付俊峰

摘? 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力供電要求在不斷提高，為了實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定性和持續(xù)性?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)電力企業(yè)積極促進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展，PLC有各方面的優(yōu)點(diǎn)，使其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中被廣泛應(yīng)用。此外，伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，PLC的性能也更加可靠，最大程度上滿足自動(dòng)化工程的應(yīng)用需求。基于此，該文對(duì) PLC系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的闡述，研究探討PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中的具體應(yīng)用，以此推動(dòng)電力工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC? 電力系統(tǒng)自動(dòng)化? 應(yīng)用研究? 安全回路

中圖分類號(hào)：TM76;TP273????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? ???????????? 文章編號(hào)：1672-3791（2021）01（a）-0100-03

Application Research of PLC in Power System Automation Engineering

FU Junfeng

（Sinosteel Shijiazhuang Engineering Design and Research Institute Co.， Ltd.， Shijiazhuang， Hebei Province， 050000 China）

Abstract： With the rapid development of the national economy， power supply requirements are constantly improving in order to achieve its stability and sustainability. At present， domestic power enterprises actively promote the development of power system automation， PLC has various advantages so that it is widely used in power system automation engineering. In addition， with the progress and development of science and technology，the performance of PLC is more reliable to meet the application needs of automation engineering to the greatest extent. Based on this， this paper elaborates on the PLC system， studies and discusses the specific application of PLC in power system automation engineering so as to promote the development of power engineering.

Key Words： PLC; Power system automation; Applied research; Safety circuit

我國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展中最重要的一個(gè)組成部分是電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程，如何在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中科學(xué)運(yùn)用好PLC是當(dāng)前電力事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。自動(dòng)化控制方式能有效對(duì)變電站周圍的信息進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、執(zhí)行、對(duì)其集中處理，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出和輸入的變換，從而有效形成信息管理控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中應(yīng)用，能有效控制電力系統(tǒng)，提高電力系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)化水平，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。

1? PLC相關(guān)闡述

1.1 PLC基本概念闡述

PLC即可編程邏輯控制器，是依靠數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是根據(jù)工業(yè)需求設(shè)計(jì)的。通過(guò)可編程操作的存儲(chǔ)器，通過(guò)存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)程序，執(zhí)行規(guī)范化運(yùn)算，嚴(yán)格控制順序、定時(shí)和算術(shù)操作等完成用戶輸入的指令，以數(shù)字輸出形式對(duì)各種機(jī)械或各種生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制[1]。PLC是在工業(yè)的需求下設(shè)計(jì)應(yīng)用的電子裝置。PLC和相關(guān)的外圍設(shè)備都和工業(yè)控制系統(tǒng)是一個(gè)整體，設(shè)計(jì)基于擴(kuò)展功能。

1.2 PLC的優(yōu)勢(shì)分析

第一，PLC技術(shù)可靠性較強(qiáng)。生產(chǎn)中應(yīng)用電力系統(tǒng)對(duì)控制電器設(shè)備有較高要求，要求電力控制系統(tǒng)不僅具有可靠性的同時(shí)還要有抗干擾的能力。PLC技術(shù)是現(xiàn)代規(guī)模化集成電流的核心工藝，其具備較強(qiáng)的抗干擾性和可靠性，對(duì)于該技術(shù)的控制系統(tǒng)，其平均無(wú)故障時(shí)間較長(zhǎng)，就算發(fā)生故障其修復(fù)時(shí)間較短，最大程度減少系統(tǒng)故障系數(shù);此外，PLC系統(tǒng)中帶有自動(dòng)故障處理系統(tǒng)，其在系統(tǒng)故障時(shí)能自動(dòng)提醒，同時(shí)啟動(dòng)自我調(diào)節(jié)功能，大大提高系統(tǒng)的可靠性。第二，PLC功能已逐漸完善。PLC技術(shù)發(fā)展歷程相對(duì)較長(zhǎng)，系列產(chǎn)品已形成各種規(guī)模，其功能更加全面，符合高要求的電力部門(mén)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，較高的安全保障，可在其他領(lǐng)域中應(yīng)用;同時(shí)，PLC通信能力和其他技術(shù)水平的提高，使用實(shí)現(xiàn)個(gè)性化。第三，PLC技術(shù)擁有強(qiáng)大的功能，且通用性強(qiáng)。PLC擁有強(qiáng)大的功能功能，當(dāng)前PLC在順序、邏輯運(yùn)算控制及模擬量控制中應(yīng)用廣泛。PLC配備的硬件裝置，規(guī)模化和系列化的產(chǎn)品，可以對(duì)用戶程序進(jìn)行修改，讓系統(tǒng)迅速適應(yīng)環(huán)境的變化。第四，PLC維護(hù)相對(duì)便捷。由于PLC在應(yīng)用中采取的是邏輯編輯，而不是大量的集成化的電路接線，PLC的控制系統(tǒng)中有大量的設(shè)備可供運(yùn)行，顯著降低設(shè)計(jì)和安裝及接線的工作量，也能降低維護(hù)的工作難度，使得工業(yè)應(yīng)用中維護(hù)工作更加便捷。此外，由于診斷功能完善，出現(xiàn)故障，發(fā)出警報(bào)的同時(shí)能準(zhǔn)確提供故障信息，利于維修人員第一時(shí)間到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)，排除故障。

2? 分析PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中應(yīng)用意義主要有3個(gè)方面：首先，數(shù)字操控。具體來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)連接的設(shè)備突然出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)用PLC技術(shù)能立即對(duì)故障進(jìn)行分析，數(shù)字操控功能能迅速找到故障所在，整個(gè)過(guò)程可操作性較強(qiáng)且方便快捷。發(fā)現(xiàn)故障后，系統(tǒng)可直接修復(fù)故障，確保設(shè)備設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行，的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和維修一體化[2]。其次，自動(dòng)控制。自動(dòng)控制的本質(zhì)是把電力系統(tǒng)工程中人工操作變成系統(tǒng)自動(dòng)化操作，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的許多電力設(shè)施設(shè)備整體變得復(fù)雜，在實(shí)際操作中會(huì)遇到許多問(wèn)題，傳統(tǒng)的人工控制操作，難免出現(xiàn)疏忽和紕漏，無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)的高要求。有效運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化操作，可自行處理突發(fā)問(wèn)題，還能防止由于人工操作失誤引發(fā)的運(yùn)行故障。最后，反饋及時(shí)。PLC能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)流程及環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況全面檢測(cè)，同時(shí)及時(shí)反饋系統(tǒng)情況，特別面對(duì)故障時(shí)，系統(tǒng)的及時(shí)反饋能夠有效地解決故障，讓系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。

3? PLC 在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中的具體應(yīng)用

3.1 PLC開(kāi)關(guān)量控制方面的應(yīng)用

PLC電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中開(kāi)關(guān)量的應(yīng)用，主要是開(kāi)關(guān)量的控制，一般包括自動(dòng)投入備用電源裝置和斷路器控制。其中，自動(dòng)投入備用電源裝置是PLC方面的其中一個(gè)產(chǎn)品，該裝置基于電力系統(tǒng)的實(shí)際需求啟動(dòng)選擇及啟動(dòng)最佳的備用電源，其判斷能力較強(qiáng)，備用電源啟動(dòng)依據(jù)是電力系統(tǒng)運(yùn)行的信號(hào)，從而確保電力系統(tǒng)正常地運(yùn)行。由此觀之，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中應(yīng)用具有數(shù)據(jù)處理和判斷邏輯功能的PLC，增強(qiáng)電力系統(tǒng)整體抗干擾的能力，保障了電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不符合現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的要求，而新的斷路器控制則更加安全與可靠。傳統(tǒng)的繼電器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用需要許多元件，接線復(fù)雜，使得增加系統(tǒng)出現(xiàn)故障幾率，系統(tǒng)維修工作量大且有一定的難度，使得電力系統(tǒng)的安全和可靠性降低。PLC中使用軟繼電器，進(jìn)行分閘操作，實(shí)際控制電力系統(tǒng)的運(yùn)行工作狀況，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將發(fā)出預(yù)警信號(hào)。PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)性能很高，能減少開(kāi)關(guān)和電路接線數(shù)量，提高了電力系統(tǒng)的可操作性和自動(dòng)化水平，從而顯著提升生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的效率[3]。

3.2 PLC在安全回路方面的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中，自動(dòng)化泵類啟動(dòng)方式主要有手動(dòng)控制箱、機(jī)屏手動(dòng)及自動(dòng)啟動(dòng)。自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，PLC順序啟動(dòng)是根據(jù)泵累積的運(yùn)行時(shí)間，選擇主泵。 手動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)和關(guān)閉泵則需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)方式來(lái)完成，操作人員對(duì)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，確定主用泵，根據(jù)每臺(tái)泵的情況確定啟閉?，F(xiàn)階段泵類控制方式主要是常規(guī)控制和PLC控制，主要是以PLC控制為主，一般的常規(guī)回路只是補(bǔ)充，作為安全回路，即使PLC出現(xiàn)故障，也確保泵類的運(yùn)行。

3.3 PLC在順序控制方面的應(yīng)用

PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中應(yīng)用不僅僅體現(xiàn)在開(kāi)關(guān)量控制方面，還有順序控制方面。很多電力企業(yè)在生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用PLC，節(jié)能減排的要求提高，電力企業(yè)也重視生產(chǎn)中能源消耗的問(wèn)題[4]?，F(xiàn)階段電力企業(yè)采用PL中的控制系統(tǒng)代替繼電器，該系統(tǒng)能對(duì)生產(chǎn)中的流程環(huán)節(jié)分開(kāi)控制，而且還能協(xié)調(diào)控制通信總線與信息的連接。電力控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)階段性的發(fā)展，人工、強(qiáng)電和計(jì)算機(jī)控制發(fā)展。如發(fā)電企業(yè)的電力輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)是包括傳感器、遠(yuǎn)程站及主站層的三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，人機(jī)接口和PLC構(gòu)成主站層，一般設(shè)置在電力控制系統(tǒng)的集控室中。集控室是自動(dòng)控制為主，對(duì)自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)加以合理的組合應(yīng)用，輔之以無(wú)聯(lián)鎖或者是帶聯(lián)鎖的手動(dòng)控制，控制室內(nèi)的人員在電子的顯示屏上監(jiān)視和控制系統(tǒng)運(yùn)行，使得電力系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度得以提升。

4? 提升PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中應(yīng)用效果的策略

PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中的應(yīng)用有極大的價(jià)值，將其科學(xué)合理地利用，將推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程健康、可持續(xù)地發(fā)展。因此，有效的應(yīng)用策略提升應(yīng)用效果極其重要。第一，要對(duì)電力工程實(shí)際的現(xiàn)狀和需求，不斷對(duì)PLC的應(yīng)用進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)新。根據(jù)在實(shí)際的電子系統(tǒng)工程中的應(yīng)用情況，對(duì)PLC應(yīng)用的案例進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，采取有效解決措施。同時(shí)對(duì)PLC控制系統(tǒng)和抗干擾方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)使得PLC不斷發(fā)展。第二，根據(jù)不同領(lǐng)域及不同行業(yè)實(shí)際應(yīng)用PLC情況，制定規(guī)范應(yīng)用PLC的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則，為PLC的規(guī)范化使用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，確保性能，延長(zhǎng)PLC的使用壽命，才能讓PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中充分發(fā)揮作用。同時(shí)全面提升PLC技術(shù)人員職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能，以培訓(xùn)和講座等形式進(jìn)行知識(shí)教育，規(guī)范技術(shù)人員和操作人員設(shè)計(jì)與操作行為，保證充分提高PLC的實(shí)際應(yīng)用效果。第三，建立溝通渠道，確保使用的電力企業(yè)和PLC設(shè)計(jì)單位之間的實(shí)時(shí)溝通交流，PLC在電力自動(dòng)化系統(tǒng)工程中應(yīng)用的過(guò)程中，PLC設(shè)計(jì)單位只有加大和電力企業(yè)之間交流的力度，電力企業(yè)及時(shí)向PLC設(shè)計(jì)單位反饋使用情況和存在的問(wèn)題，PLC設(shè)計(jì)單位才能不斷地加以優(yōu)化設(shè)計(jì)和完善，科學(xué)合理地處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，使得系統(tǒng)更加完善和可靠，最大程度地發(fā)揮出PLC在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的效能。

5? PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中未來(lái)應(yīng)用前景分析

進(jìn)入新時(shí)代，為了讓PLC適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)健康、持續(xù)發(fā)展，PLC要和信息化技術(shù)進(jìn)行緊密結(jié)合，不斷提升應(yīng)用性能。未來(lái)發(fā)展PLC潛在的發(fā)展空間及發(fā)展前景十分廣闊?，F(xiàn)階段PLC在我國(guó)各行業(yè)被廣泛推廣和應(yīng)用，提升生產(chǎn)工作的效率，但具體應(yīng)用中，還存在諸多影響因素，發(fā)揮不出真正應(yīng)用的價(jià)值。而在未來(lái)發(fā)展中，由于設(shè)計(jì)人員和操作人員對(duì)PLC智能化、個(gè)性化、多功能化的研發(fā)和完善，優(yōu)化操作模塊設(shè)計(jì)，將最大化地發(fā)揮如PLC功能及現(xiàn)實(shí)意義。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得PLC系統(tǒng)產(chǎn)品的種類在不斷增加，這將使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和實(shí)際應(yīng)用的適應(yīng)性顯得尤為重要，使得PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中的重要地位越來(lái)越突出[5]。如利用PLC實(shí)現(xiàn)建立及完善與其他控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)，形成智能化、自動(dòng)化、多功能的PLC系統(tǒng)。因此，由于PLC自身的可靠性、穩(wěn)定性、智能化、自動(dòng)化程度較高，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)廣等特點(diǎn)使得PLC在其他領(lǐng)域或行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

6? 結(jié)語(yǔ)

PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中科學(xué)合理的應(yīng)用，能有效提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，使得電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程操作更加便捷，將其理念在電力系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)節(jié)中應(yīng)用，滿足電力企業(yè)的需求，一定意義上促進(jìn)電力工程可持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展。我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)PLC也越來(lái)越重視，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但要提高PLC實(shí)際應(yīng)用的效果，還需要不斷地對(duì)PLC實(shí)際應(yīng)用加以分析和研究，同時(shí)采取有效的應(yīng)用措施，才能推動(dòng)電力工程可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]?郭江濤.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用分析[J].工程技術(shù)研究，2019（22）：50-51.

[2]潘興紅.PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2020（2）：113-114.

[3]?胡浙東.電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2020（3）：107-108.

[4]?王春娜，趙蕓俠.PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2020（6）：100.

[5]?魏國(guó)青.PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程中應(yīng)用[J].百科論壇，2018（18）：307.

[6]?單卓男.電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].吉林大學(xué)，2020.

[7]?竇開(kāi)明.配電網(wǎng)WAMS通信規(guī)約及組網(wǎng)技術(shù)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2019.