常瑩瑩

摘要：對(duì)變電所合分閘電源回路采用可編程序邏輯控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。介紹了由PLC組成的控制系統(tǒng)的主要功能、硬件配置、人機(jī)界面及程序設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：PLC;編程;人機(jī);遠(yuǎn)程控制

在變電所遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，為了提高供電質(zhì)量，減少停送電時(shí)間，增加系統(tǒng)可靠性，采用可編程序邏輯控制器（PLC）對(duì)合分閘電源回路進(jìn)行控制。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)由人機(jī)界面（HMI）、PLC等組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)雙向通訊。人機(jī)界面完成顯示、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)輸入、發(fā)布命令等任務(wù)。PLC的主要對(duì)電源回路進(jìn)行控制。

我公司設(shè)有十個(gè)變電所。由于地方分散，當(dāng)遇到高壓閃絡(luò)或全廠停電時(shí)，需要值班人員去各個(gè)變電所合閘，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)也影響各單位的工作生產(chǎn)。因而引入PLC，各變電所的總出線柜和聯(lián)絡(luò)柜作為輸出總控制，通訊信息全部通過(guò)局域網(wǎng)傳輸至值班室人機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程合分閘操作。

1.變電所主電路見圖1（以某個(gè)變電所為例）

2.遠(yuǎn)程合分閘操作任務(wù)

圖1中B1、B2為兩臺(tái)變壓器，其中，B1為常用，B2為備用，正常工作時(shí)B1為運(yùn)行狀態(tài);QF1～QF4為NA1型萬(wàn)能式斷路器。當(dāng)發(fā)生高壓閃絡(luò)時(shí)，萬(wàn)能式斷路器可能出現(xiàn)失壓保護(hù)動(dòng)作，QF1、QF3、QF4跳閘。排除故障后，要求QF1、QF3、QF4依次合閘。當(dāng)需要檢修停電時(shí)，要求QF1分閘。當(dāng)需要切換變壓器且不停電時(shí)，要求QF2先合閘，QF1后分閘。

3.PLC結(jié)構(gòu)及工作原理

PLC控制系統(tǒng)由輸入、邏輯控制、輸出三部分構(gòu)成。采用軟件編程好的控制程序，掃描各輸入端的狀態(tài)，逐條掃描用戶程序，最后的輸出將驅(qū)動(dòng)外部的電器，達(dá)到控制的目的。其外圍是將信號(hào)輸入設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）和接收輸出信號(hào)執(zhí)行控制任務(wù)的輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件）與PLC的輸入/輸出端子相連接。

PLC的輸入/輸出接口電路用光電耦合器來(lái)傳遞信號(hào)，使內(nèi)外部電路間避免了電的聯(lián)系，有效抑制了外部干擾源對(duì)PLC的影響，同時(shí)防止外部高壓串入;PLC的輸入/輸出接口電路的電源彼此獨(dú)立，避免了電源間的干擾。

4.PLC接線

萬(wàn)能式斷路器的合閘按鈕和分閘按鈕為常開，，將PLC輸出繼電器的常開觸點(diǎn)并在啟動(dòng)按鈕上，原控制線不予改動(dòng)，PLC可發(fā)布命令實(shí)現(xiàn)萬(wàn)能式斷路器合（分）閘。萬(wàn)能式斷路器上有多組常開常閉輔助觸點(diǎn)，將一組常開常閉觸點(diǎn)并在繼電器的線圈上，可傳輸至PLC輸入端口該萬(wàn)能式斷路器合（分）閘的信號(hào)。

PLC具體接線見圖2。PLC輸入接點(diǎn)X0～X7接指示繼電器K3、K4、K7、K8、K11、K12、K15、K16的常開觸點(diǎn);PLC輸出接點(diǎn)Y0～Y7接合閘繼電器K1、K5、K9、K13和分閘繼電器K2、K6、K10、K14的線圈;指示繼電器K3、K7、K11、K15的線圈分別接在QF1～QF4的常開輔助觸點(diǎn)上，指示繼電器K4、K8、K12、K16的線圈分別接在QF1～QF4的常閉輔助觸點(diǎn)上;合閘繼電器K1、K5、K9、K13的常開觸點(diǎn)分別接在QF1～QF4的合閘按鈕上，分閘繼電器K2、K6、K10、K14的常開觸點(diǎn)分別接在QF1～QF4的分閘按鈕上。

5.PLC程序設(shè)計(jì)

當(dāng)輔助繼電器M0為ON時(shí)，輸出接點(diǎn)Y0得電，此時(shí)K1線圈帶電，KI常開觸點(diǎn)閉合，則表示QF1的合閘按鈕按下。此時(shí)，K3線圈帶電，K3常開觸點(diǎn)閉合，則輸入接點(diǎn)X0帶電。1s后定時(shí)器動(dòng)作，M0復(fù)位。

當(dāng)輔助繼電器M1為ON時(shí)，輸出接點(diǎn)Y1得電，此時(shí)K2線圈帶電，K2常開觸點(diǎn)閉合，則表示QF1的分閘按鈕按下。此時(shí)，K4線圈帶電，K4常開觸點(diǎn)閉合，則輸入接點(diǎn)X1帶電。1s后定時(shí)器動(dòng)作，M1復(fù)位。

以上為QF1的合分閘程序設(shè)計(jì)，見圖3。QF2～QF4同理。

為防止合閘狀態(tài)再合閘，分閘狀態(tài)再分閘，應(yīng)在合閘或分閘梯形圖中串聯(lián)分閘或合閘指示輸入接點(diǎn)X的常開;為防止合閘和分閘不能同時(shí)進(jìn)行操作，應(yīng)在合閘或分閘梯形圖中串聯(lián)分閘或合閘動(dòng)作輸出接點(diǎn)Y的常閉。

6.人機(jī)界面（HMI）設(shè)計(jì)

設(shè)置登錄界面，由于變電所值班員崗位的特殊性，必須由一位監(jiān)護(hù)員與一位操作員兩位不同的人持各自的密碼進(jìn)行登錄，這就需要編輯宏命令來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。該觸摸屏可以直接發(fā)布各變電所總出線柜和聯(lián)絡(luò)柜回路的合分閘命令，也可以接收從各PLC傳回的各變電所總出線柜和聯(lián)絡(luò)柜回路的合分閘狀態(tài)。

7.結(jié)束語(yǔ)

采用PLC對(duì)變電所合分閘電源回路進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，充分運(yùn)用PLC硬件和軟件設(shè)計(jì)的結(jié)合，提高了自動(dòng)化水平，抗干擾性強(qiáng)，間接提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳中俊，黃永.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]李振安.工廠電氣控制技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.

（作者單位：山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司）