前言：本站為你精心整理了PLC在高壓配電系統(tǒng)控制中的應(yīng)用范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：近些年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，配電系統(tǒng)控制技術(shù)日益成熟，其在保證了供電質(zhì)量的同時(shí)也促進(jìn)了電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。文章首先分析了plc技術(shù)原理，并對(duì)其技術(shù)特征進(jìn)行闡述，最后從設(shè)備層功能與控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控兩個(gè)方面探討了PLC技術(shù)在高壓配電系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)原理；高壓配電系統(tǒng)；控制策略；電力系統(tǒng)；供電質(zhì)量

1概述

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成，其對(duì)于保證電力系統(tǒng)供電質(zhì)量及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定具有積極作用，為此需要保證高壓配電系統(tǒng)的有效控制，這是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的重要途徑?？删庉嬤壿嬁刂破鳎≒LC）是基于存儲(chǔ)的控制器，一般情況下可以用于內(nèi)部存儲(chǔ)程序面向用電客戶的指令發(fā)送，并通過數(shù)字模擬信號(hào)的輸入及輸出向電力設(shè)備或生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，在一定程度上保證了電力生產(chǎn)的有序性，具有推廣價(jià)值。

2配電系統(tǒng)中PLC技術(shù)簡介

所謂PLC技術(shù)，是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的智能化程序控制技術(shù)，其核心為單片機(jī)，該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制。PLC技術(shù)集成了電氣、儀表和控制等多項(xiàng)技術(shù)設(shè)備，可依據(jù)電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模等實(shí)際情況進(jìn)行組合，滿足工業(yè)控制需求。PLC技術(shù)的主要作用體現(xiàn)在：第一，高速指令處理。PLC技術(shù)的出現(xiàn)開辟出了新的應(yīng)用領(lǐng)域，在對(duì)性能要求較低的情況下也可以將指令的處理周期縮短到最??；第二，浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。便于用戶調(diào)整參數(shù)，及時(shí)在運(yùn)算量增加的情況下也能實(shí)現(xiàn)高效、復(fù)雜的運(yùn)算，保證運(yùn)算結(jié)果的準(zhǔn)確；第三，優(yōu)化人機(jī)交互。通過人機(jī)界面優(yōu)化，可以集成多種功能，降低了人機(jī)對(duì)話編程的難度；第四，口令保護(hù)。其加密了數(shù)據(jù)，并設(shè)置了權(quán)限訪問，避免了數(shù)據(jù)的非法刪改。

3PLC技術(shù)特征分析

PLC作為控制器，其靈活性更強(qiáng)，可以依據(jù)用戶需求進(jìn)行編程，只需客戶發(fā)出指令，PLC便可依據(jù)一定的算法程序輸出機(jī)器的執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的直接控制。從理論層面來說，PLC技術(shù)的特征主要表現(xiàn)在：具有靈活性特征，PLC具有可編程的邏輯性，在遇到具體的問題時(shí)可以依據(jù)輸入指令的不同輸出不同的操作指令，這樣就避免了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制模式的盲目性與隨意性；低耗、操作便捷，PLC系統(tǒng)占地空間小，但是性能與其他繼電器相比更具優(yōu)勢，在實(shí)際生產(chǎn)過程中電能消耗較小，符合當(dāng)前低碳環(huán)保的工業(yè)發(fā)展理念。

4PLC在高壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析4.1設(shè)備層功能及控制策略

4.1.1設(shè)備層功能及控制策略。在設(shè)備層，一般需要通過智能化傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的識(shí)別以及傳送工作，并將其轉(zhuǎn)為可識(shí)別信號(hào)，保證通信信號(hào)的有效傳輸與交互。在執(zhí)行器中，可以使用中央處理器向計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)控制器的管控功能。在設(shè)備層，一般會(huì)采用分布控制技術(shù)，通過設(shè)立多個(gè)控制器組建設(shè)備層，每個(gè)控制器可獨(dú)立工作，不相互影響，但控制器之間形成了一個(gè)數(shù)據(jù)通道，和計(jì)算機(jī)之間也建立一個(gè)信息互通渠道。

4.1.2網(wǎng)絡(luò)層功能及控制策略。網(wǎng)絡(luò)是高壓配電系統(tǒng)的重要組成部分，網(wǎng)絡(luò)可將分散的配電設(shè)備連接在一起成為一個(gè)有機(jī)整體，并通過監(jiān)控中心的服務(wù)器進(jìn)行信息交互，在網(wǎng)絡(luò)層可通過現(xiàn)場總線技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)層功能的有效發(fā)揮。

4.1.3管理層功能及控制技術(shù)。管理層中工作人員可通過計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)觀測，管理層通過系統(tǒng)集成技術(shù)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的子系統(tǒng)連接在一起，通過子系統(tǒng)之間的信息交換實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)，建立一個(gè)完善的信息控制機(jī)制。

4.2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)高壓配電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障，對(duì)電能傳輸、變換等造成影響，通過PLC監(jiān)控系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)送故障警報(bào)信號(hào)，對(duì)設(shè)備隱患進(jìn)行排查，縮短了檢修周期，提高了檢修效率。

4.2.1PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的原理。對(duì)高壓配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可將其分為三個(gè)等級(jí)，如正常運(yùn)行狀態(tài)、異常運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)。作為正常狀態(tài)就是設(shè)備運(yùn)行過程中不存在缺陷或存在缺陷，但是不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行；所謂異常狀態(tài)就是指存在一定缺陷，且對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)造成較大影響，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在不同程度的問題，不利于配電系統(tǒng)供電質(zhì)量的提高；所謂異常狀態(tài)是指電氣設(shè)備缺陷發(fā)展到一定程度，對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生了負(fù)面影響，電氣設(shè)備也出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的損壞，但是可繼續(xù)運(yùn)行，這時(shí)需要注重設(shè)備性能觀測，并立即進(jìn)行維護(hù)檢修；故障狀態(tài)是指設(shè)備性能指標(biāo)不符合生產(chǎn)要求且設(shè)備不能投入生產(chǎn)。PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)配電保護(hù)系統(tǒng)的總受柜、1#變壓器配出柜及2#變壓器配出柜的三相電壓是否欠壓和三相電流是否過流等進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)高壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)非正常運(yùn)行狀態(tài)，則立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)或畫面，運(yùn)行人員在接收到報(bào)警信號(hào)后可迅速確定故障的發(fā)生位置，并派遣檢修人員趕赴現(xiàn)場進(jìn)行檢查和維修。PLC通過對(duì)高壓配電繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的采樣，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。

4.2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如圖1，高壓配電繼電保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)有遠(yuǎn)程監(jiān)控工作室，采用PLC控制系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)中各繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測，采集運(yùn)行參數(shù)，若監(jiān)測設(shè)備連續(xù)變化，只要輸入信號(hào)物理量，如電壓以及電流，便可通過2路的模擬量輸入通道的S7-200PLC模擬量輸入模塊，即可實(shí)現(xiàn)信息的采集、篩選以及轉(zhuǎn)換功能，最后得到量化后的信號(hào)，再通過電壓模擬量變成軟件進(jìn)行信號(hào)處理，編程軟件先輸入“AIWO”，電流模擬量輸入的編程元件為“AIW2”。當(dāng)斷路器為合閘狀態(tài)，則可以采用開關(guān)SA1、SA3以及SA5對(duì)總受柜、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的開進(jìn)行調(diào)控，該系統(tǒng)在采集到總受室、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的U、V、W三相電壓和電流信息后，若出現(xiàn)了欠壓或者是過流問題，則會(huì)立即發(fā)出警報(bào)信號(hào)，必要時(shí)也可手動(dòng)控制。PLC系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了定向數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測以及遠(yuǎn)程遙控的功能，有利于高壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定，可依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況采取相應(yīng)的保護(hù)措施。圖1PLC控制系統(tǒng)示意圖

4.2.3PLC的調(diào)試。依據(jù)PLC系統(tǒng)的控制要求，采用編程軟件即可進(jìn)行編程，得到圖2的梯形圖程序。為了對(duì)所編程序的運(yùn)行控制效果進(jìn)行檢測，需要進(jìn)行PLC調(diào)試。在正式調(diào)試之前，需要先進(jìn)行編譯，若編譯完全正確則將程序下載至PLC程序中再進(jìn)行調(diào)試，采用開關(guān)模擬對(duì)高壓配電繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。上斷電控制是開關(guān)量，選用開關(guān)便可實(shí)現(xiàn)控制工作，過流、欠壓保護(hù)均通過自動(dòng)檢測工作進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析進(jìn)行保護(hù)。

4.3實(shí)例分析以某高壓一次配電系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，該配電系統(tǒng)中有8臺(tái)變壓器并行運(yùn)轉(zhuǎn)，其有2路柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)線。在該系統(tǒng)中，PLC控制系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)繼電器保護(hù)系統(tǒng)，使得配電柜之間的硬連線數(shù)量不斷減少，控制流程得到了簡化，控制效率有所提高。該系統(tǒng)通過進(jìn)線柜和聯(lián)絡(luò)柜斷路器之間的邏輯關(guān)系為主要參考依據(jù)對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行控制，如圖2所示：圖2進(jìn)線和聯(lián)絡(luò)柜斷路器之間的邏輯關(guān)系該系統(tǒng)中，PLC作為配電系統(tǒng)的控制中心，各型號(hào)模塊相互關(guān)聯(lián)，所有的模擬信號(hào)、保護(hù)和狀態(tài)信號(hào)等信息數(shù)據(jù)均傳輸至控制中心，PLC控制系統(tǒng)依據(jù)各模塊傳遞的信息采取相應(yīng)的處理措施。該系統(tǒng)選用西門子S7-400H容錯(cuò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)架、電源、CPU、通訊總線的冗余。該系統(tǒng)中包括了多個(gè)功能子模塊，保證了故障出現(xiàn)時(shí)能及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理，可維護(hù)配電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。當(dāng)某個(gè)冗余節(jié)點(diǎn)發(fā)生了故障，可及時(shí)發(fā)出故障信號(hào)，必要時(shí)可進(jìn)行隔離處理，不會(huì)對(duì)其他節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行造成影響，這就意味著不會(huì)出現(xiàn)斷電影響生活生產(chǎn)的問題。該控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測母線、電源、斷路器等信號(hào)，在系統(tǒng)運(yùn)行后臺(tái)會(huì)直接顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，若發(fā)生故障，也會(huì)顯示故障源處理告警。為此，PLC系統(tǒng)成為了配電系統(tǒng)和運(yùn)行管理人員聯(lián)系的媒介，可對(duì)發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行有效識(shí)別，調(diào)控被控制對(duì)象的動(dòng)作，保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠。

5結(jié)語

綜上所述，在高壓配電系統(tǒng)控制中，可以采用PLC進(jìn)行系統(tǒng)管理，依據(jù)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求對(duì)控制器進(jìn)行合理設(shè)置，在保證施工人員素質(zhì)的前提下，從控制方案的整體以及子系統(tǒng)的運(yùn)行層面加強(qiáng)高壓配電系統(tǒng)的整體管控，保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉偉林．淺談船閘自動(dòng)控制系統(tǒng)——PLC干擾源的控制[J]．物流工程與管理，2016，38（4）．

[2]王學(xué)富．PLC在公路隧道機(jī)電工程中的應(yīng)用[J]．中國西部科技，2012，11（4）．

[3]李雄．高壓供配電網(wǎng)絡(luò)可視化集成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]．新疆有色金屬，2013，36（2）．

作者：劉曄 單位：江西銅業(yè)股份有限公司