PLC改造在水电厂自动化控制系统的应用分析

张帆

摘要：近年来，PLC在各个领域得到了广泛的应用，并发挥了重要的效能，特别是在水电厂中的应用，实现了水电厂自动化控制水平的提高。基于此，本文主要对PLC进行了概述，并对水电厂自动化控制系统的PLC改造和应用进行了研究。

关键词：PLC技术;水电厂;自动化控制系统

引言

现阶段，我国水电厂建设正在不断发展，虽然水电厂的发电能力有所提高，但自动化水平还有待提高。为了进一步提高水电厂的自动化水平，可对水电厂的自动化系统进行PLC改造，从而实现系统自动化程度高、可靠性高的目标。

1 PLC概述

所谓的PLC，是指在一类可编程的存储器基础上，利用其内部存储程序，执行一系列面向用户的指令，比如逻辑运算、顺序控制、算术操作等，并以數字或模拟式进行最终结果的输入或输出，从而达到对各种类型机械或生产过程进行控制的目的，也被称为可编程逻辑控制器。就PLC来说，其主要由CPU处理器、存储设备、电源、接口等部分组成。并且，PLC具有很多的优势，在实际的工业生产、自动化控制方面得到了很好地应用，其优势主要有：一是抗干扰能力强、可靠性高，比如，在工业生产中，PLC能够有效保障故障间隔时间长、故障修复时间短，从而保障工作的高效性、可靠性;二是编程简易、使用便利，比如PLC的“梯形图编程方式”既可清晰直观地了解传统的控制线路，又与电气技术人员的应用水平和读图习惯相适应，有利于电气技术人员相关工作的进行;三是有利于控制设计和施工工作量的减少，比如PLC具有模拟调试、控制、监视化等功能，在一定程度上缩减了工作量，有利于相关人员工作效率的提高。

2水电厂自动化控制系统的PLC改造研究

就水电厂自动化控制系统来说，其是借助计算机检测系统，在基础设备的基础上，实现检测系统对全场控制部分的检测，从而保障检测和控制的高效性、精准性。机组的PLC改造主要包括执行AGC与AVC自动负荷调整功能、紧急停机、开机与停机流程等几个方面。

2.1 PLC自动化系统控制设计的方案

在设计PLC自动化控制系统时，应对系统的多方面考虑，比如自动化程度、可靠性、维护管理等，尽量满足各方面的要求，从而达到控制的目的。关于控制对象方面，有预先设置的要求，为了满足该要求，应将相应的监测系统加入其中，该监测系统具有报警功能，当出现突发状况时，其可发出警报，并立即切断电源，减少可能出现的损失。就水电厂自动化控制系统的PLC改造设计来说，可从以下几个方面入手：其一，网络通信方面，整个网络采用协议（MODBUS）与通信方式（MB+网）结合的方式，通过以太网进行外部网络通信，从而保障系统运行的稳定性、监控的可靠性，以达到自动化调度的目标;二是系统时钟同步管理方面，在水电厂的生产运行过程中，要想保障监控系统的时间校对与管理的有效性，则需要高精度时钟装置来完成，通过该装置能够是实现各个子系统的同步性，最终发挥控制功能;三是对现地控制单元、上机位方面进行改造设计，从而发挥系统的自动化控制效能，为企业创造更高的经济效益。

2.2上机位的改造设计

硬件配置和软件配置是上机位设计的两个主要组成部分。具体来说，硬件配置方面，为了实现上机位高可靠性和高性能的兼容，则要求CPU的内存不低于2G，主频不低于3GHz，且具有500GB以上的硬盘容量，显示器要求为高分辨率;在软件配置方面，主要是组态工业控制软件的改进设计，其能够促进开发人员对整套工业控制系统软件进行性能优化和升级，在一定程度上缩减软件开发时间，并能降低企业的经济成本，有利于企业的发展。[1]

2.3水电厂控制单位的设计改进

通常情况下，水电厂周围的环境比较复杂，受多种因素的影响，比如振动干扰、电磁干扰、潮湿等，这些因素会对水电厂的一些设备造成不好的影响，使得设备的灰尘增多、空气湿度加大，在一定程度上影响了设备的工作效率。在此种环境下，要想保障设备的稳定运行，则需要提高控制系统的性能。就辅机控制系统而言，传统的系统回路采用的是继电器、接触器，这种方式具有接线比较复杂，不利于改造，增大了维护的工作量，以及可靠性不高等缺点。为了发挥设备的高效性，可对其进行PLC改造，以QUANTUM系列的PLC为例，具体设计如下：专用模块采用同一系列的，接触器的控制电机由变频器、可固态控制器、软起动器等所取代，从而弥补上述缺点。另外，PLC电源是影响机组运行稳定性的一个重要因素，因此在改造过程中要对电源的供电方式进行综合考虑。需要注意的是，在PLC改造后，要对水电厂控制系统进行试验，满足相应要求后才可投入使用。

3在水电厂中PLC的实际应用分析

有功调节、无功调节是水电厂控制系统的两种方式，在实际的机组操作过程中，为了保障系统的稳定运行，要严格按照规程要求执行。将PLC加入到水电厂控制系统中，可发挥其较强逻辑性、灵活控制的优势，并与计算机监控系统相结合，可对水电厂进行自动化控制和监控的目的，以保障水电厂的高效稳定运行。

3.1 PLC在泵站自动化监控系统的应用

在泵站自动化监控系统中，PLC的应用主要是将其作为系统的基本单元，对水电厂中各个子系统、各种设备进行测量和控制，并与控制节点进行相应的通信，以保证信息的有效传递和共享。同时，借助IPC计算机，可有效显示系统网络中所涉及的多种图形和各类参数，集中处理存在的问题，比如对水电厂水位情况进行动态显示，并对相关数据进行存储和处理，从而为研究水位情况提供参考依据，最终实现水电厂的自动化监控与控制。

3.2 PLC在水电厂闸门中的应用

在水电厂闸门中，PLC的应用主要是选用带有现场总线接口的旋转编码器，有效测量闸门位置，减少现场接线数量的同时，在一定程度上实现数字传输速度的提高，有效解决了传统水电厂闸门控制系统中多条接线进行信号测量的问题，提高了设备的运行可靠性。

4结束语

总而言之，PLC应用于自动化控制系统中，能够保障系统的有效运行，减少设备的故障，提高设备运行的稳定性、可靠性，因此加强对其的推广和应用。在水电厂自动化控制系统中，通过PLC的改造，能够进一步提高设备的工作效率，为水电厂的生产提供保障，从而推动水电厂的可持续发展。

参考文献：

[1]罗希.水电厂自动化控制系统的PLC改造[J].技术与市场，2017，24（11）：60-61.

（作者单位：国投甘肃小三峡发电有限公司）