浅谈PLC在配电站的应用

曹钜荣

（佛山南方广恒钢铁有限公司，广东 佛山 528041）

可编程逻辑控制器，也称PLC（ProgrammableLogicController），是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，是现代计算机技术、网络通信技术、继电器控制、模拟调节等技术有机融合的工业控制产品，在工业领域应用极为广泛。

一般情况下，较大型生产型企业往往利用PLC实现负荷的远程自动控制，既增强了可靠性，也大大减轻了人力劳动强度。本文就PLC实现负荷远程自动监视和控制的角度进行阐述。

1 PLC简介

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。工业用的PLC，通常主要由以下几部分组成：电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等组成。

PLC工作原理是：当PLC投入运行后，其工作过程通过输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段完成。在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入；在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别；在输出刷新阶段，当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

2 研究对象

为描述方便,我们将总值班室配电站设为0号站（总站），其他依次为 1、2、3、… …配电站（子站）。整个配电系统，在0号站总控下，按设计要求，分别完成站内数据采集，自动调整补偿电容、自动合、分各回路开关等。系统结构框图如图所求。

3 功能特点

3.1 联网通信

PLC内部设有64个16位链接寄存器LR 0～LR63,PLC间数据互访通过编程来完成。各个PLC都有自己的LR寄存器，各自拥有完全控制权，而对其它PLC的段只有读取权限而无写的权限。

系统的数据交换由内部通讯程序完成。0站与其它站（即总站与子站）间可实现数据交换,子站间数据相对独立，无法互访。

3.2 电源

PLC工作电压为220V,本身自带电源模板。但在应用中，工厂技术人员同时还采用了专门的供电电源，在0站专门安置了一台较大功率隔离变压器,与通信电缆（采用双绞屏蔽）一并铺设至各PLC子站供电,还配置单独的直流24V电源，并按规范设置了接地线等辅助性装置。

3.3 模拟多路开关

采用独立继电器型开关组成模拟多路开关，编程使每次1路选通,依次循环导通。

3.4 LED数码显示

所有数据统一编号循环显示。

3.5 按钮键盘

设置为扫描输入方式,组成行列,类似扫描键盘,信号可实现按键控制,并用数字键可修改参数值。

3.6 I/O控制

全部采用24V直流电源,输入经接点引入,回路状态、声光报警等用24V红、绿指示灯、蜂鸣器,回路操作经中间继电器转接,模拟量全部采用4～ 20mA直流电流输入。

3.7 其他软件功能

其他比如实现自检、报警功能、数据滤波|历史数据|电容补偿等功能，根据工厂自身需要完成。

4 结束语

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各个行业。随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业领域发挥越来越大的作用。伴随着变配电技术的不断更新，PLC系统将在智能控制方面有新的发展，使变配电系统更加安全可靠、简单实用。

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