论文部分内容阅读
摘要：近年来PLC广泛应用于电力系统自动化工程中，在电力系统的开关量控制、顺序控制和安全回路方面，均发挥着不可获取的重要作用。PLC编程方法简单、可靠性高、功能完善，易于电力控制系统的设计、调试、安装与维修。由于PLC具有数据处理功能，能够促进电力系统自动化的有效实现。随着信息技术的不断进步，PLC的功能不断向专业化与增强化的方向发展，针对不同行业的具体特点发展出相应的专业化程度较高的PLC产品，以此来进一步提高PLC的适用性。此外，PLC正逐渐向小型化方向发展，产品体积越来越小，但是系统可靠性却越来越高，功能越来越强，以满足自动化工程的应用需要。
关键词：PLC、电力系统、自动化工程、应用
引言：PLC有着编程方法简单，技术成熟，可靠性好的特点，有利于电力系统的设计，安装和维修，在电力系统的开关量控制，闭合回路，顺序控制上有重要的应用，所以在电力系统自动化工程中有越来越重要的作用，PLC应该更向专业化的方向发展，缩小产品的体积，增强产品的适应性和可靠性，向标准化和开放化的方向发展，完善PLC的功能，满足用户的需求，降低用户的使用难度，以更好的满足自动化的工程，也为各个行业提供更好的解决方案。
1.PLC特点
1.1高可靠性
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如西门子公司生产的S7系列PLC平均无故障时间高达35万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，与同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数千分之一，故障率也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自我诊断保护。这样，就使得整个系统具有极高的可靠性。
1.2功能完善
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了超强的逻辑处理功能之外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。与此同时，PLC通信能力的增强及人机界面技术的快速发展，使得用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
1.3编程语言简易
PLC作为通用工业控制计算机，它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
1.4维护容易
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
1.5能耗低
以小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于130g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
2PLC在电力系统自动化工程中的实践
2.1开关量控制。开关量控制通常包括两个部分，即备用电源自动投入装置和断路器控制。其中，备用电源自动投入装置是PLC控制系统的一个产品，该种装置可以根据电力系统的需求启动或者选择作为备用电源，其自身具有判断能力，以电力系统设备的运行信号作为启动的依据，进而保证电力系统能够在不良的环境中仍然能够正常的工作。由此可见，备用电源自动投入装置具有的处理数据以及逻辑判断功能，在电力系统自动化工程中的应用，提高了整个系统的抗干扰能力，为电力系统的便利性以及可靠性提高了保障。断路器控制和传统的电磁继电器相比，现代的断路器控制更加可靠与安全。传统的电磁继电器需要大量的电磁元件，接线非常复杂，导致系统的故障率相对较高，并且系统的维修工作也相对困难，降低了系统的可靠性和安全性。PLC控制系统引用软继电器替代传统的电磁继电器，能够通过分闸操作对电力系统的实际状况进行控制，如果系统发生故障，将会发出相应的指示信号。由于PLC控制系统具有很高的自动性能，具备了简化辅助开关以及简化电路控制接线的数量等优势，显著的提高了电力系统的自动化和可操作性。
2.2顺序控制。电力系统的控制系统发展的三个阶段分别为人力控制、强电控制、计算机控制，随着节能减排要求的不断提高，电力企业在生产的过程中，越来越重视生产过程中的能源消耗，传统的人力控制以及强电控制已经远远不能满足电力系统的要求，越来越多的电力企业开始应用PLC控制系统。PLC控制系统能够对单个生产流程进行单独控制，并且还能够通过信息模块的连接以及通信总线，对电力系统的整个生产过程进行控制。PLC在电能生产系统的辅助系统中的输煤系统、化学水系统、除渣和除灰系统中得到了广范的应用。以化学水系统为例，其中电机、阀门多达数百个，需要按复杂的工艺进行动作，在没有PLC的情况下需要多位运行人员进行操作，引入PLC后，所有设备按照程序自动运行，大大减少运行人员的人数，并且没有误操作。运行人员只需在集中控制室中，通过显示屏对设备以及整个生产过程进行监视与控制，以此提高系统的成产效率以及自动化程度。在PLC主机中，输入与输出电源不存在任何关系，因此两者在操作的过程中不会发生相互的影响，在供电系统中采用光电耦合的方式，能够提高电力系统的稳定性与可靠性。PLC控制系统中的循环扫描方式，能够在CPU的作用下对电力系统中的所有电路进行检测，能够准确的找出系统中存在的漏洞。此外，PLC系统原则控制元件的要求也非常严格，各个元件都具备了屏蔽的性能，能够有效的避免辐射作用对元件造成的伤害，系统在每一生产环节中都按照既定的程序进行控制，这样在很大程度上提高了电力系统的可靠性和安全性。
2.3自动安全保护。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。在这个复杂大系统中，PLC在安全性上具有不可替代的重要作用。以汽轮机的紧急跳闸系统为例，系统采用冗余的PLC，以保证机组在紧急情况下迅速关闭汽轮机所有进汽阀，停止汽轮机运行。一个PLC的平均无故障时间为两万小时，采用冗余配置后更加降低了PLC的故障率，这样即实现了自动保护，又大大提高了安全性及稳定性。
结束语：总之，运用PLC实现电力系统的自动化控制无疑是非常明智的选择，PLC技术在很多应用中体现了先进的理念，非常好的解决了传统生产方式所面临的问题，随着人们的不断探索和创新，PLC技术必定会带给人们更多的便利，实现更好的生产。
参考文献
[1]柳晓晖.PLC在电力系统自动化工程中应用[J].山东工业技术，2017（19）：132.
[2]魏立明，姜悦.PLC技术在电力系统自动化中的应用[J].吉林建筑大学学报，2017，34（02）：83-85.
关键词：PLC、电力系统、自动化工程、应用
引言：PLC有着编程方法简单，技术成熟，可靠性好的特点，有利于电力系统的设计，安装和维修，在电力系统的开关量控制，闭合回路，顺序控制上有重要的应用，所以在电力系统自动化工程中有越来越重要的作用，PLC应该更向专业化的方向发展，缩小产品的体积，增强产品的适应性和可靠性，向标准化和开放化的方向发展，完善PLC的功能，满足用户的需求，降低用户的使用难度，以更好的满足自动化的工程，也为各个行业提供更好的解决方案。
1.PLC特点
1.1高可靠性
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如西门子公司生产的S7系列PLC平均无故障时间高达35万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，与同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数千分之一，故障率也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自我诊断保护。这样，就使得整个系统具有极高的可靠性。
1.2功能完善
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了超强的逻辑处理功能之外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。与此同时，PLC通信能力的增强及人机界面技术的快速发展，使得用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
1.3编程语言简易
PLC作为通用工业控制计算机，它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
1.4维护容易
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
1.5能耗低
以小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于130g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
2PLC在电力系统自动化工程中的实践
2.1开关量控制。开关量控制通常包括两个部分，即备用电源自动投入装置和断路器控制。其中，备用电源自动投入装置是PLC控制系统的一个产品，该种装置可以根据电力系统的需求启动或者选择作为备用电源，其自身具有判断能力，以电力系统设备的运行信号作为启动的依据，进而保证电力系统能够在不良的环境中仍然能够正常的工作。由此可见，备用电源自动投入装置具有的处理数据以及逻辑判断功能，在电力系统自动化工程中的应用，提高了整个系统的抗干扰能力，为电力系统的便利性以及可靠性提高了保障。断路器控制和传统的电磁继电器相比，现代的断路器控制更加可靠与安全。传统的电磁继电器需要大量的电磁元件，接线非常复杂，导致系统的故障率相对较高，并且系统的维修工作也相对困难，降低了系统的可靠性和安全性。PLC控制系统引用软继电器替代传统的电磁继电器，能够通过分闸操作对电力系统的实际状况进行控制，如果系统发生故障，将会发出相应的指示信号。由于PLC控制系统具有很高的自动性能，具备了简化辅助开关以及简化电路控制接线的数量等优势，显著的提高了电力系统的自动化和可操作性。
2.2顺序控制。电力系统的控制系统发展的三个阶段分别为人力控制、强电控制、计算机控制，随着节能减排要求的不断提高，电力企业在生产的过程中，越来越重视生产过程中的能源消耗，传统的人力控制以及强电控制已经远远不能满足电力系统的要求，越来越多的电力企业开始应用PLC控制系统。PLC控制系统能够对单个生产流程进行单独控制，并且还能够通过信息模块的连接以及通信总线，对电力系统的整个生产过程进行控制。PLC在电能生产系统的辅助系统中的输煤系统、化学水系统、除渣和除灰系统中得到了广范的应用。以化学水系统为例，其中电机、阀门多达数百个，需要按复杂的工艺进行动作，在没有PLC的情况下需要多位运行人员进行操作，引入PLC后，所有设备按照程序自动运行，大大减少运行人员的人数，并且没有误操作。运行人员只需在集中控制室中，通过显示屏对设备以及整个生产过程进行监视与控制，以此提高系统的成产效率以及自动化程度。在PLC主机中，输入与输出电源不存在任何关系，因此两者在操作的过程中不会发生相互的影响，在供电系统中采用光电耦合的方式，能够提高电力系统的稳定性与可靠性。PLC控制系统中的循环扫描方式，能够在CPU的作用下对电力系统中的所有电路进行检测，能够准确的找出系统中存在的漏洞。此外，PLC系统原则控制元件的要求也非常严格，各个元件都具备了屏蔽的性能，能够有效的避免辐射作用对元件造成的伤害，系统在每一生产环节中都按照既定的程序进行控制，这样在很大程度上提高了电力系统的可靠性和安全性。
2.3自动安全保护。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。在这个复杂大系统中，PLC在安全性上具有不可替代的重要作用。以汽轮机的紧急跳闸系统为例，系统采用冗余的PLC，以保证机组在紧急情况下迅速关闭汽轮机所有进汽阀，停止汽轮机运行。一个PLC的平均无故障时间为两万小时，采用冗余配置后更加降低了PLC的故障率，这样即实现了自动保护，又大大提高了安全性及稳定性。
结束语：总之，运用PLC实现电力系统的自动化控制无疑是非常明智的选择，PLC技术在很多应用中体现了先进的理念，非常好的解决了传统生产方式所面临的问题，随着人们的不断探索和创新，PLC技术必定会带给人们更多的便利，实现更好的生产。
参考文献
[1]柳晓晖.PLC在电力系统自动化工程中应用[J].山东工业技术，2017（19）：132.
[2]魏立明，姜悦.PLC技术在电力系统自动化中的应用[J].吉林建筑大学学报，2017，34（02）：83-85.