PLC技术在配电柜自动控制中的应用

PLC技术在配电柜自动控制中的应用

李镇江

广东银河机电有限公司广东省汕头市515000

摘要：科技的快速发展，使我国快速进入现代化发展阶段。智能电网的发展背景下，发展PLC技术，推动配电柜自动控制领域发展至关重要。

关键词：PLC技术；配电柜自动控制；应用

引言

电力行业的快速发展直接影响着我国整体经济的发展速度和发展走向。随着我国科学技术发展，PLC自动控制技术迅速发展，并广泛运用于各个领域中，尤其是电力领域。

1PLC技术应用理论及原理

PLC作为一项信息技术成果，所依赖的功能载体主要以带有编程功能的控制器为主。该技术手段所属范畴为电子类产物领域，同时呈现出一定的数字性、实践性特征。在PLC技术领域所包含的学科类型比较丰富，具体体现在网络、计算机、通信等各个方面，相较于传统操作模式，该技术手段在功能以及优势的呈现方面，所具有的效果十分地显著。就工业行业来讲，PLC技术能够优化工业作业环境，促使工业效率、质量获得有效提升，对于实现工业环境有效控制和管理，具有重要发展意义。基于PLC技术所构建的系统，在工业生产控制方面所发挥的作用比较突出。该控制系统在内部结构设定方面，所呈现的复杂性较强。一般，控制结构具体包含：处理器、通信模块、电源、通信、功能以及接口等，这六个方面所扮演的角色及发挥的功能略有不同，只有保证各个方面功能发挥正常，才能够促进控制效果的有效提升。

2PLC技术的特征

（1）应用可靠性。原有的控制系统通常较多采用继电器系统，因此，自动控制中连线往往会发生接触方面的故障，运用可编程逻辑控制器对软件实行模块连接，能够切实提升抗干扰性，解决连线接触方面的故障，具备高可靠性的特征。（2）应用灵活性。自动化控制系统中可编程逻辑控制器通常以模块构成，此类模块的标准化程度很严格，差异化的模块构成与配置能够形成差异化的功能模块，具备高灵活性，且在自动化控制系中具备高适应性，因此被普遍采用。（3）应用简便。可编程逻辑控制器能够直接针对微机实行仿真试验，进而实行方案设计、加装以及调试功能，尽可能降低了任务量。与此同时，其还具备自诊断性能，自动控制能够随时实行故障检查，并找到出现问题的模块，且实行修复，其对系统工作的安全性具备非常关键的作用。

3PLC技术在配电柜自动控制中的应用

3.1项目概述

某低电压配电柜厂商，主网为：部分高低电压配电室、工作车间配电柜、设备装置控制柜以及PLC控制柜，箱式变电站低压端工频交流电通过刀闸与断路器之后引导进配电柜的低电压铜排，之后自低电压断路器分成多个支线，通过交流接触器连接至其他的负载上。区域内负载较多，包含各种接触器、元器件、变频器（VFD）以及直流调速器，断路器与直流接触器具有辅助接触点以及通讯模块。

3.2PLC的选择

根据配电网自动化的实际需求，确定系统需要采集该低压配电柜生产厂的各类模拟量和数字量，通过PLC实现触摸屏控制和组态集控，并能够实现四遥（遥控、遥调、遥信、遥测）功能。

3.3控制方式

（1）普通可编程逻辑控制器控制方式。2个配电柜运用可编程逻辑控制器中的一个中央处理器，和两个32路输入/输出端口相对应，其开关量与变量在一定范围连续变化的量信号收集之后传输至可编程逻辑控制器的单仪器模数转换模块，且上传至中央控制的低电压配电监测体系中。（2）GSM远程监控，除了常规的PLC控制外，为了便利一些距离较远、不方便布线的配电设备开关量采集，将需要监视的开关量（如开关、接触器的辅助触点、继电器通断信号等）接至该报警器的输入端，一旦所监视的开关量出现异常，立即触发报警器，报警器通过GSM拨打指定的电话号码，程序拨打机制设定为：GSM可轮流拨打1~3个不同号码，每个1~3次，每次10~20秒。报警和接收的GSM手机预先设置为仅与配对的手机相匹配，以免引起其它电话误动作。当接收手机收到报警手机的呼叫，其铃流信号经报警器检出，触发继电器动作，继电器将异常信号输入PLC，完成一次远程报警动作，直至接收到以同样方式发送的正常信号，异常信号才会被复位。同理，可由PLC通过开关量输出来触发报警器，现场的GSM报警器一旦接收到信号，立即触发继电器动作，可对所控制的电动开关、继电器、接触器进行通断操作。

3.4选取可编程逻辑控制器

基于配网系统自动化的现实要求，明确配电系统需进行收集此低电压配电柜厂商的多种变量在一定范围连续变化的量和离散量，利用可编程逻辑控制器针对触控屏进行控制与配置集控，且可以达到遥控遥测遥信遥调系统的要求。所以，可编程逻辑控制器运用SIMATICS7-300PLC硬件系统，其具备性能传输的中央处理器与多功能的输入/输出端口，其能够实时实行可编程逻辑控制器的拓展，命令处置时间为0.1-0.6微秒。

4PLC在电力系统中应用的策略

4.1提升抗干扰功能

可编程逻辑控制器已成为当前工业自动化生产中的重要部分，其具有非常关键的作用。当前时期，多于百分之八十五的工业利用可编程逻辑控制器进行控制。电力系统属于一类繁杂的法拉第原理构成的系统，很多电力装置难避含有电磁干扰（EMI）。配网现场通常情况下条件较差、EMI也更加严重，万一发生电缆管道铺设不够科学、现场环境四周存在严重的EMI、现场调节的温度和湿度长时间不正常以及接地杂乱的状况，极易造成可编程逻辑控制器计算不正确，发生错误的输出导致针对装置的不正确控制。所以，可编程逻辑控制器在电力系统领域内的运用需尽量提升本身的可靠性，利用将信号中特定波段频率滤除的操作、隔离以及吸收方式，以提高可编程逻辑控制器的抗干扰性，且努力针对工程现场四周调节进行维护，减少环节对可编程逻辑控制器产生的影响。

4.2加快国产化研究

目前，我国电力系统内使用的PLC多从国外进口，主要有Schneider、GE、ABB、Siemens等知名品牌，技术国产化程度较低，虽然近年来国内很多厂家积极开发和研究PLC技术，但由于技术起步晚、缺乏成熟的应用经验等因素，研发出的产品缺乏核心竞争力，难以推广应用。电力系统内部对安全稳定运行要求极高，因此PLC的选用具有较高的技术门槛，出于安全稳定运行要求而多选择应用成熟的进口品牌，国外PLC品牌由于形成技术垄断，而以高昂的价格出售，明显提高了电力系统的建设成本。

4.3实现变频器自动化控制的主要方式

将PLC自动控制技术运用到变频器当中，自动化控制的实现主要通过I/O端子。PLC控制系统与I/O端子正是PLC自动化控制技术主要内容，将两个方面内容有机结合起来，并合理利用，才能发挥PLC的作用。在具体实现过程中，主要包括两个方向，其一是将数字输入端与PLC进行连接，这种方式需要满足PLC自动化控制系统中携带I/O端子，利用导线加以控制；其二是模拟量端子和PLC系统相连接，这种实现方式下，PLC自身并不携带模拟量端子，将PLC系统后台控制拓展模块和变频器模拟量端子进行连接，从而实现自动化控制效果。这两种实现方式，都可以对变频器进行有效设置，若变频器输入的数字量较多，则能获得较多固定频率。

结语

当代科学技术的进步为配电系统运作的自动控制设立了更严格的标准，由于计算机技术、PLC以及微电子水平的提升，配电柜自动化控制的前景更加广阔，PLC技术已成为将来低电压配电研发的重要方向。

参考文献：

[1]林海清.PLC技术在配电柜自动控制领域的应用[J].科技风，2015.

[2]陈贻棉.PLC技术在电气自动控制中的应用研究[J].中国新技术新产品，2015.

[3]刘铁中.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].科技视界，2013.