備，各種模擬量和數字量進行確定，運用PLC 技術實現組態控制以及觸摸屏控制，從而實現遙調、遙控、遙測以及遙信四大功能[1]。

2.3 控制方式

對于配電柜設備進行操作的環節中，大多數都是運用調節模式，對控制面板實施控制，運用該種模式，主要是在配電柜設備運轉的狀況之下進行操作，只是需要進行偶爾改變。還有一種模式主要是對配電柜設備字段進行嚴格控制，該種控制模式主要是對端子層面中的邏輯數據輸出端口邏輯進一步組合，不同的預制速度設置的工作都能夠在里邊完成。而后，再運用邏輯輸入端口的控制值進行控制與輸出，從而對配電柜設備進行較好地控制。一般來講，在操控配電柜設備時，需要制定出有關的政策和規章制度，需要依照規章需求，對配電柜進行啟停、轉速操作。控制的過程中，需要將固定頻率設置出，而后再控制運轉設置。該種控制類型主要是使用配電柜完成控制性操作，造成運行成本顯著提升，并不能較好的控制平滑線，促使其可以連續調速。對此，該種模式僅僅適用于精準度要求不高的場所。在對PLC 系統模擬量實施配置，以便于控制模式可以符合標準，但因為模擬量主要需要對設備電壓信號輸出進行控制，非常容易有控制線路中電壓顯著降低問題，對系統安全性和可靠性產生影響。該種通信控制模式工作關鍵性原理為：把串行電纜設備簡單連接到一起，從而對配電柜進一步的監視和控制，保障設備具有較優的精準性和穩定性。

2.4 可編程邏輯控制器的選取

依照配網系統自動化實際需求對配電系統的眾多變量和連續變量以及離散量進行明確，應用可編程邏輯控制器設備對配置以及觸控屏實施控制，更需要促使其達到遙調、遙控、遙測以及遙信系統的實際需求。對此，可編程邏輯控制器設備運用SIMATICS7-300PLC 類硬件系統，其具有性質較優的多功能輸入和輸出端孔以及傳輸功能的處理器設備，可以實現實時地對可編程邏輯控制器設備進行拓展，命令處置的時間在0.1 微秒到0.6 微秒之間[2]。

首先，需要將任務進行控制和評估，需要依照生產實際狀況，和控制項目要求和特征，對基礎任務進行仔細的評估，關鍵需要仔細對生產工藝以及技術特征進行分析，做好有關的工藝狀況、控制規模以及系統體系數據處理速度以及可靠性需求進行合理的分析和把握，將目標確認，明確任務，從而保障控制效果。其次，選擇出適宜的型號，針對于不同控制系統，需要依照控制需求，保障設備與PLC 型號相適應。需要對輸入以及輸出設備屬性和特點進行綜合性考慮，要求被控制對象響應速度較優。

3 PLC于電力系統內運用策略

3.1 提升抗干擾功能

可編程邏輯控制器設備已然成為目前工業行業內自動化生產中關鍵性組成成分之一，具有至關重要的作用。現階段，超過85%的工業都運用該項控制器設備，對生產環節實施控制，電力系統本就是法拉第原理所構成的體系。較多地電力設置很難規避有電磁的干擾，配網現場環境相對較差，電磁干擾狀況更為嚴重[3]。若是出現電纜管鋪設不夠科學和合理，亦或是施工現場的周圍具有嚴重的電磁干擾，現場調節濕度，溫度不夠正常，地面較為雜亂等各種現象都會非常容易，導致可編程邏輯控制器設備所計算的數據信息不夠精準，出現錯誤，造成設備不被控制。對此，可編程控制器設備運用在電力系統中，需要不斷地提升自身所具有的可靠性，運用將信號中特定波段頻率排除操作、隔離操作以及吸收操作，從而提升可編程邏輯控制器時具有的抗干擾能力。加之，需要對施工現場進一步的維護，規避各個環境因素對可編程邏輯控制器設備造成的影響。

3.2 實現變頻器自動化控制關鍵模式

把PLC 技術運用在變頻器內，自動化控制實驗主要是運用I/O端子。PLC 控制系統和I/O 端子作為PLC 技術關鍵內容，把兩個層面上的內容進行有機地結合，然后，科學、合理應用，促使PLC技術能夠發揮出最佳效果。在對各項技術進行具體運用的過程中，主要包含兩個重要方向。第一，數字輸入端和 PLC 連接在一起，該種模式需要對PCL 自動化控制系統內所攜帶的I/O 端子，可以運用導線進行控制[4]。第二，模擬量子段與PLC 系統連接到一起運行模式下，PLC 自身并不具備模擬量端子，把PLC 系統后臺的控制拓展模塊與變頻器的模擬量實施連接，從而達到自動化控制的目的，上述二種模式都能夠對變頻器設備開展有效的設置，如果變頻器設備輸入數字量相對較多就可以得到更多的固定頻率。

4 PLC注意事項

4.1 做好控制設計與調試系統

將PLC 技術運用在自動化控制系統中，需要首先做好控制設計對過程進一步提煉，對進程進一步優化。從而保障控制體系能夠發揮出最大的效果，以便于將自動化控制效果得以實現。

（1）做好有關控制評估人員，需要依照生產的實際狀況與控制項目的要求和特征，有機地結合在一起，仔細地對基本任務進行評估。關鍵是需要對分期控制對象、技術特點、生產工藝進行科學細致分析。從而，對工藝狀況規模系統體系具有的可靠性需求以及數據信息處理速率等各種狀況進行合理地控制分析與把握，以便于對目標進行確定，明確工作任務，保障控制效果顯著提升[5]。

（2）對型號進行適當的選擇，針對于不同的控制項目，有不同的控制需求，必須要配合出合適的PLC 型號，這就需要對控制器設備的型號進一步的選擇。需要考慮自動化項目輸出和輸入設備數量以及自身特征；目標特殊性能與應用需求；被控制對象需要響應速度，用戶程序存儲容量等；需要滿足項目的要求特征和PLC功能相符合；更需要對設備通用特征進行考量，從而節約成本，因地制宜的開展控制工作。

（3）選擇PLC 系統，需要對軟件和硬件進一步設置，尋求出適宜的PLC 系統硬件設計，主要是指 PLC 外部設備的詳細設計；軟件設備主要是指PLC 各個工作流程的詳細設計[6]。硬件設備的設計主要需要對輸入設備控制臺柜以及執行軟件進一步設計，可以依照實際狀況和用戶應用手冊說明書有機地結合在一起，做好輸入和輸出的通道與分配，更需要做好連線的設計。針對于設計軟件層面上，需要重新地將工藝流程圖進行編寫，確定簡化。然后，進一步地對各個環節進行優化，確認分析轉換的條件和循環分支跳轉等各個環節，有機地結合在一起，設計出較優的流程梯形圖。

（4）系統調試作為在選型和設計結束之后開展的工序。首先，需要實施模擬調試，看其是否能夠滿足工藝的具體需求，是否需要進一步的進行調整。然后，再開展聯機的調試，運用分級模式，從內到外逐層的深入逐步地進行輸入和輸出部件調試，做出有關的調整保障控制精準無誤，能夠滿足實際的需求[7]。

4.2 優化、保持適宜的工作環境

PLC 工作環境主要受濕度、溫度、空氣、震動以及電源等各個層面上的條件所影響。需要依照配電項目的實際狀況，對四周的環境進行控制，與PLC 型號特征有機地結合在一起；需要必要性地對環境進行優化，對條件進行創設，從而形成較優的工作環境，保障PLC 控制效果最優。

4.2.1 溫度

一般狀況來講，PLC 需要的溫度要控制在0℃到55℃之間，所以在對PLC 系統進行安裝的過程中，需要選取適宜位置保障系統四周具有較強的通風和散熱性。

4.2.2 濕度

要求濕度需要低于85%，保障PLC 具有較強的絕緣性[8]。

4.2.3 震動

需要盡量地降低震動，同時保障PLC 運行質量，PLC 系統需要規避具有強烈震動源，振動頻率需要控制在10 赫茲到55 赫茲，降低連續震動的概率。若是有的震動不能夠規避，必須要進行減震和防震操作，例如可以在其中添加減震膠。

4.2.4 空氣

PLC 系統工作的環境需要盡量地規避易燃、腐蝕以及易爆等氣體，例如，硫化氫以及氯化氫等。可以將PLC 安裝在封閉性能較優的控制室或控制柜中，從而規避腐蝕性氣體和隔絕粉塵，保障空氣清新度[9]。

5 結束語

綜上所述，目前科學和技術不斷地發展，促使配電系統自動控制技能更為完善，對其要求更高。因為PLC 技術、計算機技術和微電子技術的水準顯著提升，配電柜設備自動化控制有較優的前景，PLC 技術已然成為日后低電壓配電研究的關鍵性方向。