浅析PLC在电力系统自动化工程中的应用

谢海洋 辽宁机电职业技术学院自动控制工程系



浅析PLC在电力系统自动化工程中的应用

谢海洋 辽宁机电职业技术学院自动控制工程系

【文章摘要】

【关键词】

PLC；特点；电力系统；自动化工程；应用

当今社会计算机技术大行其道，这是自动化和电子化的时代，人们通过计算机的编程功能在社会的诸多领域中都实现了自动化管理和控制，节约了大量的人力、财力以及物力，为人们的生产生活提供了极大地便利。PLC的设计初衷是为了能够在工业环境下使用而编制的一种可编程逻辑控制系统。PLC系统计算机技术与继电保护技术有机结合衍生而来的一种新型技术，有效地缓解了传统的控制系统中线路复杂、安全性能低、消耗大等问题。

1.PLC系统简析

1.1什么是PLC

它是一种即时系统有别于个人电脑。传统式以继电器为主的电机控制系统中，每当变更设计时，整个系统几乎都要重新制作，不但费时又费力；同时由于继电器还有接点接触不良、磨损、体积大的缺点，因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题。为了改善这些缺点，美国DEC在1969年首度发表：可程式控制器（Programmable Controller）。

程式控制器在发表初期被称为（Program--mable Logic -Controller）简称PLC，最先的目的是取代继电器，从而执行继电器逻辑及其他计时或计数等功能的顺序控制为主，所以也称顺序控制器，其结构也像一部微电脑，所以也可称为微电脑可程式控制器（MCPC），直到1976年，美国电机制造协会正式给予命名为Programmable Controller，即可程式控制器，简称PC，由于目前个人电脑（Personal Computer）极为普遍，加上常与可程式控制器配合使用，为了区分两者，所以一般都称可程式控制器为PLC 以加以分别。

目前市面上之PLC控制器种类繁多，依照制造厂商及适用场所的不同而有所差异，但是每种厂牌可依机组复杂度分为大、中、小型；而一般工厂及学校通常使用小型PLC，其中以日系F系列及我国A系列PLC较受国人青睐。而本CAΙ将以三菱FX2 PLC控制器为主加以介绍，望使用者能对PLC有更深的了解，在使用PLC时能更得心应手。其内部处单元包括CPU、输入模组、输出模组三大部门，PLC控制器的CPU会经由输入模组取得输入元件所产生的讯号，再从记忆体中逐一取出原先以程式书写器中输入的控制指令，经由运算部门逻辑演算后，再将结果通过输出模组加以驱动外在的输出元件［1］。

1.2PLC系统的特点

（1）PLC系统可靠性能高

电气控制设备中最为关键的性能就是高可靠性。PLC系统采用的是现代社会大规模的集成电路技术，生产制造工艺极其严格，系统的内部电路则使用了更为先进的抗干扰技术，可靠性能非常高。PLC的机外电路，其电气接线以及开关点大幅度的缩减，甚至能达到几千倍的缩减，这就大大降低了系统出现故障的可能性，并且PLC系统中还具有自行诊断保护以及自行检测等功能，为系统的稳定性提供支持。

（2）PLC系统的功能发展完善

PLC系统从最初发展到现在，形成了小、中、大规模等各种类型的系列产品，能够应用于各种环境、各种规模以及各种类型的工业控制现场。现行的PLC系统不仅具有强大的逻辑控制功能，同时还具有健全的数据信息运算功能，在各类数字控制现场中具有重要地位。最近几年，出现了大量的PLC系统功能单元，促使PLC系统发展到了温度控制、CNC以及位置控制等工业控制环境中，同时，PLC系统的通讯功能得到发展，人机界面技术不断加强，致使非常容易就能通过PLC系统组成各种类型的控制系统。

（3） PLC系统的编程语言比较简单

PLC系统在工业控制中是通用的计算机技术，接口比较容易，相关技术人员能够快速接受该系统简单的编程语言。为那些对电子电路不熟悉、对计算机原理以及编程语言不够了解的工作人员提供了便利。PLC系统梯形图语言中的各种图形和符号，与继电器的电路图有异曲同工之妙，只需要使用少量的PLC系统开关量逻辑控制指令就能够快速完成继电器中的电路功能。

（4）PLC系统容易维护

PLC系统使用存储逻辑取代了传统的接线逻辑，最大程度的减少了相关控制设备的外接线路，缩短了控制系统的设计步骤以及建设工期，更加容易维护PLC系统。最重要的是有很大的可能性实现同一个设备通过改变程序就能直接改变生产过程，非常适合批量小、品种多的工业生产现场。

2.PLC系统在电力系统自动化中的应用

2.1PLC系统在开关量控制中的应用

工业控制系统中应用最广泛的就是开关量逻辑控制，PLC系统的输入信号及输出信号，一般情况下都是接通或者断开的开关信号。对于控制的输入点数和输出点数不会受到制约，十几个点数到上千万个点数都可以通过扩展进行控制。使用PLC系统对开关量逻辑进行控制已经应用于众多行业的领域，比如电机控制、汽车的装配线控制、电梯的运行控制等方面。

2.2PLC系统在顺序控制中的应用

电力系统的自动化控制系统不仅有开关量的控制，还要有顺序控制。社会的不断进步和发展，人们逐渐提升了节能意识，电力企业也逐渐对能源的消耗问题加强了重视。经过调查发现，现阶段大部分的电力企业都已经使用到PLC系统进行管理控制，以此代替了原有的继电控制器。PLC系统能够对制定的工艺工程进行单独的控制，同时还可以对工作过程的整体进行有效的协调。比如，在电力输送系统的控制系统可以分为传感器、主站层以及远程ΙO三个部分，其中主站层还能够分成人机接口和PLC系统，通常将其放置在电力系统的集中控制室内。

2.3PLC系统在安全回路中的应用

我国的电力系统自动化启动方法包括：自动启动、现场控制箱的手动启动以及主机旁屏的手动启动方式三种。而PLC系统能够完成其自动化启动，启动泵作业时，会自动按照积累的时间对顺空模块进行有效运算，明确主备用泵。但是在使用主机旁屏进行手动启动时，需要人工对启动泵的开、闭进行控制，需要人为地计算运行的时间，再对主备用泵的开、闭时间进行确定，这种方法容易出现较大的人为误差。企业通常会对启动泵的控制采用常规控制法以及PLC控制法两种形式，常规控制法能够对PLC系统控制进行条件补充，如果PLC系统控制出现问题导致无法进行作业，常规控制法还能继续运行，从而保护回路的安全，保证电力系统的稳定运行。

3.结语

PLC系统在电力系统自动化工程中的应用愈加广泛，在其中发挥着非常重要的作用。PLC系统的多项优点，为电力控制系统的调试工作、安装技术以及系统的维修保养工作都提供了便利，同时还能实现电力系统的自动化控制。针对行业之间的差异发展出不同类型的PLC产品，提升其适用性，满足电力系统自动化建设的需要。

【参考文献】

［1］什么是PLC，可编程序控制器的定义.PLC之家.2014-12-11

［2］安丽娟，韩昱.电力系统中的PLC抗电磁干扰技术探讨［J］.企业改革与管理，2015（05）.

［3］许珊珊，王志伟.PLC技术在电力系统自动化工程中的应用［J］.科学与财富，2015（11）.

［4］姜春雨.电力系统中的PLC抗电磁干扰技术［J］.时代农机，2015（09）.

［5］何丽娟.西门子PLC编程技术及工程应用［J］.机械工业出版，2012，17（29）:90-92.

［6］柴瑞娟.阀门电动执行机构调试系统的设计与实现［J］.南京大学，2011，21（17）:62-63.

社会经济的快速发展，人们生活水平也在不断提升，这就对电力系统的安全稳定运行提出了更高的要求。而计算机技术与人们的生活也越来越密切，通过计算机技术对多种工作进行自动化管理，能够有效的节省资源。PLC系统具有多种优点，能够为电力系统的安全运行提供一份保障。本文针对PLC系统在电力系统自动化管理中的应用进行了阐述。