摘要：PLC 技术在电力工程及其自动化控制中被广泛应用。PLC 的接口性能良好、抗干扰性能强，能够提高电力工程及其自动化控制的稳定性，在电力工程中取得良好的应用效果。本文从PLC技术的原理出发，分析了PLC 技术在电力工程及其自动化控制中的应用现状及发展前景。
关键词：电力工程；自动化控制；PLC技术；
1.PLC 技术原理介绍
PLC（Programmable Logic Controller），全称为可编程逻辑控制器，是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC技术属于计算机控制技术范畴，其工作原理主要有三个不同阶段，即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。在输入采样阶段，PLC可以依次扫描所输入状态和数据，并将其存入I/O映像区中的相应单元内，然后转而执行用户程序，控制输出操作；在用户程序执行阶段，PLC可以按照从上到下、从左向右的顺序，依次扫描用户程序，并对扫描的数据信息进行运算，依据运算结果控制逻辑线圈的状态，以确定程序是否处于正常运行状态；在输出刷新阶段，CPU会发出相应的指令，然后依据I/O映像区数据和相关状态，结合电路封锁功能驱动外补设备的运行，从而实现自动化控制。
2.PLC技术特点
PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。
3.PLC在电力工程中的应用
经过多年的发展，PLC已十分成熟与完善，尤其在开关量逻辑运算和处理、顺序控制这两方面具有显著优势，而模拟量闭环控制也已非常成熟。因此，PLC技术在电力工程及其自动化控制领域得到了广泛应用，并发展壮大，逐步淘汰了电磁继电元件的常规控制模式。
3.1 开关量控制
由于PLC的本质是用内部已定义的各种辅助继电器代替机械触点继电器，这些内部继电器的节点变位时间可理想化地认为等于零，只需考虑它的0-1状态而无需考虑传统继电器所固有的返回系数，所以用PLC来进行开关量控制是非常合适的。下面以断路器和备用电源自动投入的控制为例，阐述利用PLC实现开关量控制。
3.1.1多台断路器控制
在传统的电力自动化控制系统中，对断路器的控制多是采用继电器控制的方式，需要使用大量的电磁继电器，触点和联接点多，进而降低了系统的可靠性。而PLC技术的应用和普及，使得软继电器逐渐代替了继电元件，极大的提高了控制系统的可靠性。在PLC控制系统中，操作人员只需要执行一些非常简单的工作，比如分闸、合闸等，系统就会自动根据实际运行状况，给出正确的操作信号。而且，PLC控制系统不需要进行复杂的二次接线，可以有效的降低接线失误率，大大减少维护检修的工作量。
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3.1.2备用电源自动投入装置
备用电源自动投入装置的主要功能是提高供电系统的可靠性，被广泛应用于大型企业的供电系统中。在原有的备用电源投入系统中，多采用手动或自动供回电线路的方式供电，在投切过程中，会出现几秒钟的断电时间，影响供电的连续性和可靠性。而应用PLC，可以实现对备用电源自动投入装置的控制，可以根据系统的实际情况进行抗干扰，具有可靠性高、操作简单、接线方便等优点。
3.2 闭环控制
在电力系统自动化的控制中，存在许多温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量的闭环控制，例如调速器、励磁装置、温控装置、循环水系统等。
初期的PLC技术在闭环控制方面并不擅长，而当前新型的PLC已兼有闭环控制功能，并且已十分成熟。各厂家推出的PLC模块均内置了PID控制程序，用户只需要设置一些参数即可使用，一个模块可以控制几路甚至几十路闭环回路，经济实用。
3.3 顺序控制
在火力发电厂辅助系统中工艺流程多以顺序控制为主，包括输煤系统、化学补给水处理系统、除渣系统和除灰系统等。在原有控制系统中一般都是采用继电器控制，随着PLC技术的发展，高性能的PLC控制系统逐渐取代了继电器控制。经过不断引进、研究和开发，目前我国大型火电厂的辅助系统已由电磁继电器控制过渡到完全由PLC监控，提高了火电厂辅助系统自动化水平，同时降低了资源损耗和提高了管理效益。
4.PLC在电力工程中应用前景展望
随着计算机网络化技术的发展，我国的电力系统自动化正朝着数字化和信息化方向发展。
当前在发电厂广泛应用的集散型控制系统DCS（Distributed Control System）经历了多年发展，开始减缓和停滞。新一代控制系统，现场总线控制系统FCS (FieldBus Control System)应运而生。FCS吸收了DCS多年开发研究以及现场实践的经验教训，不仅具备DCS的优点，而且利用现场总线跨出了革命性的一步。
随着现场总线技术的完善、热工自动化技术的发展和数字化、智能化控制仪表的进一步开发和应用，FCS必将在电力系统得到广泛应用，使电力系统的自动化水平提高到一个新的水平。
PLC在FCS系统中处于核心地位，因为新型的PLC具有完善的网络通信功能，可以作为一个子站挂在高速总线上，充分发挥其对于顺序控制、开关量处理、闭环控制的优势。因此，当前的PLC的设计应强调能与FCS进行通讯交换信息或遵循现场总线通讯协议，既具有成熟的现场总线通信能力，还应能组成大型网络。可以肯定，结合新型PLC的FCS将具有强大的生命力。
5.结束语
PLC以其结构紧凑，可靠性高，功能强，速度快，价格低等优点，在未来的工业自动化领域中发挥不可替代的作用，同时随着时代的发展，PLC的品种会更丰富、规格更齐全，日趋完美的人机界面和成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求，将在我国电力工程建设中发挥越来越大的作用。
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论文作者:孟令静
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/27
标签：技术论文; 继电器论文; 闭环论文; 控制系统论文; 电力工程论文; 系统论文; 程序论文; 《电力设备》2018年第7期论文;