基于PLC的電力系統(tǒng)自動化設(shè)計分析

姚國強(qiáng)

（廣東省交通城建技師學(xué)院，廣東廣州，510520）

1 PLC概述

PLC作為一種可編程的控制器，屬于現(xiàn)代電力系統(tǒng)中最新型的控制器，是以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)開展的。多數(shù)PLC技術(shù)是一種以大規(guī)模集成電路和生產(chǎn)工藝而形成的裝置，電路自身就有較高的可靠性，可以在工作時更好地保證其處于無故障的狀態(tài)。PLC系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自動檢測功能，如果硬件在使用的過程中出現(xiàn)了故障，則可以在第一時間保證系統(tǒng)的可靠性[1]。如果能夠有效地運用PLC電力系統(tǒng)不僅可以在第一時間突破我國的電力系統(tǒng)，更可以在完善相應(yīng)功能的基礎(chǔ)上節(jié)省較多的電力資源，最終自然可以在第一時間減輕電力和電壓帶來的壓力。圖1顯示了PLC系統(tǒng)的整個結(jié)構(gòu)。

圖1 PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2 PLC技術(shù)的優(yōu)點

PLC技術(shù)實際屬于英文縮寫，它既是一種可以進(jìn)行編程的邏輯控制器，更是一種常用的存儲器。為的是通過以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)來在存儲器內(nèi)部進(jìn)行運算、順序控制和計數(shù)指令來借助模擬數(shù)字進(jìn)行輸出和輸入，從而有效地控制整個機(jī)器設(shè)備設(shè)備的控制過程。

在實際使用時PLC技術(shù)可以表現(xiàn)出如下幾點優(yōu)點：第一，PLC技術(shù)顯得非常簡單，普通的電力工人并不需要直接掌握編程語言就可以更好地了解電子電路，實踐中也需要全面了解整個電子電路就可以實現(xiàn)對繼電器的編程。第二，整個PLC控制器內(nèi)部含有不同類型的產(chǎn)品，確實可以在生產(chǎn)中滿足各類要求。此外，PLC技術(shù)實際也擁有非常強(qiáng)大的運算能力，可以在數(shù)字領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。第三，PLC技術(shù)的可靠性較高，實際生產(chǎn)的工藝也非常嚴(yán)格。例如，較為先進(jìn)的控制器可以實現(xiàn)長時間的無障礙工作。第四，常規(guī)的PLC存儲器可以在較短的時間內(nèi)被更好地維護(hù)，更會使得系統(tǒng)安裝和維護(hù)的過程變得更加方便。

3 基于PLC電力系統(tǒng)的自動化設(shè)計

本次主要是針對PLC電力系統(tǒng)內(nèi)部的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的，主要是由硬件部分和軟件部分組成。事實證明，有效地設(shè)計和優(yōu)化PLC電力系統(tǒng)確實可以促進(jìn)我國電力產(chǎn)業(yè)更好地向前發(fā)展[2]。從發(fā)展看，常規(guī)的PLC電力系統(tǒng)自動化設(shè)計確實可以在今后電力行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮非常重要的作用。

3.1 PLC電力系統(tǒng)中硬件設(shè)計

3.1.1 設(shè)計控制面板

多數(shù)控制面板在PLC電力系統(tǒng)硬件設(shè)計中發(fā)揮非常重要的作用，不僅操作的過程顯得非常簡單，而且相關(guān)功能可以變得更加齊全。常規(guī)設(shè)計的功能主要是由電流功率因子、顯示狀態(tài)和其他不同的部分組成。控制面板的外殼內(nèi)部主要是由LED顯示、電容器和按鈕組成。

3.1.2 互感器設(shè)計

多數(shù)供電線路內(nèi)部的電壓和電流實際有著很大的不同，在實際設(shè)計時一定要能夠更好地統(tǒng)一電流和電壓，這樣才能夠使得儀表測量的過程變得更加方便。正因為多數(shù)線路內(nèi)部的電壓較高，所以所呈現(xiàn)的危險系數(shù)就較大，這時需要充分發(fā)揮互感器和電氣隔離所發(fā)揮的作用。

3.1.3 模塊分析

常見的中央處理器模塊、模擬輸入接口模塊和其他模塊會構(gòu)成一個主要的模塊，其中輸入接口模塊自身的種類較多，不論哪種模塊其內(nèi)部的構(gòu)造也是一樣的[3]。只有在電壓輸入和電壓輸出的過程中有效地分辨位數(shù)較多的模擬量才能夠更好地配合精度較高的模擬量進(jìn)行分辨和調(diào)整，最終才能夠保證中央處理器模塊可以起到核心調(diào)整的作用。實踐中可以按照PLC系統(tǒng)內(nèi)部存在程序進(jìn)行存儲，為的是在掃描現(xiàn)場數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上更好地判斷電路內(nèi)部不會出現(xiàn)錯誤。

4 PLC電力系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計

4.1 投切部分

在直接對電力系統(tǒng)內(nèi)部的電壓進(jìn)行劃分時需要按照合適的控制順序來進(jìn)入電壓設(shè)備內(nèi)部，更應(yīng)該按照相關(guān)調(diào)壓的原則來控制整個電壓的大小。如果變壓器內(nèi)部的曲線已經(jīng)超過規(guī)定的內(nèi)容時則需要在具體分析合適的偏移量的基礎(chǔ)上來整定變壓器內(nèi)部的指令，為的更好地增強(qiáng)電壓使用的效果。其運作的流程如下：第一，可以讓系統(tǒng)先采集更多不同的數(shù)據(jù)，并更好地讓電壓分析模塊和無功分析模塊發(fā)揮實際作用；第二，再形成合適的變壓器分級結(jié)構(gòu)指令之后再判斷其是否能夠被投入使用；第三，在完成上述操作之后再直接安裝合適的報警裝置，最終才能夠讓控制中心執(zhí)行合適的指令。

4.2 PLC編程器

在設(shè)計PLC編程器時主要采用的是Fx-10P-E和Fx-10P-E兩種不同類型的編程器，這些編程器通過在和PLC相互連接來更好地滿足程序使用的內(nèi)容。其中，F(xiàn)x-10P-E的主要功能是在讀出相關(guān)程序的基礎(chǔ)上來更好地增加程序，為的是在監(jiān)測PLC狀態(tài)的基礎(chǔ)上來更好地改善監(jiān)視的程序。

4.3 A/D轉(zhuǎn)換部分

A/D轉(zhuǎn)換部分主要是由10格輸入點或者11個輸入點組成的。不同的輸入點主要是由1相位判斷開關(guān)、電流功率開關(guān)、9-10加減開關(guān)和其他不同類型的按鈕組成。不同類型的開關(guān)都可以在使用中發(fā)揮不同的作用。

5 基于PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)中的自動化設(shè)計應(yīng)用策略

5.1 在電力系統(tǒng)控制層的應(yīng)用策略

多數(shù)電力系統(tǒng)自動化內(nèi)部的結(jié)構(gòu)顯得非常復(fù)雜，所以在運行電力系統(tǒng)時會產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁波，在設(shè)計電力自動化系統(tǒng)時就需要重點考慮這些因素，這樣不僅可以提升控制層的抗干擾能力，更可以讓整個電力系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定。此外，如果能夠?qū)LC技術(shù)運用于電力控制層，就可以借助智能化的儀表來直接采集合適的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，再直接對整個電力系統(tǒng)進(jìn)行控制，這是PLC再控制電力系統(tǒng)時表現(xiàn)出最大的特點，這種操作系統(tǒng)顯得也非常靈活和簡單。

5.2 在電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用

可以通過運用PLC技術(shù)來識別電力系統(tǒng)內(nèi)部的信息來更好地提升電力自動化系統(tǒng)的使用效率，這對于電力系統(tǒng)自身的建設(shè)也有著非常重要的意義[4]。因此，在設(shè)計以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的電力自動化系統(tǒng)時更需要借助相關(guān)的軟件來更好地設(shè)計有關(guān)的數(shù)據(jù)。常見的Netpow-TM軟件可以實現(xiàn)與電力自動化系統(tǒng)的連接，以便最終更好地提升電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。

如果可以在電力系統(tǒng)內(nèi)部安裝一些較為先進(jìn)的數(shù)據(jù)設(shè)備不僅可以提升電力系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力，更可以在較短的時間內(nèi)處理出現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)信息，并直接將錯誤的信息上傳到電力系統(tǒng)內(nèi)部的控制中心。內(nèi)部的控制中心在通過對錯誤信息有效地進(jìn)行分析之后自然可以在第一時間判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。多數(shù)電力系統(tǒng)更可以在保存發(fā)生故障的數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上來給后續(xù)修理的工人提供更好的參考，最終自然可以更好地保證電力自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5.3 在閉環(huán)控制中的運用

在PLC系統(tǒng)運行時如果可以在運用了一系列與電力信號、整流和信號分壓處理之后自然可以使得信號朝著標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。例如，在進(jìn)行環(huán)閉控制時重點可以利用互感器來更好地采集相關(guān)信息，并更好地進(jìn)行隔離降壓處理，為的是讓電力數(shù)據(jù)朝著標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展[5]。此外，電力系統(tǒng)自動化設(shè)計的過程可以被有效地融入PLC系統(tǒng)內(nèi)部，為的是對電力系統(tǒng)單元格更加全面地進(jìn)行處理。

上文主要講述了PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化設(shè)計中運用的三種手段，可以看出PLC技術(shù)可以分別在控制層、數(shù)據(jù)處理和閉環(huán)控制中被廣泛應(yīng)用，以便發(fā)揮更大的作用。

6 結(jié)束語

如果可以將PLC技術(shù)有效地融入電力系統(tǒng)自動化設(shè)計中不僅可以更好地提升系統(tǒng)的可靠性，更可以保證電力系統(tǒng)更加可靠的運行。本文在具體分析PLC的概念和優(yōu)點的基礎(chǔ)上分析PLC技術(shù)在硬件和軟件中的設(shè)計，并具體分析將PLC技術(shù)有效地運用于不同場合。可以看出如果能夠?qū)LC技術(shù)運用于電力系統(tǒng)自動化設(shè)計中不僅可以讓系統(tǒng)變得更加高效安全，更可以保證電力系統(tǒng)更好地向前運行。但是在實際應(yīng)用中更需要在分析電力系統(tǒng)實際運行情況的基礎(chǔ)上制定出更加科學(xué)的設(shè)計方案。