PLC在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司后勤服務(wù)中心，長沙 410131）

0 引言

PLC技術(shù)是繼電接觸控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在存儲(chǔ)器上應(yīng)用了可編程序，以此來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的記錄、控制和運(yùn)算等操作和指令，在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化中，其應(yīng)用是非常廣泛的。

1 PLC的含義分析

PLC是專門為工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，是一種數(shù)字式的電子系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)主要用來執(zhí)行部分指令，比如計(jì)數(shù)、算數(shù)、控制順序和邏輯運(yùn)算，并且能夠控制各種不同類型的生產(chǎn)過程或者機(jī)械。PLC和一些外部的設(shè)備都需要按照方便擴(kuò)展、整體性等原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。從定義中我們可以看出PLC能夠很好地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的變換，從輸入信號(hào)到輸出信號(hào)都能夠進(jìn)行變換，也能執(zhí)行一些指令和完成部分信息的處理[1]。

2 PLC的特點(diǎn)介紹

2.1 可靠性強(qiáng)

在我國的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，對電氣控制設(shè)備的可靠性具有非常高的要求，電氣設(shè)備必須要有超強(qiáng)的抵抗干擾的能力，做到盡可能的縮短故障修復(fù)的時(shí)間，延長沒有發(fā)生故障、正常工作的時(shí)間。目前，我國多個(gè)產(chǎn)品的平均無故障的時(shí)間已經(jīng)能夠達(dá)到了幾十萬小時(shí)甚至更多[2]。

2.2 通用性較強(qiáng)

PLC產(chǎn)品的重要特點(diǎn)是模塊化和系列化，為了方便客戶的選擇和應(yīng)用，PLC還配備了許多硬件裝置，并且種類非常齊全。之所以說PLC的通用性很強(qiáng)是因?yàn)樵诖_定控制對象的硬件的配置之后，相關(guān)人員能夠通過修改系統(tǒng)程序、用戶程序的方法，系列產(chǎn)品能夠迅速的適應(yīng)各種變化的應(yīng)用條件。

2.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝、維修和調(diào)試非常方便

PLC基本都需要進(jìn)行安裝和接線，但是其接線和安裝的工作量并不大，其中最重要的一個(gè)原因就是PLC用相關(guān)的軟件功能代替了繼電器控制系統(tǒng)中的許多部分，比如計(jì)數(shù)器和時(shí)間繼電器等。在維修和調(diào)試方面，PLC發(fā)生故障的幾率也是比較小的，其診斷功能是比較強(qiáng)大的。但是也有可能會(huì)發(fā)生故障，當(dāng)PLC外部的執(zhí)行結(jié)構(gòu)以及輸入裝置出現(xiàn)問題，工作人員可以依據(jù)PLC產(chǎn)品上的編程器和發(fā)光二極管上顯示的情況來排除產(chǎn)品故障，用最短的時(shí)間查清楚原因，以此保證工作的有效性，提高工作效率。

2.4 耗能低，體積小，重量小

PLC系統(tǒng)主要采用的都是電路或者半導(dǎo)體集，因此不管是質(zhì)量和體積都是非常小的，功耗也比較低。我國一直在研究機(jī)電一體化的控制設(shè)備，這種一體化設(shè)備也是我們理想的設(shè)備[3]。不管是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還是設(shè)備內(nèi)部，都具有非常大的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)非常緊湊，能夠安裝到設(shè)備的內(nèi)部，是相關(guān)研究人員的重點(diǎn)研究方向。

2.5 編程的方法比較簡單

一般情況下，PLC都有著非常容易掌握的梯形圖語言，即使是一些編程零基礎(chǔ)的人都是比較容易接受的，和繼電器相比，語言編程元件的表達(dá)方式以及部分符號(hào)在一定程度上都有相似性，因此語言編程的方法都非常簡單。

2.6 強(qiáng)大的功能

PLC能夠完成很多任務(wù)和功能，比如定時(shí)、計(jì)數(shù)、部分的邏輯運(yùn)算和比較復(fù)雜的A/D和D/A轉(zhuǎn)換。PLC的功能是非常強(qiáng)大的，能夠控制模擬量并且控制順序，對開關(guān)量進(jìn)行相關(guān)的邏輯的運(yùn)算。

3 在電力自動(dòng)化中PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

3.1 控制開關(guān)量

在工業(yè)控制中，對開關(guān)量的邏輯控制的應(yīng)用是非常多的，一般而言，輸入點(diǎn)數(shù)和控制輸入都不會(huì)有限制，不管是多少個(gè)點(diǎn)，都能夠通過擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)。電梯運(yùn)行控制、汽車裝配線以及電機(jī)控制等行業(yè)和領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用PLC進(jìn)行開關(guān)量的控制。

3.2 控制閉環(huán)的過程

過程的控制指的是對一些模擬量的閉環(huán)控制，比如壓力、流量和溫度等，當(dāng)下，PLC的模擬量控制已經(jīng)有了比較廣泛的應(yīng)用，比如一些設(shè)備，鍋爐、加熱爐、塑料擠壓成型機(jī)，在輕工業(yè)、冶金行業(yè)、機(jī)械行業(yè)和電力行業(yè)都有很多應(yīng)用，A/D和D/A的轉(zhuǎn)換，主要是通過I/O模塊來實(shí)現(xiàn)的[4]。

3.3 順序控制

開關(guān)量的控制以及順序控制是火力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部輔助系統(tǒng)的工藝流程，隨著我國當(dāng)下改革進(jìn)程的不斷發(fā)展和推進(jìn)，國家的環(huán)境政策也相繼出臺(tái)，對節(jié)能減排又提出了新的發(fā)展要求，因此在今后的發(fā)展中，盡可能的降低資源的消耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益就成為相關(guān)企業(yè)的重點(diǎn)研究目標(biāo)。

4 我國PLC技術(shù)發(fā)展方向和趨勢介紹

4.1 標(biāo)準(zhǔn)化和開放化方向

PLC系統(tǒng)會(huì)朝著標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的方向發(fā)展。筆者主要以客戶私有的計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，通過向客戶提供開放化和標(biāo)準(zhǔn)化的接口，將PLC接入到其它系統(tǒng)當(dāng)中，并且借用Windows的平臺(tái)來開發(fā)一種符合開放體系、一體化體系的PLC結(jié)構(gòu)。

4.2 小型化和大型化方向

這里所說的小型化和大型化的方向主要是指系統(tǒng)的規(guī)模。大型化指的是在一些控制領(lǐng)域大的應(yīng)用市場，應(yīng)用的功能能夠盡可能地滿足用戶的需求，規(guī)模也不斷擴(kuò)大；小型化則指的是系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)大，但是產(chǎn)品的體積在盡可能的縮小，并能夠保障系統(tǒng)的可靠性[5]。

4.3 數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)信息化

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步為其它領(lǐng)域提供了重要的技術(shù)保障。電氣自動(dòng)化中的一些研究成果都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此我們需要不斷推動(dòng)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展。

4.4 提升可靠性和抵抗干擾的能力

在礦山工作中，難免會(huì)出現(xiàn)一些電磁干擾，這對PLC技術(shù)有著極大的影響。提升抗干擾性會(huì)成為提升PLC可靠性能的一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。

5 結(jié)束語

通過上文的介紹和闡釋我們可以發(fā)現(xiàn)，盡管我國電力系統(tǒng)中的PLC技術(shù)已經(jīng)獲得了一定的發(fā)展，但是仍有很多需要改進(jìn)的地方。我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，對電力企業(yè)發(fā)展和工作效率以及安全性能的提高都發(fā)揮著重要的作用。因此，相關(guān)的部門一定要加強(qiáng)PLC的發(fā)展和創(chuàng)新，加強(qiáng)對電氣自動(dòng)化中的PLC技術(shù)的研究和分析，爭取早日發(fā)揮科學(xué)技術(shù)的重要作用，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步。