摘要：随着经济的高速发展，对供电的需求越来越大，电力系统的稳定运行对供电用户产生重要影响。尤其是煤矿企业用户，如果供电系统出现故障，将对煤矿产生严重影响，轻则造成矿井停产，重则可能引起瓦斯超限甚至爆炸事故。电气设备误操作是供电系统安全运行的一大隐患，一旦发生电气设备误操作，直接威胁设备安全，降低设备寿命，使电力系统发生越级跳闸事故、危及人身安全，烧坏设备甚至引发火灾。为此，本文研究了基于PLC在电气防误操作系统控制与功能应用。
关键词：PLC；电气防误操作；功能应用
1基于专业角度对PLC涵义及电气系统作用的阐述
对于PLC而言，是可编辑控制器，在诸多行业中发挥优势，应用广泛。具体讲，PLC以电子计算机为控制手段，可控性强，抗干扰能力突出。依托现代科技，能够借助计算机技术，进行相关指令的调整与修改，强化控制器操控能力的增强。同时，在科技的引领下，PLC处于不断创新发展中，自身体积不断缩小，功能呈现多样性。立足PLC设备，电气系统是重要设备，对维护系统运行意义重大。PLC的运行是在诸多类型部件相互作用下实现的，而电气系统发挥合力控制作用，维护整个设备的稳定运行，达到自我调控与管理的目标。基于此，电气系统是PLC设备实现正常使用的基础，一旦出现故障，PLC无法实现可靠运行，势必对生产生活造成阻碍。
2分析PLC在电气控制应用的优点
第一，体积小、重量轻。超小型的PLC其底部尺寸小于100mm，重量小于150g，由于PLC体积小的特点，发热量低功耗仅为数瓦（W）。第二，实用性更强。PLC除了具备基本的逻辑处理功能，还具有一定的数据运算能力，适用于各种规模的电气控制场合。PLC除了能够应用于模拟电气控制系统外，还可应用到电气数字控制系统，兼容性更高。随着对PLC的研发和应用，其功能也要越来越丰富，能够实现温度、位置控制，以及对CNC多个领域进行控制。第三，抗干扰能力强。由于PLC采用大规模集成电路技术制作而成，其内部电路采取了先进的抗干扰处理工艺，具有相当不错的稳定性。PLC还能自动检测硬件故障，检测到故障并及时发出警报。PLC软件层面，使用者可根据需要在外围器件编写故障自诊断程序，使PLC在软件和硬件层面具有良好的自我保护功能。
3对PLC技术在电气控制中的问题阐述
3.1经常性控制出错
通常经常性控制出错主要是由以下几种原因造成的：首先，若是现场的电动阀、电磁开关等设备在打开时没有彻底闭合的话，那么就会对现场数据的收集以及传输产生一定的影响，从而使PLC系统不能接收到准确、完整的信息。其次，由于受到自然因素、线路老化以及机械拉扯等因素的影响，输送信号线在一定程度上会发生故障，从而导致经常性控制出错问题的产生。最后，现场的机械开关以及变送器等经常会因为接触不良而出现故障，而这就使得现场的信号无法把数据有效存储起来，同时，也不能把相关的数据准确输入到PLC控制系统中，会对数据的采集工作、处理工作以及传输工作产生不良影响，从而使PLC控制系统无法进行精确的信息查询、及时的数据传输以及高效的决策分析。
3.2执行动作出错
执行动作出错也是PLC技术在电气控制应用中常出现的一种问题，其会使得PLC系统的指令得不到有效执行。造成这一问题的原因主要就是控制负载的接触器出现了故障或者是相关接触器的紧密度不够。而这也就使得PLC系统发出的指令不能准确、完整的传送到执行端，从而使得控制系统无法根据指令工作。同时，执行动作出错还会受到机械开关、电动阀自身故障或者是机械开关接触不良、电动阀松动等因素的影响。
4电磁锁和电磁锁与电脑钥匙结合系统及PLC在电气防误操作系统控制基本原理
（1）电磁锁：采用间吸式原理，在有电压时，指示灯亮，按下行程开关按钮，串联的线圈通电，锁栓释放，磁锁即可开锁。（2）电磁锁与电脑钥匙结合的系统基本原理：通过安装在电脑的防误操作系统，先模拟操作一遍，把操作程序下达到电脑钥匙，操作人员通过电脑钥匙打开相应的电磁锁。（3）PLC在电气防误操作系统控制基本原理：由监控主机和多个PLC可编程序控制器组成的分布式监控系统，PLC安装在现场，实时采集各种开关量，如断路器开关的分合状态，临时接地线位置，接地开关的分合状态等信息。监控主机和PLC可编程序控制器通过RS485通信网络进行数据传输，监控主机采集到各种信息后，由电气防误操作系统进行分析判断，如有异常情况及时发出告警信号。正常工作时由电气防误操作系统按防误规则生成操作票，同时向PLC可编程序控制发出指令，按操作票中的程序进行操作。
5电气防误操作系统中相关的功能
5.1防误操作功能
智能变电站基本架构分为站控层、间隔层和过程层三层。站控层设备包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、报警及信息交互功能；间隔层包括继电保护装置、故障录波、测控装置、计量装置等；过程层包括一次设备、智能终端、合并单元等。按照防误系统所在的设备层级划分，智能变电站防误系统分为站控层防误、间隔层防误、过程层防误三层。图1所示为智能变电站典型的“三层两网”框架结构，即站控层、间隔层和过程层，以及站控层网络和过程层网络。监控机通过测控装置下达遥控指令至一次设备的智能终端，实现遥控操作，该过程中需经三层防误校验。下面逐一分析：1）站控层防误，监控一体化防误系统采用监控和防误软件一体化设计，监控画面与防误画面可切换，两者之间自动实现数据交互。每个间隔均设置了“站控层防误投退”光字牌，可独立投退本间隔站控层防误。2）间隔层防误，通过测控装置及智能终端实现防误功能。防误闭锁逻辑存储在测控装置，测控装置实时采集（直接采集或网络共享）相关一次设备的位置状态信息后，实时判断操作指令是否符合防误逻辑，并将判断结果下发至智能终端，如果正确，则开放智能终端电气操作回路；否则，则闭锁操作回路。通过测控装置“解锁软压板”或“解锁硬压板”或智能控制柜的“解锁把手”投退本间隔层防误，三者只投入其一即退出间隔层防误。3）过程层防误，指安装在过程层设备的传统防误装置，包括电气闭锁回路、机械闭锁、电磁锁、机械编码锁、电气编码锁等。根据一次电气设备的类型，过程层采用的防误型式有所区别。例如，GIS设备通常采用电气闭锁或电气编码锁，开关柜设备一般则采用机械闭锁、编码锁或电磁锁。其中机械编码锁、电气编码锁一般通过电脑钥匙进行管理。运维人员可通过汇控柜的“电气解锁把手”退出本间隔过程层防误。
5.2远程监控功能
PLC电气控制系统在远程监控系统中的应用，极大减少了费用消耗。随着科技迅速发展，PLC电气控制系统的智能优势越加凸显，为了实现实时监控时能够使通讯数据双向传输，应将PLC电气控制系统与远程变频连接，由CPU采集数据信息后，由其将处理信息再发送出去，形成智能化的反馈系统。现场的实时监控对总线监控技术具有一定针对性，可使PLC电气控制系统直观化，能够应用于不同的远程监控领域。
6结束语
总而言之，随着我国科学技术飞速发展，新技术不断涌现。如光纤通讯，量子通讯技术，人工智能等。电气防误操作系统也不断更新，向小型化、智能化、网络化方向发展。电气防误操作系统所用的铠装电缆大为减少，取得更好的经济效益和社会效益。
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论文作者:赵睿 吴勇 郭伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：电气论文; 设备论文; 控制系统论文; 操作论文; 系统论文; 间隔论文; 功能论文; 《电力设备》2019年第3期论文;