摘要:电力自动化系统为非线性和多变量耦合系统，利用传统的模型进行节能控制，难以建立准确的控制模型，造成节能控制效果降低。提出基于小型PLC的电力自动化系统节能控制模型。采用西门子ET200SP系列的小型PLC作为电力自动化系统节能控制的核心，PLC的输入部分用来实时监测节能系统的运行状况，PLC的输出部分用来控制节能系统的运行过程，利用ＲBF神经网络建立基于PLC的节能控制模型，并给出节能控制效果输出时的具体步骤。该模型在进行电力自动化系统节能控制，能够克服干扰因素，提高控制精度，效果令人满意。
关键词:小型PLC；电力自动化；节能控制；神经网络
当前阶段，主要的电力自动化系统节能控制方法包括基于PID的电力自动化系统节能控制方法、基于滤波LMS算法的电力自动化系统控制方法和基于神经网络算法的电力自动化系统节能控制方法。其中，最常用的是基于PID的电力自动化系统节能控制方法。由于电力自动化节能控制方法对于降低能源消耗和环境保护方面有着巨大的应用价值，因此发展前景十分广阔，成为很多学者研究的重点课题。
1 基于PLC大型水利控制系统设计方法
1.1 电力自动化系统节能控制的硬件设计
为了提高电力自动化系统节能控制的适用范围和节能控制精度，基于小型PLC的电力自动化系统节能控制系统采用了西门子的ET200SP系列的PLC进行节能控制；利用上位机的触摸屏上的人机交互界面进行PLC通信，并操作相应的功能，并且能够同时获取电力自动化系统的实时状态；用智能电力检测仪来监测电流电压、功率以及功率因素等参数的变化，用热继电器、时间继电器、过流、过压保护元件等相关检测元件来检测系统运行状态。本系统采用的小型PLC为西门子ET200SP系列的CPU1510SP-1PN作为电力自动化系统节能控制的逻辑开关执行机构。这种CPU模块具有指令丰富、易于编程、运行速度快、抗干扰能力强，具有优越的通信、诊断性能。检测电力系统运行参数的电气元件都具有较高的灵敏度，通过A/D转换将检测信号转换为数字信号发送到PLC，具有自动记录，检测距离远，易于扩展等功能。电力自动化系统的节能控制系统的上位机采用的是西门子全新一代精智触摸屏TP700精智，在运行的过程中，通过监控系统内置的组态软件对电力自动化系统进行实时状态的监控和参数的采集，并实时进行数据处理。TP700精智的人机交互界面能够提供良好的节能流程控制界面，能够实现精确地对电力自动化系统中节能设备的运行状态进行实时监控，并能够直接进行停止和投入运行等相关动作的操作。组态软件中内设置了时间功能模块能够对PLC的系统时间和人机交换界面的时间进行实时调整，从而确保电力自动化系统节能系统执行动作的同步。PLC的输出端采用的中继控制的方法，中继与PLC的I/O控制模块的输出模块相连接，PLC输出的数字信号控制中继的常开点或者常闭点，实现对节能系统的控制。西门子ET200SP的CPU1510SP-1PN模块后配置有4个输入模块1，每个模块有32个点，共128个输入点；输出模块有2个，每个模块同样有32个点，共有64个输出点。在实际的应用过程中，为了降低PLC的控制复杂程度，可将部分功能采用分时复用的形式进行控制，从而实现了PLC模块最大程度的利用。
1.2软件设计
在PLC自动化控制系统软件设计中，好的设计思想是最为主要的。软件设计的主要根据系统控制要求将工艺流程图转换为梯形图和SCL语言，具体表现形式为程序编写。
一是系统的程序设计思想。通常情况下，软件程序设计结构形式分为基本程序和模块化程序。基本程序即可单独进行简单的生产程序控制又可以同其它和程序组合成模块进行复杂控制。基本程序主要有顺序结构、条件分支结构和循环结构等三种方式。模块化程序设计是将一个总体控制目标程序划分成多个进行不同任务的程序模块，然后逐一编写、调试，最终将不同程序模块组成完整的程序来执行总体任务。在PLC自动化控制系统中，多数设备都采用此种程序设计思想，因为系统中每个模块都是独立单元，单元之间又相互具有连接关系，容易修改，适用复杂控制要求的生产过程，极大地缩短了扫描时间。
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二是系统的程序设计要点。系统控制的I/O点数分配应依据生产流水线从前至后的原则，将系统内的I/O信号数据汇总、集中编写地址、变量，以便集中维护。程序中除了使用I/O位，还大量使用变量替代了M寄存器地址，因此列出I/O分配表的同时，也须列出内部变量分配表。
2 PLC在现代自动化辅助控制系统中的应用
2.1 对PLC自动化辅助控制系统内涵的分析
PLC现代自动化辅助控制系统最主要的目的就是实现对外部系统的控制。在这个系统中，可能是对单个机器或者机群的控制，同时，也有可能是对生产过程的控制。PLC有不同型号，不同的型号应用于不同的范围。根据PLC生产工艺的要求，对控制对象的复杂程度进行详细的分析，对I/O点数和I/O点的类型进行统计，并罗列出相应的清单信息。同时，在这个系统中，还要对内容的容量进行估计，确定内容的留余量，避免资源的浪费。
2.2 对PLC现代自动化辅助控制系统技术原理的分析
可编程逻辑控制器在现代自动化辅助控制中发挥着巨大的作用，可以广泛可靠的对各种各样的自动化设备的运行进行有效的控制。可编程逻辑控制器对于现代自动化辅助控制系统来说，可以为其提供安全可靠的解决方案，符合当前工业自动化企业的发展需求。近来来，随着通讯技术和计算机网络技术的迅猛发展，工业自动化控制领域也产生了巨大的变化，PLC技术也与时俱进，不断的更新技术和增强系统的开放性，在工业自动化领域中的运用也越来越广泛。可编程逻辑控制器将计算机技术、通讯技术以及自动控制技术融为一体，成为了实现单机、工厂以及车间实现自动化核心的主要设备具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、组合灵活和维修方便等诸多的优点。随着科学技术的不断进步，可编程逻辑控制器的控制功能也会从传统的逻辑控制和顺序控制发展为对复杂连续数据的控制和过程的控制，成为自动化领域的重要支柱。尤其是在CAD和CAM中能得到广泛的运用。
2.3 对PLC自动化辅助控制系统应用的发展趋势的分析
产品的生产过程中，人工控制的实施工作比较的困难。质量检测设备对企业生产出来的产品质量的高低有着重要的影响。因此，企业要对产品的相关数据有全面的掌握，才能给相关的仪器提供精确的数据和检测信息。根据多年以来的实践结果，在自动化辅助控制系统中一直以来使用的都是PLC为主的技术，这给一系列的自动化控制提供了可靠的控制系统，也让自动化控制有了完善的处理方式，可以较好的满足现代化工业生产在自动化控制中的相关要求。在目前我国的企业中，对PLC技术进行了长期的摸索和探究，为我国企业自动化和企业的信息化奠定了坚持的基础。与此同时，企业为了达到生产的精细化、批量化以及管理控制一体化的要求，企业PLC现代自动化辅助控制系统也朝着网络化、集约化以及无人化的方向发展，对于数据的自动采集、在线质量检测、设计调试手段等领域也有进一步的发展。
结论
针对传统的电力自动化系统节能控制方法的缺陷，提出一种基于小型PLC的电力自动化系统节能控制方法。硬件部分采用西门子ET200SP系列的小型PLC作为电力自动化系统节能控制的核心；利用ＲBF神经网络建立基于PLC的节能控制模型，并给出节能控制效果输出时的具体步骤。实验结果表明改进算法在进行电力自动化系统节能控制，能够提高节能控制精度，效果令人满意。PLC系统在企业控制系统中的使用，可以加强企业在生产过程中的效益，对企业实现现代化的发展，优化传统的控制模式具有重要作用。实践证明，PLC在现代自动化辅助中的运用可以提高企业生产的控制效益，对企业实现现代化的发展具有不可忽视的作用。
参考文献：
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论文作者:肖小博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：节能论文; 自动化系统论文; 电力论文; 控制系统论文; 系统论文; 程序论文; 模块论文; 《电力设备》2017年第9期论文;