基于PLC的智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙永昱

摘 要：本文主要以基于PLC的智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為重點(diǎn)進(jìn)行闡述，結(jié)合當(dāng)下智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體情況為依據(jù)，首先分析基于PLC的智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景，其次從硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)幾個(gè)方面深入說明并探討基于PLC智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，最后闡述PLC智能電力系統(tǒng)應(yīng)用措施與發(fā)展，旨在為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC智能電力保護(hù)系統(tǒng);設(shè)計(jì)要點(diǎn);相關(guān)思考

中圖分類號(hào)：TM76;TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）07-0052-02

目前我國(guó)人們對(duì)自動(dòng)化與智能化的電器性能要求更加嚴(yán)格，智能電力保護(hù)系統(tǒng)本質(zhì)上是智能化檢測(cè)與保護(hù)電力設(shè)備的系統(tǒng)，PLC可執(zhí)行邏輯運(yùn)算與迅速控制能夠保障用戶基礎(chǔ)需求，同時(shí)借助編程控制機(jī)械化的生產(chǎn)操作。電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)本質(zhì)上是知識(shí)高度密集的流程，任務(wù)設(shè)計(jì)要依托混合數(shù)學(xué)流程與操作經(jīng)驗(yàn)，所以基于PLC的智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)便于實(shí)現(xiàn)最初的設(shè)想效果，如何科學(xué)的設(shè)計(jì)PLC為主的智能電力保護(hù)系統(tǒng)，以下為筆者的相關(guān)分析與建議。

1 基于PLC的智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景

1.1 PLC具體內(nèi)容

PLC也就是可編程控制器，給現(xiàn)代化系統(tǒng)的建設(shè)布設(shè)技術(shù)支撐，針對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)際改造，PLC可以體現(xiàn)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯控制性能，和現(xiàn)有的繼電器控制進(jìn)行比較，可編程控制器涉及的梯形編程比較簡(jiǎn)便，可以通過在線的形式完成矯正，精簡(jiǎn)電力保護(hù)系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)，促使保護(hù)裝置的實(shí)際啟動(dòng)速度可以提升，控制事故損失率[1]。換言之，PLC技術(shù)邏輯加工能力比較強(qiáng)，可以科學(xué)的配置系統(tǒng)，還能夠管理好系統(tǒng)開關(guān)量，不只是存在一定邏輯控制功能，還存在諸多其他類型功能，尤其是遠(yuǎn)程通信與模擬量控制，按照完整的指令接受系統(tǒng)和信息保存處理模塊加以數(shù)據(jù)信息運(yùn)算，落實(shí)邏輯判斷。

1.2 PLC運(yùn)用在智能保護(hù)電力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

PLC技術(shù)深入發(fā)展，其自身的性能以及速度不斷提升，逐步能夠和DSC進(jìn)行比較。編程軟件具備的多樣化設(shè)計(jì)與開放性設(shè)計(jì)相對(duì)顯著一些，網(wǎng)絡(luò)通信水平和安全性得以提升[2]。PLC以及DSC之間的差異逐日縮小，以高級(jí)通用語言以及符號(hào)邏輯流程圖編程運(yùn)營(yíng)，體現(xiàn)PLC技術(shù)的先進(jìn)性能。并且PLC支撐以太網(wǎng)運(yùn)用，成為PLC作用在智能電力保護(hù)系統(tǒng)的集中化優(yōu)勢(shì)。改善完成的電力保護(hù)系統(tǒng)和之前的系統(tǒng)性能進(jìn)行比較得以提升，具體包含四點(diǎn)。

首先是創(chuàng)新以往的供電模式，通過雙電源供電，若某一種類型的電源產(chǎn)生問題第二種類型的電源可以持續(xù)化供電，系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性有效提高;其次是更新監(jiān)控體質(zhì)，以上位機(jī)監(jiān)控落實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控和故障報(bào)警的一體化，減少工作者勞動(dòng)強(qiáng)度;再次是簡(jiǎn)化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可編程控制器給基礎(chǔ)化的智能電力保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)作提供可靠性，同時(shí)維修插接安裝更加簡(jiǎn)單，內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作程序被簡(jiǎn)化[3];最后是編程模式創(chuàng)新，可編程控制器通過梯形圖視作動(dòng)態(tài)編程的集中方式，和以往的邏輯控制模式進(jìn)行比較，梯形圖監(jiān)視修改比較容易，便捷化的開展電廠多項(xiàng)工作。

2 基于PLC智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

可編程控制器對(duì)于智能化電力保護(hù)系統(tǒng)的創(chuàng)新上體現(xiàn)巨大作用，創(chuàng)新之后的系統(tǒng)工作互動(dòng)要借助上位計(jì)算機(jī)與PLC控制器兩者的通信電纜加以完成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)便，互動(dòng)路徑短一些，所以操作可以更加及時(shí)與穩(wěn)定。PLC涉及的智能化電力保護(hù)系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)是PLC控制器，上位計(jì)算機(jī)把啟動(dòng)與停止的命令依據(jù)通信電纜途徑傳遞到控制器中，控制器結(jié)合信號(hào)需求加以梯形圖邏輯回路的具體編制。上位計(jì)算機(jī)與PLC控制器兩者信號(hào)存在規(guī)律對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，腳號(hào)作為計(jì)算機(jī)與控制器信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的原則[4]。在系統(tǒng)實(shí)施RD控制操作時(shí)在上位計(jì)算機(jī)中進(jìn)行SD信號(hào)的輸入即可，這樣在編碼處理后SD信號(hào)會(huì)化作“3”腳號(hào)，對(duì)應(yīng)PLC控制器獲取的信號(hào)也就是相同的腳號(hào)，接下來選擇和“3”對(duì)應(yīng)的RD進(jìn)行操作。PLC控制器和上位計(jì)算機(jī)兩者通過串行通信模式加以信號(hào)傳遞，速率是9600bit/s，設(shè)置停止位與數(shù)據(jù)位。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

其一，電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。結(jié)合具體需求挑選科學(xué)的單行圖，保障模擬任務(wù)被科學(xué)的實(shí)施，并且電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)包含子組件和知識(shí)布局與知識(shí)加工。電力系統(tǒng)整體涉及兩個(gè)部分，也就是子系統(tǒng)反過來或者是自身的組件形成。繁瑣的系統(tǒng)要借助一組子系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)，諸多電力系統(tǒng)任務(wù)設(shè)計(jì)往往是對(duì)一系列流程進(jìn)行完善，并不是依據(jù)流程按照順利的進(jìn)行。所以目前大多數(shù)的控制系統(tǒng)往往是立足于新型裝置，研發(fā)合理的生產(chǎn)模式與系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其二，開關(guān)量邏輯軟件。此種軟件作為PLC技術(shù)的前提功能保障，在電力保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生異常甚至是故障運(yùn)行期間，PLC能夠輔助機(jī)電完成系統(tǒng)控制，給予原有系統(tǒng)控制邏輯功能加以復(fù)制處理，模擬對(duì)應(yīng)程序替換其順利運(yùn)作，以免出現(xiàn)控制器故障?？删幊踢壿嬁刂仆ㄟ^繼電器與邏輯模式的管理，促使流程模擬充當(dāng)PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[5]。換言之PLC替換傳統(tǒng)形式的電磁繼電器，對(duì)電磁元件接線進(jìn)行簡(jiǎn)化，控制維修與維護(hù)的實(shí)際難度。PLC按照具體工作狀態(tài)，通過分閘操作完成信號(hào)顯示，控制開關(guān)實(shí)際數(shù)量，管理好電路運(yùn)作的繁瑣性，由此增強(qiáng)電力保護(hù)自動(dòng)化水平。其三，運(yùn)行軟件。PLC智能電力保護(hù)系統(tǒng)能夠按照設(shè)備運(yùn)行軟件的控制條件進(jìn)行設(shè)備控制，促使設(shè)備運(yùn)行速度得以增強(qiáng)。生產(chǎn)設(shè)備在獲取到PLC保護(hù)系統(tǒng)命令之后進(jìn)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作的反應(yīng)，增強(qiáng)控制成效。并且控制功能凸顯出多樣化，和生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)更加密切。

3 PLC智能電力系統(tǒng)應(yīng)用措施與發(fā)展

PLC技術(shù)在智能化電力保護(hù)系統(tǒng)中的運(yùn)用，要借助多種途徑落實(shí)智能化管理，尤其是開關(guān)量與順序控制，PLC技術(shù)的出現(xiàn)恰好處理了系統(tǒng)問題壓力，PLC存在邏輯處理能力控制好整體系統(tǒng)的運(yùn)作情況，顯著調(diào)整好系統(tǒng)流程。站在企業(yè)的視角上，不僅要保障電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，還應(yīng)該落實(shí)電力系統(tǒng)的維修工作，所以要不斷的優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，給客戶提供優(yōu)質(zhì)化服務(wù)。

3.1 應(yīng)用在順序控制過程中

我國(guó)正在工業(yè)變革期間，節(jié)能減排作為行業(yè)運(yùn)作需求的目標(biāo)之一，對(duì)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，其工作的集中模式便是調(diào)整工業(yè)流程涉及的順序控制，而開關(guān)量便是獲取自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)。PLC在開關(guān)量的科學(xué)控制上要體現(xiàn)三個(gè)方面：首先是備用PLC技術(shù)的電源裝置運(yùn)用的科學(xué)化，要想增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，把備用電源自動(dòng)化放在內(nèi)部控制體系中，賦予電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程安全運(yùn)作[6]。對(duì)于供電系統(tǒng)備用電源的安裝上，起始目標(biāo)是保障系統(tǒng)運(yùn)作安全性，依托手動(dòng)模式優(yōu)化整體運(yùn)作系統(tǒng)，即便此項(xiàng)操作時(shí)間補(bǔ)償，但是經(jīng)常會(huì)受到用戶自身意愿的限制，因此促使系統(tǒng)整體運(yùn)作具備可靠性，要科學(xué)的設(shè)計(jì)電源裝置。PLC技術(shù)的運(yùn)用在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行故障線路操作與重合，系統(tǒng)自身抗干擾能力有所提升，控制人為層面的操作失誤出現(xiàn)率，包含接線簡(jiǎn)便和成本降低等，在系統(tǒng)控制中要格外注意。

3.2 應(yīng)用在控制斷路器中

由于工業(yè)自動(dòng)化包含些許開關(guān)結(jié)構(gòu)，如果無法科學(xué)的配置，會(huì)引出系統(tǒng)癱瘓，所以要規(guī)范的調(diào)整系統(tǒng)開關(guān)，斷路器處于開關(guān)設(shè)置的主要位置，一旦缺少實(shí)效化的控制方案，勢(shì)必會(huì)制約電力系統(tǒng)的整體化運(yùn)作。所以相關(guān)人員要探尋科學(xué)的斷路器技術(shù)控制技巧，PLC技術(shù)中包含諸多軟繼電器，可以替換實(shí)物元件，促使電力系統(tǒng)具備可靠性[7]，控制人員參與程度。并且PLC技術(shù)作用在自動(dòng)化的電力系統(tǒng)管理中，布設(shè)優(yōu)質(zhì)化的工作環(huán)境，便于電力系統(tǒng)維修工作進(jìn)展，同時(shí)PLC系統(tǒng)存在一定的自我檢查功能，若系統(tǒng)產(chǎn)生較大故障，調(diào)整自身運(yùn)作環(huán)節(jié)便能夠開啟報(bào)警信號(hào)，促使維修工作者在較短時(shí)間內(nèi)到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，落實(shí)維修工作的開展。

3.3 應(yīng)用在泵類控制中

一般的火電泵類開啟方式包含著自啟動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)模式，前者泵設(shè)備的開機(jī)通過PLC技術(shù)內(nèi)順控模塊調(diào)整不同類型泵的累積運(yùn)用時(shí)間完成，繼而確定主備用泵。機(jī)旁屏開啟模式要調(diào)節(jié)好現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)泵的開啟與關(guān)閉，主備用泵通過運(yùn)用時(shí)間的比較，決定泵設(shè)備的具體關(guān)閉狀態(tài)，若需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作，要將開關(guān)調(diào)整到調(diào)速器手動(dòng)檔位完成目標(biāo)[8]。現(xiàn)階段火電廠泵類控制涉及兩種模式，首先是PLC控制，其次是常規(guī)化的技術(shù)控制，促使泵類在遇到故障的狀態(tài)下也可以正常運(yùn)作。

3.4 智能電力系統(tǒng)發(fā)展前景

在PLC為主的智能化電力保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)作期間，要具備兩個(gè)條件。第一個(gè)條件是完整的規(guī)劃電力系統(tǒng)發(fā)展方向，第二個(gè)條件是促使系統(tǒng)具有與一代子系統(tǒng)相同的分銷網(wǎng)絡(luò)功能與傳遞信息功能，因此在初期設(shè)計(jì)智能化電力保護(hù)系統(tǒng)期間，要確保此種系統(tǒng)可以被合理的作用在電力企業(yè)之中，保障系統(tǒng)具備自動(dòng)性與智能性。除此之外在具體的設(shè)計(jì)上，不僅要確保系統(tǒng)自動(dòng)化，還應(yīng)該提升工作成效，節(jié)約企業(yè)運(yùn)作成本，給企業(yè)帶來較多的經(jīng)濟(jì)效益。另外對(duì)于PLC技術(shù)的應(yīng)用上，要高效規(guī)劃開關(guān)系統(tǒng)，編制預(yù)先設(shè)計(jì)相關(guān)問題，借助邏輯運(yùn)算與算術(shù)操作方式將系統(tǒng)步驟設(shè)置在規(guī)定范圍之內(nèi)，從而保障電力系統(tǒng)彰顯自動(dòng)化性能與智能化性能[9]。最后是PLC的發(fā)展愿景，有望于發(fā)展全新的電力保護(hù)系統(tǒng)，即FCS系統(tǒng)，一方面保存原有系統(tǒng)的特殊性質(zhì)，另一方面帶動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的推廣，完善數(shù)字化與智能化控制，廣泛的被作用在電廠中。出現(xiàn)惡劣生產(chǎn)環(huán)境的情況，PLC系統(tǒng)可能會(huì)生成運(yùn)算錯(cuò)誤結(jié)果，制約正?；纳a(chǎn)與投入，因此PLC技術(shù)今后發(fā)展方向是增強(qiáng)可靠性，更好地凸顯設(shè)計(jì)有效性，控制電力系統(tǒng)運(yùn)作受到其他因素的影響，提升電力保護(hù)系統(tǒng)的綜合運(yùn)作水平。

4 結(jié)語

綜上所述，電力保護(hù)系統(tǒng)存在于多個(gè)領(lǐng)域中，要求電力系統(tǒng)完成自動(dòng)化與智能化的設(shè)置，適應(yīng)電力系統(tǒng)長(zhǎng)期發(fā)展需要，本次研究中思考PLC為主的智能電力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，立足于硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，健全智能電力保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，相關(guān)人員要妥善的發(fā)展PLC技術(shù)優(yōu)勢(shì)與電力系統(tǒng)智能化優(yōu)勢(shì)，保障電力系統(tǒng)運(yùn)作足夠高效與可靠，推動(dòng)電力企業(yè)持續(xù)化經(jīng)營(yíng)。

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