殷興光

摘 要： 為提高三相自動(dòng)重合閘控制系統(tǒng)的工作效率和工作可靠性，利用PLC軟件代替硬件的方法對(duì)自動(dòng)重合閘裝置進(jìn)行改造。在PLC的軟件控制中，首次使用上升沿微分指令DIFU和下降沿微分指令DIFD，在控制中指令分別只對(duì)信號(hào)的上升沿和下降沿有效，保證了控制的精確度，減少了誤動(dòng)作，該兩條指令恰當(dāng)使用也是該文的創(chuàng)新點(diǎn)所在。從實(shí)踐結(jié)果來看，利用PLC構(gòu)成自動(dòng)重合閘裝置的控制系統(tǒng)運(yùn)行速度快、故障少、工作穩(wěn)定，且體積小、成本低，值得在工業(yè)領(lǐng)域推廣使用。

關(guān)鍵詞： PLC； 梯形圖； 自動(dòng)重合閘控制； 輸電線路

中圖分類號(hào)： TN709?34； TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2015）20?0140?02

Application of PLC in automatic reclosing control of transmission lines

YIN Xinghuang

（Shaanxi Institute of Technology， Xian 710300， China）

Abstract： To improve the working efficiency and reliability of three?phase automatic reclosing control system， the automatic reclosing device was modified by the method of using PLC software instead of hardware. The DIFU instruction and DIFD instruction are used first in software control of PLC. The control instructions are valid only to the rising edge and falling edge of the signal respectively， which can ensure the control accuracy and reduce the misoperation. The appropriate application of two instructions is the innovation point of this article. The practice results show that the PLC?based control system of automatic reclosing device has fast speed running， less failure， stable operation， small size and low cost. It is worth promoting and using in industrial field.

Keywords： PLC； ladder diagram； automatic reclosing control； transmission line

在電氣系統(tǒng)自動(dòng)控制中，自動(dòng)重合閘設(shè)備應(yīng)用很普遍。以前的三相自動(dòng)重合閘裝置常采用繼電器、接觸器硬件的控制方式，由于繼電器、接觸器元件是有觸點(diǎn)元件。運(yùn)行中會(huì)造成觸點(diǎn)磨損、失效等現(xiàn)象，使自動(dòng)重合閘設(shè)備工作壽命變短、故障頻發(fā)，可見傳統(tǒng)繼電器式自動(dòng)重合閘裝置存在缺點(diǎn)。利用PLC的軟硬件構(gòu)成自動(dòng)重合閘裝置的控制系統(tǒng)，用軟件代替硬件的辦法可以克服傳統(tǒng)控制方式的不足，而且具有可靠、編程簡(jiǎn)單、便于調(diào)試和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 控制過程分析

輸電線路三相自動(dòng)重合閘裝置的控制過程示意圖如圖1所示。正常工作下，自動(dòng)重合閘裝置合閘，電流保持通路。當(dāng)出現(xiàn)超載等故障時(shí)，自動(dòng)重合閘裝置跳閘，經(jīng)過一定延時(shí)故障消除后重新合閘。如果合閘成功，則相應(yīng)的合閘成功信號(hào)燈點(diǎn)亮；如果合閘未成功，并不大于自動(dòng)重合閘的設(shè)定次數(shù)，那么繼續(xù)延時(shí)重合閘；若大于重合閘的設(shè)定次數(shù)，則自動(dòng)重合閘合閘未成功信號(hào)燈點(diǎn)亮。

圖1 自動(dòng)重合閘控制過程示意圖

1.2 PLC型號(hào)選擇與I/O定義

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，自動(dòng)重合閘裝置的控制器可選擇OMRON公司CP1H系列的小型PLC，輸入為12點(diǎn)，輸出為8點(diǎn)，電源電壓AC 100～240 V。PLC的I/O端子定義如表1所示，外部接線如圖2所示。PLC的輸入端接控制開關(guān)K（其接點(diǎn)有K1，K2，K3，K4）、合閘壓力閉鎖開關(guān)SQ1、分閘壓力閉鎖開關(guān)SQ2、斷路器輔助接點(diǎn)DL。輸出端接斷路器合閘接觸器HC，加速跳閘接觸器1JK，跳閘閉鎖接觸器2JK。

表1 PLCI/O定義表

圖2 自動(dòng)重合閘控制PLC接線圖

2 PLC控制程序設(shè)計(jì)

根據(jù)自動(dòng)重合閘裝置的控制分析和PLC的I/O定義，設(shè)計(jì)的梯形圖如圖3所示。斷路器合閘時(shí)，控制開關(guān)K4接通，其觸點(diǎn)0.04閉合，斷路器輔助觸點(diǎn)DL閉合，其常閉觸點(diǎn)0.00斷開。線路發(fā)生故障時(shí)，斷路器跳閘，輔助觸點(diǎn)DL斷開，其常閉觸點(diǎn)0.00閉合，線圈W200.03得電，其常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM0000工作，100.01線圈得電并合閘。如果自動(dòng)重合閘裝置合閘成功，經(jīng)TIM0001的延時(shí)后，其常閉觸點(diǎn)TIM0001斷開，線圈W200.04失電，其常閉觸點(diǎn)W200.04閉合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)復(fù)位。如果合閘不成功，完成重合閘規(guī)定的次數(shù)后，由于TIM0001的延時(shí)作用，線圈W200.04仍得電，其常閉觸點(diǎn)W200.04為斷開狀態(tài)，線圈W200.03斷電。在梯形圖中使用了3個(gè)定時(shí)器，1個(gè)計(jì)數(shù)器，1個(gè)上升沿微分，1個(gè)下降沿微分指令，定時(shí)器TIM0000延時(shí)時(shí)間為1 s，定時(shí)器TIM0001延時(shí)時(shí)間為5 s，定時(shí)器TIM0002延時(shí)時(shí)間為8 s。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1個(gè)，有保持功能。當(dāng)W200.03，TIM0002，W200.04常閉觸點(diǎn)閉合時(shí)，這時(shí)0.00常開觸點(diǎn)閉合可以使計(jì)數(shù)器CNT0003復(fù)位。前沿微分指令DIFU的作用是當(dāng)前面的條件剛從OFF到ON（上升沿）時(shí)使W200.00接通一掃描周期的時(shí)間。后沿微分指令DIFD的作用是當(dāng)前面的條件剛從ON到OFF（下降沿）時(shí)使W200.01接通一掃描周期的時(shí)間。

圖3 自動(dòng)重合閘控制梯形圖

3 實(shí)用性

從控制方法上看，采用PLC電氣控制要改變控制邏輯只須改變程序，因而很容易改變或增加整個(gè)電氣系統(tǒng)功能。系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單、體積小、功耗小、成本低。PLC是通過指令實(shí)施控制自動(dòng)重合閘，指令執(zhí)行時(shí)間在微妙級(jí)，速度快，效率高，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)接觸不良等問題。從可靠性和可維護(hù)性上看，PLC電氣控制壽命長(zhǎng)、可靠性高。且PLC還具有自檢查功能，能查出自身的故障，為調(diào)試和維護(hù)提供了方便。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于PLC設(shè)計(jì)了自動(dòng)重合閘裝置系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)方案在硬件上具有安裝編程簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)；在軟件上，不僅滿足了自動(dòng)重合閘裝置的控制功能，還應(yīng)用PLC的定時(shí)器等指令實(shí)現(xiàn)了使所需延時(shí)時(shí)間的精確度提高了40%。提高了系統(tǒng)控制能力和可靠性，使系統(tǒng)具有通用性和實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃翔，郭水南.基于永宏P(guān)LC的鋼卷稱重系統(tǒng)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2008（11）：49?50.

[2] 房金菁，高學(xué)民.可編程序控制器 [M].天津：天津大學(xué)出版社，2009.

[3] 劉雁飛.PLC系統(tǒng)中使用開關(guān)量輸入模塊檢測(cè)脈沖信號(hào)的限制條件[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2004（11）：44?45.

[4] 易繼鍇.現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，1992.

[5] 俞光昀.PIC系列單片機(jī)原理和開發(fā)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2009.

[6] 黃繼昌.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2005.

[7] 柴天佑，劉德榮.基于數(shù)據(jù)的控制、決策、調(diào)度與故障診斷[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2009，35（6）：1?2.

[8] 梁寒冰.基于模糊PID控制的溫控器的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010，29（2）：15?20.

[9] 李士勇.模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能控制論[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998.

[10] 海生.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.

[11] 劉增良.模糊技術(shù)應(yīng)用選編[M].北京：北京航空天大學(xué)出版社，1997.