PLC在變電所合分閘遠程控制中的應用
時間:2019-06-28      文章來源:科學導報      責任編輯:王強

    摘要:對變電所合分閘電源回路采用可編程序邏輯控制器進行遠程控制。介紹了由PLC組成的控制系統的主要功能、硬件配置、人機界面及程序設計。
    關鍵詞:PLC;編程;人機;遠程控制
  
    在變電所遠程控制系統中,為了提高供電質量,減少停送電時間,增加系統可靠性,采用可編程序邏輯控制器(PLC)對合分閘電源回路進行控制。遠程控制系統由人機界面(HMI)、PLC等組成,通過網絡交換機實現以太網雙向通訊。人機界面完成顯示、存儲、數據輸入、發布命令等任務。PLC的主要對電源回路進行控制。

    我公司設有十個變電所。由于地方分散,當遇到高壓閃絡或全廠停電時,需要值班人員去各個變電所合閘,耗費時間長,同時也影響各單位的工作生產。因而引入PLC,各變電所的總出線柜和聯絡柜作為輸出總控制,通訊信息全部通過局域網傳輸至值班室人機,實現遠程合分閘操作。


    1.變電所主電路見圖1(以某個變電所為例)

      圖1


    2.遠程合分閘操作任務

    圖1中B1、B2為兩臺變壓器,其中,B1為常用,B2為備用,正常工作時B1為運行狀態;QF1~QF4為NA1型萬能式斷路器。當發生高壓 閃絡時,萬能式斷路器可能出現失壓保護動作,QF1、QF3、QF4跳閘。排除故障后,要求QF1、QF3、QF4依次合閘。當需要檢修停電時,要求QF1分閘。當需要切換變壓器且不停電時,要求QF2先合閘,QF1后分閘。


    3.PLC結構及工作原理
    PLC控制系統由輸入、邏輯控制、輸出三部分構成。采用軟件編程好的控制程序,掃描各輸入端的狀態,逐條掃描用戶程序,最后的輸出將驅動外部的電器,達到控制的目的。其外圍是將信號輸入設備(按鈕、開關等)和接收輸出信號執行控制任務的輸出設備(如接觸器、電磁閥等執行元件)與PLC的輸入/輸出端子相連接。

    PLC的輸入/輸出接口電路用光電耦合器來傳遞信號,使內外部電路間避免了電的聯系,有效抑制了外部干擾源對PLC的影響,同時防止外部高壓串入;PLC的輸入/輸出接口電路的電源彼此獨立,避免了電源間的干擾。


    4.PLC接線
    萬能式斷路器的合閘按鈕和分閘按鈕為常開,,將PLC輸出繼電器的常開觸點并在啟動按鈕上,原控制線不予改動,PLC可發布命令實現萬能式斷路器合(分)閘。萬能式斷路器上有多組常開常閉輔助觸點,將一組常開常閉觸點并在繼電器的線圈上,可傳輸至PLC輸入端口該萬能式斷路器合(分)閘的信號。
    PLC具體接線見圖2。PLC輸入接點X0~X7接指示繼電器K3、K4、K7、K8、K11、K12、K15、K16的常開觸點;PLC輸出接點Y0~Y7接合閘繼電器K1、K5、K9、K13和分閘繼電器K2、K6、K10、K14的線圈;指示繼電器K3、K7、K11、K15的線圈分別接在QF1~QF4的常開輔助觸點上,指示繼電器K4、K8、K12、K16的線圈分別接在QF1~QF4的常閉輔助觸點上;合閘繼電器K1、K5、K9、K13的常開觸點分別接在QF1~QF4的合閘按鈕上,分閘繼電器K2、K6、K10、K14的常開觸點分別接在QF1~QF4的分閘按鈕上。

     圖2
    5.PLC程序設計
    當輔助繼電器M0為ON時,輸出接點Y0得電,此時K1線圈帶電,KI常開觸點閉合,則表示QF1的合閘按鈕按下。此時,K3線圈帶電,K3常開觸點閉合,則輸入接點X0帶電。1s后定時器動作,M0復位。
    當輔助繼電器M1為ON時,輸出接點Y1得電,此時K2線圈帶電,K2常開觸點閉合,則表示QF1的分閘按鈕按下。此時,K4線圈帶電,K4常開觸點閉合,則輸入接點X1帶電。1s后定時器動作,M1復位。
    以上為QF1的合分閘程序設計,見圖3。QF2~QF4同理。

     圖3


    為防止合閘狀態再合閘,分閘狀態再分閘,應在合閘或分閘梯形圖中串聯分閘或合閘指示輸入接點X的常開;為防止合閘和分閘不能同時進行操作,應在合閘或分閘梯形圖中串聯分閘或合閘動作輸出接點Y的常閉。


    6.人機界面(HMI)設計

    設置登錄界面,由于變電所值班員崗位的特殊性,必須由一位監護員與一位操作員兩位不同的人持各自的密碼進行登錄,這就需要編輯宏命令來實現這一功能。該觸摸屏可以直接發布各變電所總出線柜和聯絡柜回路的合分閘命令,也可以接收從各PLC傳回的各變電所總出線柜和聯絡柜回路的合分閘狀態。


    7.結束語
    采用PLC對變電所合分閘電源回路進行遠程控制,充分運用PLC硬件和軟件設計的結合,提高了自動化水平,抗干擾性強,間接提高了生產效率。


  參考文獻:
  [1]吳中俊,黃永.可編程控制器原理及應用[M].北京:機械工業出版社,2004.
  [2]李振安.工廠電氣控制技術[M].重慶:重慶大學出版社,2004.
  (作者單位:山西大眾電子信息產業集團有限公司  常瑩瑩



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