摘要：我国电力系统近几年来获得更加稳定的发展，只有电力系统安全运行，才能为人们提供优质、可靠的电力服务。将PLC应用在电厂热工保护系统改造过程中，可以加强控制系统的运行可靠性，还可以使电厂中发现机组运行过程更加安全、经济，为企业节省成本。因此本文将对PLC在电厂热工保护系统改造中的应用进行分析，从而达成减员、增加工作效率的目标。
关键词：PLC；电厂；热工保护系统；改造过程；应用
前言：我国电力事业与技术水平持续提升，电力设备未来的发展趋势也逐渐转换为智能化与自动化，无论哪一种电力设备，都会将运行可靠性、安全性作为主要目标。机组在运行与启停过程中，如果出现故障，就会对人身安全、设备安全产生严重的危害，热工保护系统会自动开启联锁或相关保护措施，从而对事故形成有效的处理，避免事故扩大。热工保护系统还会对电力系统辅网设备的运行参数、设备实际工作状态实时监控，若出现事故会自动启动相关系统，避免辅网系统设备损坏。因此使用PLC对热工保护系统进行改造意义重大，从而确保电力系统机组的安全运行。
一、PLC主要特征
功能多元化，十分丰富。PLC在处理信息的过程中，可以采用多元化的指令系统与信息存储内部器件，从而对各类逻辑问题形成高效处理，还可以加强数据运算的准确性。使用PLC不仅可以对十分复杂的逻辑形成高效控制，还可以达成智能、模拟量的控制目标。另外，使用PLC还可以完成远程通讯目的，与计算机形成联网，还可以对上位机形成有效监控。第二，PLC的I编程过程十分便利。为了取代传统的继电器控制逻辑，开始使用PLC[1]，这种技术可以将原本的继电器原理图或梯形图编程方式作为基础，还会包括触电、连线与线圈等多种概念与运行方式。PLC通常会使用梯形图的编程方式，专业计算机工作人员在现场就可以完成各种操作，也可以对相关程序进行在线修改。第三，PLC具备较高的系统性与标准性。无论是整体结构、运行形势、编程语言还是通讯等多方面，PLC都具备大同小异的特点，与此同时，每一种PLC产品都可以应用在不同系列产品中，从而满足不同需求。因此在发电厂辅网热工保护系统普遍使用PLC可以加强系统整体设计合理性，使硬件配置更加科学，还可以为电厂节省运行成本。第四，PLC还具备通讯功能的特点。PLC可以与每一个PLC之间形成有效的协议通讯接口，还可以获得多元化的通讯方式，例如RS232接口方式会节省较低硬件成本，具备很高的经济性，目前应用范围十分广泛，与此同时还会缩短传送距离，速率很低。使用RS845接口方式可以有效避免RS232中的问题与漏洞，还可以延长传送距离，最大的传送距离可以达到1.2千米[2]。对于CAN接口方式来说，其会具备更快的传输速度，最高可以达到1-2M/S，传输距离也可以达到1.0千米，会降低误码率。PLC还具备更快的以态通讯方式，可以达到10Mbit/S，与此同时还可以达成超远距离的传输目标，但缺点为会具备更高的硬件与传送介质成本，如果用户会组成大型的控制系统，可以将外围设备的实际运行特点作为基础对PLC正确选择。
对于PLC的选择方面，在进行选择过程中，需要将电厂热工保护系统中需求的输出与输入点数、节点容量、系统功能等相关需求作为基础，使用了欧姆龙公司制造的SYSMAC C200 HG PLC，可以获得电厂热工保护系统的良好改造效果，其中CPU63的每项性能如下：（1）存储器模块。用户存储器传输功能为6.144字-15.2K字；普通DM传输功能为521字、0-3000字；扩展DM传输功能为6.144字。（2）I/O分配模块。其中扩展机架中含有3个机架；I/O单元，单元号为0-9，A-F；特殊I/O单元，单元号为0-9，A-F。（3）指令的执行消耗时间。基本指令消耗时间为0.156
s；MOV（21）的消耗时间为0.625
s[3]；ADD（30）消耗时间为16.65
s；I/O刷新时间为0.7ms。其中通讯方式采用了RS232端口，还具备时钟功能。
二、PLC在电厂热工保护系统改造过程中应遵循原则
第一，使用PLC改造电厂热工保护系统过程中，可以不改造控制逻辑，因为其目前完善同时运行正常，基于机柜、电缆、电磁阀、现场测量点基础上，不对其进行改造与变动，可以使用现代经常采用的继电器式控制装置，也可以将其称作先进的计算机控制装置。这样可以达成以下目标：如果运行过程中逻辑系统中任意部件发生故障，都不会对强制性锅炉与汽轮机跳闸形成影响。为了进行有效的在线监视，可以在系统中增加与DCS的通讯接口。系统运行过程中可以实现自检功能。系统中还可以增加在线实验功能。第二，设计方案的主要目标就是使产品更加可靠与稳定，从而确保发电机组运行过程具备较强经济性与安全性，从根本上提升热工保护系统的控制效果，达成减员的目的。随着我国通信技术、信息技术等科学技术水平的快速提升，PLC作为全新的工业控制系统应运而生，其主要优势为可靠性较强、硬件配置更加灵活、编程组态更加便利等，从而被广泛应用在工业控制领域。本文的设计思路就是将PLC结合上位机的方式，也是电厂热工保护系统的新方式，通过利用PLC与计算机通讯等相关技术，对多个输出、输入信号形成动态实时监控，还可以对联锁试验提供保护、对动作记录形成保护、打印报表与显示输入输出信号的实时状态等。
三、PLC在电厂热工保护系统改造中的应用
第一，使用PLC改造电厂热工保护系统之后，热工保护系统中的主要构成部分会包含上位计算机、PLC控制器，通讯功能主要是利用RS232电缆完成。C200 hGPLC控制配置中，主要包括拓展架与CPU机架，对于CPU部分主要包含I/O单元、电源单元、C200hG CPU、CPU底板四个部分。第二，利用PLC对电厂人格弄保护系统进行改造的过程中，上位机与PLC会完成串行通讯。上位机会利用PLC接收发送过来的开启与停止信号，使用梯形图编辑逻辑回路完成相关输出点的控制，最后可以对外部装置与设备进行有效控制。在二者之间信号传递的过程中，主要采用了串行的通讯格式。
四、使用PLC改造后热工保护系统的优势
第一，使改造之后的热工保护系统更加可靠、简单，可以使组件式插接安装与维修工作更加便利，提升扩充I/O模件卡件式设计的灵活性、便利性。第二，使用PLC过程中，会采用梯形图作为PLC的组态编程方式，可以加强修改、监视、组态运行过程的监理性。与此同时，还可以充分实现在线编辑与保护联锁功能，使热工保护系统运行过程更加可靠与稳定。第三，改造后的系统可以对输入信号状态形成全面记录，自动确认恢复时间与动作，从而使事故分析更加精确与客观。第四，经过PLC改造之后，电厂辅网设备热工保护系统会转换成双电源供电形式，使系统运行过程的连续性与稳定性获得保障。第五，将PLC应用在辅网热工保护系统改造之后，可以进一步加强热工保护系统的技术水平，减少热工工作人员的维护工作量。另外还可以获得很高的拓展性与可靠性，使结构更加合理，从而充分满足热工保护的多方面需求。第六，电厂热工保护系统经过PLC改造后，会以上位机的形式进行监控，确保保护联锁可以高效完成保护联锁实验记录、状态监视等多种功能。
结语：在电厂辅网系统的运行过程中，通过使用PLC对热工保护系统进行改造，可以进一步加强热工保护系统的运行稳定性与可靠性。通过采用本文叙述可以了解到PLC的特点，将PLC应用在辅网热工保护系统改造中的优势等，也可以看出电厂热工保护系统改造的重要价值。相信在相关企业的持续努力下，PLC可以被更加高效的应用，从而使我国电力系统获得更加稳定、高效的运行。
参考文献：
[1]李岩.提高600MW机组汽轮机危急跳闸系统（ETS）可靠性的若干举措[J].电工文摘，2016（01）：27-29+34.
[2]高静亮，刘蓉蓉.660MW超临界机组热工保护误动分析[J].科技展望，2016，26（23）：128.
[3]陈磊.提高热工保护信号的可靠性[J].科技创新与应用，2018（15）：113-114.
论文作者:程社利
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/14
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