PLC在变电站变压器自动化中的应用 附PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用.docx

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1、PLC在变电站变压器自动化中的应用【摘要】可编程控制器(PLC)作为目前最为常用的新型工业控制装置，在 应用之中以其简单的操作系统、可靠地性能控制等优势受到各企业和单位的青睐 与关注。尤其是在电力系统中，其应用更为广泛。PLC对变压器控制精度高，管 理性能优异而受到人们的高度重视，同时本身还具备着计算机、通信、电子等特 性，这就为促进变压器实现现代化管理工作模式提供了基础平台。本文就PLC 在变电站变压器自动化的应用进行分析与探讨，并提出了相关的构建重点。【关键词】变压器；变电站；PLC可编程控制器；自动化近年来，社会发展对电力能源需求不断提高，电力容量也随之扩大。因此对 电力系统可靠性和电力

2、设备的全方位监控、管理都提出了越来越高的要求，然而 传统的手工继电器操作控制与管理方式已无法满足目前高速发展的社会需求，这 就迫切需要人们在工作中采用新技术、新设备和新方法来满足这种社会发展需 求。1 .传统的变压器管理方式传统的变电站在工作中通常都是以常规的设备为主，在工作中其安全性、可 靠性和稳定性都存在着极大的不足，尤其是二次设备多属于一种电磁式工作模 式，只有在工作当地才能够具备一定的控制功能，其运行方式也多为有人值班运 行管理模式，这就造成了在管理工作中维护工作量大。随着近几年来，社会生产 技术的不断发展影响下，变电站自动化系统经过多年的努力与研究逐步实现了分 散式控制系统模式。在变

3、电站管理工作中逐步实现了以遥测、遥信和遥控为核心 的管理工作体系。在这种管理控制模式下，变电站变压器各种命令的执行和各种 现场电气的保护功能都是由其独立完成，并且将这些信息通过信息系统传递给后 台计算机系统。变电站变压器自动化系统的综合功能多是由后方计算机来承担 的，这对于提高电网安全和电网运行水平至关重要，同时对于提高变电站工作可 靠性和平稳性也十分有效。2 .可编程控制器概述可编程控制器也被称之为PLC控制器，是新一代工业管理控制装置，这种 控制器在应用中存在着结构简单、性能全面、可靠性能高、使用方便、适应能力 强等优势，同时还具备这良好的通信功能和实时控制功能。一般而言，在一个 PLC中

4、包含着强大的控制管理功能，使得其在工作中能够独立的通过网络分布式 系统轻而易举的完成各项复杂控制任务。通常情况下，这种设备的运行只需要一 点小小的投入就可以完成最大且极为精确的控制管理要求，因此在工业领域备受 人们的青睐于欢迎，特别是经过特殊处理和配置后的PLC,其能够在保证使用操 作简单易懂的同时更是大大的拓展了其应用领域。就目前常见的PLC而言，其 存在着体积小、结构紧凑、编程方便、梯形图编程方式面向一般的电器技术人员 具有着操作简单方便、维修容易，极容易实现机电一体化管理控制要求，因而在 变电站综合自动化建设中受到人们广泛的关注。在目前的变电站工作中，我们常见可编程控制器应用模式主要有：

5、可编程自 动化控制与管理装置，可编程变压器自动化屏、可编程微机计量屏、可编程中央 信号处理器屏等，这些智能装置的应用与研究多是建立在PLC为主要核心的基 础上，能够在工作中通过挂网、遥控、遥测等方式来对变电站工作中常见问题进 行处理和管理，从而取代了传统的RTU管理控制模式。3 ,变压器自动化的构成方案在中小型变电站中，一台变压器及其配套设备一般包括：断路器及操作单元、 变压器、变压器控制屏、避雷器、差动保护屏、变压器接地系统等。下面以两种 情况分别讲述变压器的自动化构成方案。3.1 变压器及配套设备为常规设备如果断路器及操作单元、变压器、差动保护屏、变压器防雷接地系统等均为 不含智能单元及计

6、算机接口的常规设备，那么只需将变压器控制屏部份选用可编 程（PLC）变压器自动化屏，就能构成比较完备的变压器自动化系统。变电站中 控室内的变压器控制屏及其配套设备分别与可编程变压器自动化屏通过电缆直 接连接，进行信息交换。中控室或远方的主计算机监控系统通过对可编程变压器 自动化屏的监控来实现对变压器的监控，其中的信息交换由主计算机监控系统中 的工控机（IPC）与可编程变压器自动化屏中的PLC通过工业现场通讯网络来实 现。这种变压器自动化系统一般适用于改造旧站或建设资金规模不大的自动化新 站。3.2 变压器及配套设备为智能化设备如果断路器及操作单元、变压器、差动保护屏、变压器防雷接地系统等均已

7、含有智能单元及计算机接口，那么变压器控制屏部份选用可编程（PLC）变压器 自动化屏，就可以非常方便地构成功能强大的变压器自动化系统。变电站中控室 内的变压器控制屏及其配套设备分别与可编程变压器自动化屏通过工业现场通 讯网络与中控室或远方的主计算机监控系统进行信息交换。可编程变压器自动化 屏与变压器及配套设备之间仅有极少量的电缆连接，整个系统显得非常简单。4 ,可编程变压器自动化屏的组成及实现可编程变压器自动化屏的硬件设备一般包括：PLC, PLC输入/输出信号隔 离继电器，近地操作按钮及故障事故指示灯、报警器、智能变压器油温度巡检仪, 智能信号测试议，小直流电源，通讯适配器等。软件主要由PLC

8、自动化监控程 序和与监控主计算机（上位机）的通讯程序组成。4.1 PLC的选型从上述的被控对象（变压器）的电气特性看出，这个系统几乎是对开关量进 行监控。温度模拟量及信号模拟量均有智能仪表对其监控，智能仪表的输出触点 开关量进入PLC,因此PLC只需选用基本模块及通讯模块，而不需特殊模块。 接下来应确定PLC输入输出点数，统计可编程变压器自动化屏对变压器及配套 设备的监控点数，一般输入不超过64点数，输出不超过40点。例如Rock系列 PLC产品：RockE20系歹UPLC产品，此产品采用先进的16位CPU,配置嵌入式 实时多任务操作系统，可实现采集、运算、逻辑、定时、控制、通讯等功能，其 单

9、CPU+扩展模块，可承载32模块，测控500个I/O点。4.2 可编程变压器自动化屏的硬件组成可编程变压器自动化屏的各部件应严格照按电气规范设计、连接。此外, 与PLC相连的部份应严格按照PLC厂家技术要求进行设计、连接。4.3 PLC的自动化监控程序变电站的变压器组成方式不同决定了可编程变压器自动化屏PLC的监控程 序的不同。在此以35KV单母线、一台主变压器为例，在连接远程PLC以后， 要配置所需显示的寄存器变量，包括R寄存器或M寄存器地址、寄存器变量描 述、寄存器变量取值范围，可以最多配置32个连续量和128个状态量。5 .可编程变压器自动化屏的运行可编程变压器自动化屏在变压器的自动化运

10、行中处于实时监控的重要位置， 它通过输入/输出信号隔离继电器按变电站变电设备（隔离刀闸、断路器、电压 互感器、电流互感器、变压器防雷接地系统等设备）的状态/控制信号，可编程 逻辑控制器（PLC）将上述信号按具体的自动化流程进行实时控制，并与监控主 计算机通过网络传递数据。完成变压器的开、停，运行维护与继电保护（过电流 保护、电流速断保护、差动保护、瓦斯保护和过负荷保护等）。它不仅使变压器 处于闭环自动控制之中，而且使变压器自动化与测控保护系统协调运行，从而使 整个变压器处于最佳运行状态。6 .结束语经过多年实践总结发现PLC处理故障十分容易，既缩短了停电维护时间、 运行维护费用又很低。运行中发

11、生诸如变压器的瓦斯继电器触点进水短路、中控 室各接触器电触点断线、变压器控制回路等故障均能及时发现、报警与自动进入 其处理程序，并能在监控主计算机上集中监视。用PLC构成的应用环境，可以 构成满足不同用户或同一用户不同时期对系统的需求，改变系统的组织方式只需 重新输入PLC监控程序即可，深受企业青睐。PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用摘要：随着科学信息技术的快速推广，其在社会各界中得到广泛运用，可以 使人们工作效率得到有效提高，对企业发展也能起到很好促进作用。在这样的背 景下，PLC技术得到很大完善、提高，在电气工程中，被大范围运用。通过融合 控制技术，再经过长期优化，PLC技术不断发

12、展，人们逐渐认识到它的作用，不 但可控性非常强，而且对工程质量能进行有效保障。在不同机械制造运行中广泛 应用这种技术，很好提高了控制水平，创造一定环境促进工作生产。关键词：PLC技术;电气工程;自动化控制;应用1PLC技术简介1.1 PLC技术的概念PLC技术是一种可编程逻辑控制器，即在编程操作之后，利用可编程存储器 应用程序来实现所需的指令，如顺序控制和逻辑运算等，它的核心是以控制技术 为主的基础技术。近年来，随着中国经济和业务能力的提高，PLC技术也随之迅 速发展，并逐步取得实质性进展，无论是在控制功能还是在价格、形式方面，在 电气自动化工程中都有着不可或缺的地位。PLC技术在电气自动化工

13、程中的使用 可以减少布线的数量，因为PLC技术的应用允许线路存储在PLC中，所以大大 增加了电气工程自动化控制系统的安全性。1.2 工作原理从PLC技术的角度来看，其内容存储在实际操作中起着至关重要的作用， 同时，它也具有一定的人性化特征，主要是因为它能满足使用用户的实际需求。 只要用户发出指示命令，其存储器就可以严格按照其设计进行逻辑计算，既减少 了相关人员的工作量，又大大提高了计算的准确性。止匕外，PLC还具有扫描的功 能，其最终的数据结果可以快速、准确的传输到相关执行器中。除此之外，PLC 还具有良好的控制性能，所以在电气系统中应用PLC技术，可以节省大量的操 作流程，只需要与其相关软件

14、正确连接，就可以促进电气系统的有效运行，提高 操作效率。1.3 设计原则PLC系统作为一个整体的设计，必须要符合有关设计原则，只有这样，才能 真正提高设计效率，并有效减少运行错误。也就是说，一个良好的设计效果是很 重要的。首先，在实际设计中，必须要尊重安全原则，提升系统可靠性，确保系 统的正常运行。其次，在保证系统良好性能的基础上，尊重最低成本原则，提高 制造企业的经济效益。2PLC技术在电气工程及自动化中的应用2.1 应用在顺序控制上PLC技术已经逐渐被应用到顺序控制器中。在电气工程中就可以运用PLC 技术消除锅炉中的灰渣。如果在实际运行过程中出现各种问题和故障，那么就会 大大降低生产的效率

15、。因此，在电气工程中需要合理运用PLC技术，同时在顺 序控制中可应用在三个方面，分别是现场传感、远程控制以及主站层。工作人员 需要保证PLC技术的合理性与科学性，这样才能将其的作用和价值充分发挥出 来。PLC技术在编制程度中的应用，可以实现顺序控制器应用有效性的提高。首 先，工作人员需要全面了解整个现场的传感情况，根据实际需求应用PLC技术, 将其优势充分发挥出来;其次，将PLC技术应用到主战系统中，需要工作人员做 好准备，结合实际需求进行科学地调整与优化;最后，在远程控制中应用PLC技 术，能切实提高远程控制的整体性能，进而实现工作质量和效率的提高。2.2 远程通讯控制中应用PLC技术PLC

16、技术除了对机械化水平的全面控制和管理之外，对远程通讯控制设备也 能够完善处理，实际运行中，PLC技术为确保互联网信息传输能够正常维持，利 用自身高效性和低错误率快速排查互联网络数据故障，快速分析当前网络出现的 漏洞和缺失，通过控制器对信息紊乱现象进行快速整合,对逻辑性错误反复纠正, 确保远程通讯控制的准确性和时效性。2.3 生产系统自动化中应用PLC技术自动化生产过程中，PLC技术对主机模板、界面模板、通信模板进行全方位 控制，对各个模板提供最合理的信息参数，全方位自动化整合设备，优化调整系 统数据，将控制传输至相应作业位置，精准化调控和运行。生产系统自动化作业 深受工业企业的喜爱的主要原因就

17、是其极大程度的节省了人力，降低了工业生产 控制成本，使整个产业链更规范化、有序化进行。PLC技术在自动化生产系统的 迅速发展，为现代化工业生产加快了脚步，为国民经济的提高起到了不可磨灭的 作用。2.4 在机床自动化中应用PLC技术PLC技术在电气自动化领域应用广泛，在机床自动化方面，传统机床自动运 行时间难以控制，容易出现系统故障，技术人员需要花费大量时间进行修缮工作。 机床的故障会影响整个生产链瘫痪，严重耽误工业生产的进行，PLC技术的应用 使得机床运行时间能够得到精确控制，减少了人力操作带来的误差，最大限度的 避免机床可能发生的故障，防微杜渐，通过控制器严格把控机床运转规律，将系 统误差降

18、到最低。2.5 在开关量方面目前PLC技术还广泛应用于电气工程及其自动化控制中的开关量方面，在 实际控制操作过程中，是以可编程存储器的形式来控制继电气操作，以满足用户 的使用需求。一般来说，PLC技术是用于电气工程及自动化控制系统中电流继电 器的开关量的控制，如果仍然沿用以往的技术手段，需要给设备提供充足的反应 实践，控制效果难以达到现阶段的使用需求，并且设备运转的时间也会越来越长, 如果不能及时的进行调整和优化，那么将严重影响电气工程项目的发展和运行。 如采用人工干预和控制的方法来进行操作，那么会造成人力资源的浪费，不利于 电气工程的长久发展，而PLC技术的使用，则从根本上优化系统中的所存在

19、的 不足，满足系统的当前操作的需要。同时，灵活运用这种优化方法也可以改善当 前系统的缓慢响应，优化了系统的整体使用效果，促进操作效率，提升实际控制 效果和质量。2.6 在立体仓库方面近年来，随着社会和科学技术的发展，人们经常利用网络在他们的生活和工 作中购买产品。中国物流业正处于快速发展阶段。在开发过程中，PLC技术起着 不可或缺的作用，尤其是在物流公司中型仓库的建设中。经过中国有关部门的调 查可以发现，在立体仓库中PLC技秫亍主要应用方向包括测量和位移两个方面， 在实际工作中，一般是进行垂直测量和水平循环。PLC技术在三维仓库中控制堆 垛机，货架和进出运输设备，确保物品的有效存放，三维仓库稳

20、定运行。以物流 公司为例，在具体工作中，三维仓库采用闭路控制方式。为写入数据提供完美的 参数，接受来自旋转编码器的反馈信号，并发送信号至逻辑控制器，编程数据重 要的是对计算机和控制器执行所述关闭计算机存储的控制。PLC技术在三维仓库 中的应用不仅提高了货物进出仓库的效率，还减少了工作中的错误，降低了劳动 力的消耗，为管理提供了便利条件，提高管理效率。结束语综上所述，在科学信息技术持续发展的背景下,PLC技术也在不断得到优化、 完善，有着非常好的优越性，能使工程质量得到有效保障，工作效率得到有效提 高，企业效益得到很好保障和提升。所以在竞争非常激烈的市场中，领导者务必 要重视PLC技术。在电气工程及其自动化控制中，对此进行很好利用，并对此 进行不断完善。企业在利用的过程中，要通过重视人员技能培训、实现自动化控 制、建立PLC技术应用的标准规程、加强使用单位和设计单位的沟通等措施， 有效应用PLC技术，进而充分发挥它在开关量控制、顺序控制方面的作用，提 高企业的经济效益。参考文献1江明颖，吴静.应用型人才培养框架下PLC课程教学模式改革与实践J. 教育教学论坛,2017 (47)： 104-105.唐元恒，张灯，王占勇，etal.PLC技术及其在机械电气控制装置中的分析 J,电子世界,2017 (9)： 133.