電力系統(tǒng)中PLC自動(dòng)化裝備常問題及維護(hù)探討

黃輝 黃新民 張清生 汪凱威

摘要：對(duì)于電氣系統(tǒng)而言，在以往相對(duì)來說比較傳統(tǒng)的機(jī)械觸電繼電器在一定程度上供配電系統(tǒng)過程中比較常見的一種裝置，由于生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，再加上相關(guān)工礦企業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的不斷提高，進(jìn)一步導(dǎo)致現(xiàn)階段變電站自動(dòng)化對(duì)繼電保護(hù)的需求不能進(jìn)行充分的滿足。但由于PLC與網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到較為廣泛的運(yùn)用，利用相關(guān)的軟件程序?qū)^電器的順序以及過程控制進(jìn)行有效的取代，通過程序取代硬件接線的方式，從而可以達(dá)到傳統(tǒng)電氣的保護(hù)功效。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);PLC自動(dòng)化裝備;問題;維護(hù)

中圖分類號(hào)：TM76文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1PLC技術(shù)的定義和特點(diǎn)

PLC全稱為Programmable Logic Controller，即可編程邏輯控制器，該技術(shù)可通過對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的模擬和編程達(dá)到提升工業(yè)環(huán)境安全的目的。PLC系統(tǒng)在自身的存儲(chǔ)器內(nèi)部可以執(zhí)行諸如邏輯運(yùn)算、順序等特定的操作，還可通過對(duì)一些常見的模擬量和數(shù)字量進(jìn)行inlet和outlet來控制電機(jī)或器械。電氣自動(dòng)化中所使用的傳統(tǒng)控制器系統(tǒng)內(nèi)部接線較復(fù)雜，不僅可靠性較低，能源消耗也較高，同時(shí)也不具備較良好的靈活性。以計(jì)算機(jī)技術(shù)以及接觸器控制技術(shù)為基礎(chǔ)的PLC應(yīng)用輔助繼電器代替了傳統(tǒng)的機(jī)械觸電繼電器，應(yīng)用邏輯關(guān)系代替了原來的連接導(dǎo)線，而這類繼電器的節(jié)點(diǎn)變位時(shí)間可以無限趨近于零，也無需像傳統(tǒng)繼電器一樣考慮返回系數(shù)問題。PLC控制系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的抗干擾能力，因此在復(fù)雜的工業(yè)操作環(huán)境中也可正常應(yīng)用。PLC控制系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的指令形式，操作起來簡(jiǎn)單便利。正是這些優(yōu)勢(shì)，PLC技術(shù)在近些年逐漸取代了傳統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)用于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化控制中。

2電力系統(tǒng)對(duì)控制技術(shù)的要求

2.1安全性要求

隨著時(shí)代的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電力的依賴程度越來越大，能源企業(yè)如何保障電力系統(tǒng)能夠更加安全、可靠的運(yùn)行已然成為必須重視的問題。為了滿足安全性對(duì)于電力系統(tǒng)提出的要求，電力系統(tǒng)需要擁有簡(jiǎn)便的操作以及良好的維護(hù)功能。一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)需要快速診斷故障。在電力系統(tǒng)之中，自動(dòng)化的控制技術(shù)是為了提升安全性方面的要求，對(duì)操作的難度加以簡(jiǎn)化，然后做好故障相對(duì)應(yīng)的處理與診斷，這樣才符合安全性方面的提出的要求。

2.2信息化要求

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得電力系統(tǒng)對(duì)于信息化的要求提升到新的高度。就電力系統(tǒng)而言，為了確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)，確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不會(huì)受到任何的影響，就需要在控制上達(dá)到一定的穩(wěn)定性的要求。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)擁有可靠性較高、安全度較高的平臺(tái)。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)之中，合理的應(yīng)用電氣自動(dòng)化，主要是信息技術(shù)的發(fā)展的馳騁，在機(jī)器自動(dòng)化方面，還沒有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。所以，信息技術(shù)就可以將智能化的水平提高，并且也有利于電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的實(shí)際提升。

3PLC保護(hù)系統(tǒng)常見問題及維護(hù)方案

（1）CPU異常：CPU報(bào)警時(shí)，應(yīng)查看CPU報(bào)警指示，但它的報(bào)警一般都是很簡(jiǎn)單，比如只顯示“內(nèi)部、外部故障”，不能直接暴露問題。最常見的還是“外部故障”諸如傳感器、輸入/輸出單元故障的多，需要時(shí)間和精力去查找。至于“內(nèi)部故障”多是由電源、通訊模塊引起的。

（2）輸入/輸出單元、擴(kuò)展單元異常：出現(xiàn)該類故障報(bào)警時(shí)，應(yīng)首要查看輸入/輸出單元和擴(kuò)展單元銜接器銜接狀況、電纜銜接狀況，由此能確定故障單元。對(duì)此類問題，一般采用排除法最好。

（3）CPU運(yùn)行正常，保護(hù)裝置不動(dòng)作、無法執(zhí)行：一般狀況下可依照：輸入——程序執(zhí)行情況——輸出的過程進(jìn)行檢查。1）首先要排除外部硬件問題：輸入查看是運(yùn)用輸入LED指示燈辨認(rèn)，當(dāng)輸入LED不亮?xí)r，可開始斷定是外部輸入體系問題，再配合萬用表查看，尤其是一些無源信號(hào)最為常見。有源信號(hào)就要測(cè)量其電壓情況，要分別①測(cè)量電源側(cè)，以排除電源問題;②測(cè)量終端側(cè)是否低電壓，該類問題較為常見如傳感器潮濕、接地等。當(dāng)LED亮而內(nèi)部監(jiān)視器無顯現(xiàn)時(shí)，則可認(rèn)為是輸入單元、CPU單元或擴(kuò)展單元的問題。2）程序過程查看，是通過上位機(jī)組態(tài)軟件來查看運(yùn)行過程，當(dāng)梯形圖的接點(diǎn)狀況（通、斷狀況）與現(xiàn)場(chǎng)不一致時(shí)，則是程序錯(cuò)誤（例如內(nèi)部繼電器兩層運(yùn)用等），或是運(yùn)算部分出現(xiàn)問題，這種現(xiàn)象最容易出現(xiàn)在安裝調(diào)試階段或改寫部分程序后。3）輸出查看可用輸出LED指示燈辨認(rèn)。當(dāng)運(yùn)算成果正確而輸出LED指示錯(cuò)誤時(shí)（主要為邏輯錯(cuò)誤），則可認(rèn)為是CPU單元問題。當(dāng)輸出LED亮而無輸出、無執(zhí)行，則多為中間繼電器或外部負(fù)載體系出現(xiàn)問題。4）無論輸出、輸出異常，我們還要檢查該點(diǎn)上一級(jí)動(dòng)作的條件是否得到滿足，這個(gè)思路很重要：某點(diǎn)不動(dòng)作，不能只查這一點(diǎn)，要順著流程和逆著流程向上、向下查一下，保護(hù)動(dòng)作的條件是否得到滿足！不能“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”的檢查。

（4）電源短時(shí)停電，程序內(nèi)容也會(huì)消失。一是要檢查電池是否存在相關(guān)問題，在檢查過程中普遍出現(xiàn)的問題存有兩種，一種是低電壓出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象;另外一種是直接不顯示，例如在二零一七年五月進(jìn)行某次電氣實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障的過程中，不能對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行給與相應(yīng)的保護(hù)，PS過FMR開關(guān)的過程中對(duì)故障要給與接觸，但由于其中的BATT1F、BATT2F等相關(guān)的故障燈處于亮著狀態(tài)，故障沒有得到全面的消除，但通過檢查就能進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，其中的兩臺(tái)PS電池存在故障問題，在對(duì)電池進(jìn)行拆除后，幾乎都是1V，另外在對(duì)其檢修的過程中，由于PS經(jīng)常是處于在OFF的位置上，所以能夠?qū)﹄姵剡M(jìn)行取下，但是這種狀況下就會(huì)致使CPU程序中的內(nèi)容出現(xiàn)丟失現(xiàn)象，需要從上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行重新下載，與此同時(shí)還要對(duì)該種情況做好電池更換，不然就會(huì)致使CPU內(nèi)的相關(guān)程序極易丟失，如果對(duì)其直接換兩塊電池的情況下，更換的時(shí)間上要小于1分鐘。二是在對(duì)電池進(jìn)行重新更換后，如果電池還出現(xiàn)異常報(bào)警現(xiàn)象，就能在一定程度上判斷存儲(chǔ)器或者是外部回路存在著漏電導(dǎo)致，這樣便是需要從外部的接線進(jìn)行入手檢查，這種情況便是存在著一定能夠的困難。

（5）光纖鏈路模塊故障。對(duì)于現(xiàn)階段使用的PLC而言，主要采用的就是光纖組網(wǎng)，由于光纖與設(shè)備的故障率在一定程度上是比較低的，經(jīng)常出現(xiàn)的故障問題有兩種，一種是光端機(jī)，另外一種是電源故障，一般狀況下，要對(duì)電源輸出的情況進(jìn)行全面的檢查，如果出現(xiàn)異常的話，就要及時(shí)的更換，最后才能進(jìn)行解決，此外還有一種情況并不是十分常見，但是也出現(xiàn)過，在一次檢修后，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)PLC自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)不能夠得到正常的運(yùn)行，在對(duì)其檢查的過程中了解到，光纖鏈路模塊已經(jīng)不能進(jìn)行通訊，與此同時(shí)，其中的SYSTEM、CH2-LEVEL、CH3-LEVEL燈全部都是亮的，CH3紅燈，然而CH1/CH2燈并不亮，CUP以及EXTF燈亮，同時(shí)CUP并沒有辦法可以達(dá)到RUN的位置上，STOP燈是一直亮的，CP以及INTF燈亮，無法可以達(dá)到RUN的位置，SOTP燈也是一直亮。通過進(jìn)行排查，了解到在停送電的過程中，系統(tǒng)程序已經(jīng)出現(xiàn)丟失現(xiàn)象，進(jìn)一步致使該系統(tǒng)不能對(duì)通訊進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，但對(duì)程序重新調(diào)整后，就會(huì)恢復(fù)正常。

（6）電源重啟或復(fù)位后，CPU動(dòng)作“STOP”，無法至“RUN”位置：該問題出現(xiàn)的主要因素分為兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是噪音擾動(dòng);第二點(diǎn)是PLC內(nèi)部接觸存在不良;噪音出現(xiàn)的原因一般情況下是電路板中的小點(diǎn)容量出現(xiàn)減小現(xiàn)象，或者元件功能不良，接觸不良的原因就是通過相應(yīng)的敲打檢查PLC機(jī)體，需要檢查電纜以及銜接器的鏈接情況，這種情況也是比較常見的，特別是在某一些檢修工作完成之后，在檢修或者是對(duì)電纜移動(dòng)的時(shí)候，導(dǎo)致其電纜之間的間距存在著變化，從而出現(xiàn)了電磁干擾的問題，因此必須要引起足夠的重視。

結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化保護(hù)裝置，是保護(hù)系統(tǒng)的重中之重，雖然它們都有很可靠的硬件保證，但我們還是要做到“未雨綢繆”，通過我們精心的維護(hù)、保養(yǎng)讓系統(tǒng)更加可靠、安全、靈敏。

參考文獻(xiàn)

[1]遲穎.探究PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能及應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（06）：183-184.

[2]周海波.PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能及應(yīng)用研究[J].電子制作，2014（15）：194-195.

[3]宮伯燕.PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].科技與創(chuàng)新，2015（20）：140-141.