章程英

[摘要]上標電廠在進行自動化改造、計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造后，大量使用PLC，主要對PLC進行簡要的介紹，并對PLC在上標電廠的使用情況、如何正確使用PLC以及PLC程序編寫的原則進行介紹和討論。

[關(guān)鍵詞]PLC 水電廠 自動化 應(yīng)用

中圖分類號：TP2文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0310129－01

一、前言

上標電廠有兩臺8000KW的沖擊式機組，于1990年7月投產(chǎn)運行，經(jīng)過前幾年的自動化改造和2002年-2003年的計算機監(jiān)控系統(tǒng)、遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)改造，上標電廠實現(xiàn)了“遙測、遙調(diào)、遙信、遙控、遙視”五遙，PLC也在上標電

廠得到了廣泛的應(yīng)用。

二、PLC簡介

PLC(Progrmmable Logic Controllre)——可編程序控制器，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。PLC實質(zhì)上是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本與微型計算機相同。由于PLC在處理模擬量、數(shù)字運算、人機接口和網(wǎng)絡(luò)等方面能力的大幅度提升，使得PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位日顯重要。

三、PLC在上標電廠的實際應(yīng)用

傳統(tǒng)的水電廠順序控制是由繼電器控制屏來實現(xiàn)的。由于設(shè)備體積大、動作速度慢、界限復(fù)雜，通用性、靈活性較差、維護工作量大，維修也相當困難，特別是可靠性差，沒有計算和存儲功能，與水電廠的其他計算機控制系統(tǒng)能夠連接需要許多接口設(shè)備，而PLC控制系統(tǒng)克服繼電器控制的弱點，把計算機技術(shù)與繼電器控制技術(shù)有機地結(jié)合起來，為工業(yè)自動化提供了幾乎完美的現(xiàn)代控制裝置。在水電廠的機組工況快速轉(zhuǎn)換、水機故障事故保護、各主輔和公用設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測、各種設(shè)備的順序控制、計算機遠程操作等方方面面，PLC正發(fā)揮著越來越廣泛的作用。下面就把PLC在上標水力發(fā)電廠的實際應(yīng)用作一個說明。

1．監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元：作為監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的最主要組成部分。在這個現(xiàn)地控制單元里，作為下位機的PLC單元不僅承擔著機組、公用設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，承擔著機組開停機和所屬各種設(shè)備的起停、分合順序控制，還承擔著網(wǎng)絡(luò)通訊的功能。在機組單元的順序控制中，PLC的順控流程還實現(xiàn)了機組有無功高中低速PID調(diào)節(jié)、調(diào)速器油罐自動補氣控制、自動準同期裝置自動投退控制、調(diào)速器油罐自動輪換及起動情況統(tǒng)計等功能。溫度量是監(jiān)測各部件狀態(tài)的重要模擬量，在我廠以往的采用的幾中溫度巡檢裝置中，幾個普遍的問題就是采集的溫度量誤差大、采集不穩(wěn)定、通道容易壞，自從采用GE公司PLC的RTD溫度量模塊后，以上問題得到了根本的解決，但一個新的問題是價格太高。

2．微機保護：原先所有的保護回路都是用各種繼電器組成的，弊端很多?，F(xiàn)采用PLC控制的微機保護，提高了保護的可靠性，減少了維護工作量，調(diào)試方便，美觀大方。且便于與計算機監(jiān)控系統(tǒng)的通訊。

3．PLC調(diào)速器：PLC調(diào)速器以可編程控制器(PLC)為調(diào)節(jié)控制核心，配以機械液壓執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成。PLC調(diào)速器具有按空載、負載頻率、負載功率和負載開度四種工況自動變參數(shù)調(diào)節(jié)的功能。當調(diào)速器收到開機信號后，調(diào)速器輸出使接力器打開，將機組開啟，網(wǎng)頻正常時，自動跟蹤網(wǎng)頻。當機組頻率上升至90%額定轉(zhuǎn)速以上時，調(diào)速器完成開機過程，轉(zhuǎn)至空載循環(huán)且投入PID運算，如果機頻斷線或測頻模塊故障，則調(diào)速器將開度限至最小的空載開度。

不僅如此，在我廠PLC還被廣泛應(yīng)用到壓力鋼管監(jiān)控系統(tǒng)控制、水情測報系統(tǒng)及勵磁系統(tǒng)控制等各個方面。無孔不

入的PLC系統(tǒng)已經(jīng)攻克了我廠二次控制的任一個堡壘。

四、PLC使用的注意事項

盡管PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的功能強大、可靠性相當高，但在實際應(yīng)用中如果不正確使用和配置輸入輸出元件、不正確配置信號電纜和控制電纜、不正確處理接地問題，將大大降低PLC控制的可靠性，甚至造成不可想象的惡劣后果。

1．輸入信號回路和輸出控制回路：對于輸入信號回路，包括開關(guān)量和模擬量，應(yīng)選擇可靠性較高的變送器和各種開關(guān)，防止各種原因引起傳送信號線短路、斷路或接觸不良，另外在編寫梯形圖時可增加數(shù)字濾波部分，減少輸入信號錯亂的機率，還可以利用信號之間實際的關(guān)聯(lián)關(guān)系來判斷信號的可信程度，提高輸入信號的可靠性。對于輸出控制回路，當輸入信號輸入后，PLC輸入控制信號至輸出回路，讓執(zhí)行元件動作，而對于執(zhí)行元件是否正確動作，PLC也應(yīng)該及時判斷并正確報警。

2．電纜配置：在電纜的配置方面，一定要遵循強弱電、交直流電分開的原則，模擬量應(yīng)使用雙屏蔽電纜。配置不當不僅影響信號的正確輸入，而且還極有可能對模塊造成毀滅性的損壞。

3．接地抗干擾：在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中，共模干擾和差模干擾、來自空間的輻射干擾和外引線的傳導(dǎo)干擾、接地系統(tǒng)混亂時的干擾、來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾都給PLC帶來了相當?shù)挠绊?。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHZ，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式。

五、PLC程序編寫原則

在編制程序時，首先要合理劃分模塊，其次是合理利用指令，嚴格注意信息名稱定義，然后經(jīng)過單塊調(diào)試、軟硬件聯(lián)調(diào)與系統(tǒng)總調(diào)。為了防止某些程序錯誤或其它問題，在調(diào)試時沒有發(fā)現(xiàn)，若直接投入實際運行，可能會對被控設(shè)備造成不可預(yù)知的后果，造成不必要的損失，所以，對程序工作還必須經(jīng)過一定時間的運行考驗，才可以投入實際現(xiàn)場工作。

在編程過程中，為了防止所編程序出錯，應(yīng)注意遵守下列規(guī)則：

1．如某一梯段中有一個過渡線圈，則它必須是本梯段中僅有的線圈。梯段的功能后面不能帶觸點。2．每個梯段中，只有一個JUMP或MCR命令，它必須是梯段的最后指令，且本梯段不能有線圈。在同一程序段內(nèi)，不能存在有兩個或兩個以上相同編號的線圈。3．在線圈、跨接線、MCR、功能或垂直線前，一個梯段至少要有一個觸點，不允許短路。梯段必須由正確的嵌套符號組成，不能有分支進入或走出其它分支。4．在梯段的功能周圍不能有分支，在包含功能的梯段中，不能從垂直線引出副路徑，除非副路徑直接引到線圈。5．一般來說，從左向右順序執(zhí)行梯段元素，在一系列并聯(lián)的分支內(nèi)，從第一個并聯(lián)分支首先執(zhí)行，第一個副路徑首先執(zhí)行。

PLC是好，但也需要我們正確使用，同時還需提高人員素質(zhì)。我廠就很好的應(yīng)用了PLC，實現(xiàn)了自動化，實現(xiàn)了“五遙”，以后PLC將在我廠得到更廣泛的應(yīng)用，相信 PLC也必將在各個水電廠發(fā)揮越來越大的作用。

參考文獻：

[1]PLC在水電廠應(yīng)用與編程，長沙理工大學(xué)電氣學(xué)院，朱文杰.

[2]PLC基礎(chǔ)知識簡介，杜學(xué)強.