基于PLC的电力系统自动化设计

孙家鑫

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714197

摘要：电力系统设计成为电力工程自动化设计的重点，也是电力系统是否能够正常运作的重点。电力系统设计是未來电力发展的方向和目标。因此在电力工程中将系统自动化设计水平有效提高是电力行业今后发展的关键，能够在最大程度上降低成本以及节省供电资源，在确保电力系统安全的基础上，还能够根据以往经验进行总结并且有效提高。

关键词：PLC；电力系统；自动化设计

随着社会的飞速发展，电力供应已经成为社会发展的关键，对国家经济的发展起到促进的作用。PLC的电力系统自动化设计就是指可编程控制器对电力系统自动化设计，对国家电力行业的生产都有重要影响，因此为了节约耗电能源，引进PLC的电力系统自动化设计是目前最为有效的电力压力的解决措施。

1 PLC概述

PLC就是指可编程控制器，在现代电力系统中属于最新型的控制类型装置，是在计算机技术基础上展开的。我国国际电工委员会对PLC有明确的定义，其中确定PLC是一种电子装置，是根据大规模的集成电路技术以及生产工艺责成的，PLC内部本身就具有较高的可靠性，在工作期间能够保持无故障。PLC有自我检测的功能，在硬件出现故障时能够报警以此保证系统的可靠性。PLC电力系统的自动化设计将会是我国电力系统的突破，能够在完善功能的同时并且能够节省供电资源，保证资源环境的同时还能够保证系统安全，电力系统安全与否决定是否能够顺利運行，并且有效解决电力以及电压带来的压力[1]。

2 基于PLC的电力系统自动化设计

本次设计的总体方案就是对PLC电力系统自动化的控制系统进行设计，对其中的硬件以及软件部分进行详细分析并且对其设计策略展开分析。PLC电力系统的设计与优化是保证我国电力产业发展的关键，因此PLC的电力系统自动化设计在今后电力行业发展中应当被视作重点。

2.1 PLC电力系统硬件部分的设计

在硬件部分设计过程中，本次对4个部分进行详细分析，其中有1、控制面板的设计；2、互感器的设计；3、判别检测电路的设计；4、模块分析，以上四种设计都是在PLC电力系统中重点应用的。

2.1.1 控制面板的设计

在控制面板的设计过程中，要求操作简单方便，并且控制面板能够具备功能齐全的特点，在设计功能上大概分为以下几点，1、显示电压以及电流功率因子；2、显示投切状态；3、显示理想功率因子的范围，外壳是控制面板的主容器，其中还包含电网状态LED显示、电容器投切状态显示以及按钮。

2.1.2 互感器的设计

在供电线路中电压以及电流之间的差异较大，在设计过程中应当转换电流并且统一电流，能够便于二次仪表器测量，由于线路电压较高，因此危险相对较大，这就体现互感器变流以及电气隔离的作用。互感器的设计在PLC电力系统硬件部分的设计中是重点项目[2]。

2.1.3 判别检测电路的设计

在电路设计过程中相位差最为常见，主要是指电压超前以及滞后时电流的差值，因此在设计过程中要对电流的大小以及电流超前、滞后都要进行测量，测量时想要输入同频率的信号，能够在两路信号频率相同时再进行测量，并且要采用周期数取值的形式进行精度的提高。

2.1.4 模块分析

模块由中央处理器模块以及模拟两输入接口模块组成的，其中模拟量输入接口模块有较多的类型以及各种范围，但不论是哪种形式的模块除了四路不同外，内部的构造都是一样的，位数越多就要选择位数较多的模拟量模块进行分辨，在电压输入输出的过程中利用高精度的模拟模块进行调整，以此保证范围。而中央处理器模块起到核心的作用，按照PLC的系统程序进行储存，扫描现场数据存到中央处理器中能够判断电路工作中出现的错误等。

2.2 PLC电力系统软件部分的设计

本文对PLC电力系统软件部分三点设计进行分析，分别是1）投切部分；2）A/D转换部分；3）PLC编程器部分，以下就是具体分析。

2.2.1 投切部分

在进行电力系统电压划分的过程中，应当选择最好控制的顺序以及电压设备进行无功电压的进入，电压的控制范围应当按照逆调压的原则，当变压器超过电压曲线的规定范围以及允许的偏差分为时，就要根据相关偏移量进行投切指令以及变压器中的指令的整定，以此保证调整电压以及无功潮流的效果[3]。其运作流程是，系统采集数据，电压分析模块以及无功分析模块，形成变压器分结构指令或是形成电容器投切指令后判断是否能够投入或切除电容，安装报警装置，最后控制中心执行指令。

2.2.2 A/D转换部分

A/D转换部分一般是由10个输入点或是11个输入点，输入点分为1相位判断开关，24电压以及电流功率的开关，56上下限预设开关，78加减0.1按钮，910加减0.01的按钮.输出点一般分为，14电容器的投切显示，5报警器开关，67LED显示开关，8114组电容器投切动作以及续电器的开关。

2.2.3 PLC编程器部分

在PLC 编程器的设计过程中，一般都是采用Fx10PE，Fx10PE就是手持式编程器与PLC相连接以此满足程序的写入以及监控。Fx10PE的主要功能是，读出控制程序、编程或修改程序、插入增加程序、删除程序、监测PLC的状态、改变监视器件的数值以及其他简单的程序。Fx10PE的组成部分是由液晶显示器以及橡胶键盘等，该键盘与其他键盘不同，其中有功能键、符号、数字以及指令键，当Fx10PE与FX0 PLC相连接时，采用FX20PCAB0电缆，与其他PLC连接过程中则需要采用FX20PCAB类型的电缆。Fx10PE手持编程器一般都是由35个按键组成。

3 总结

在我国全面发展中，电力企业已经成为发展的重点，而在电力企业的发展中PLC也就是可编程控制器的电力系统自动化设计对电力工程有着重要的影响。因此只有完善PLC电力系统的自动化设计体系才能够促进电力事业的发展，在今后应当制定合理的计划方案，做好预测以及分析，合理的将电源进行分配，以此能够促进我国电力行业的发展。

参考文献：

[1]徐向阳，魏璐.电力系统自动化设计与PLC的运用研究[J].科技创新与应用，2016，（35）：236.

[2]王海青.基于PLC的电力系统自动化设计[J].电子技术与软件工程，2016，（12）：143.

[3]李德仓，孟建军，张参参，杨艳梅.基于PLC的电力机车整备作业控制系统设计与实现[J].微计算机信息，2012，（02）：3840.