嘉兴市西门子PLC代理商

做好供配电工作，对于保证企业生产和社会生活的正常进行和实现整个国民经济的现代化具有十分重要的意义。在当今的电力系统中对供配电系统自动化程度要求越来越高，特别是现在供配电系统联网规模越来越大，基于传统的继电器控制存在多种弊端，在供配电系统中引入PLC等基于微电子技术、软件技术、网络技术的控制系统势在必行。这样的控制系统可靠性高，易于安装维护，节能，占用空间少，动作迅速。

一，供配电系统中PLC技术简介

（一）PLC及其网络被公认为现代工业自动化三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。它是以单片机为核心，专门用于工业过程自动化控制的新型电脑器件。当今的电力系统中传统的机械触点继电器显然已不能满足变电站自动化对继电保护装置的要求。因此PLC技术就在供配电系统中得到了宠爱。

（二）常用的SIMATIC S7-300系列

SIMATIC S7系列PLC是德国西门子公司在 S5 系列 PLC 基础上于 1995 年陆续推出的性能价格比较高的 PLC 系统。其中S7-300由于其系统的优良特性，近年来，被广泛应用于专用电力自动化、机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、电器制造工业及相关产业等诸多领域。

S7-300提供了多种性能递增的 CPU 和丰富的且带有许多方便功能的 I/O 扩展模块，各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块，而且当控制任务增加并且愈加复杂时，可随时附加模块对 PLC 进行扩展，系统扩展灵活。其主要功能

(1) 高速的指令处理。0.1～0.6 μs 的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
① 浮点数运算：用此功能可以有效地实现更为复杂的算术运算。

② 方便用户的参数赋值：一个带标准用户接口的软件工具可以给所有模块进行参数赋值。

(2) 人机界面(HMI)。方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内，因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC 人机界面(HMI)从 S7-300 中取得数据，S7-300 按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统是自动地处理数据传送的。

(3) 诊断功能。CPU 的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件(例如超时、模块更换等)。

(4) 口令保护。多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。S7-300 的操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

二，PLC技术在在供配电系统中的应用

可编程控制器（PLC）是一种新型微电脑式配电控制器。其主要特点是用内部已定义的各种辅助继电器（每个PLC可有多达上千个内部继电器）代替传统的机械触点继电器，又通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接线。正因为这一特点，如果将PLC引入继电保护装置中，一方面可以克服使用传统继电器所带来的种种弊端；另一方面，又可兼容基于传统继电器的设计思想和技术方案，尤其是对于逻辑关系较为复杂的触点信号处理及操作出口控制，采用PLC编程能使方案设计工作变得更加简单方便，下面介绍低频减载和备用电源自动投入的PLC程序设计

多功能继电器组成的功能框图如下图所示。从图中可看出，这基本上与微机保护典型图相同，稍有区别的是，该装置将通常的计算机继电器逻辑电路分解成保护功能继电器组和PLC 2个部分。根据不同保护对象（主变压器差动保护、母线保护、电容器保护、线路保护等），由不同保护功能继电器群组合，使装置分成若干个标准型号，其中所有的单个功能元件均遵循正逻辑法则，在PLC中定义动作节点。例如，一个过电压元件动作，在PLC中就有一个相应的常开节点闭合（0→1），而一个失压元件动作，反映在PLC中也是一个相应的常开节点闭合（0→1）。PLC编程使用的是与传统二次电路图相似的梯形图法，存放程序的EEPROM为外插接式，便于随时修改设计方案。
需要说明的是，PLC中的保护功能继电器F561、F562节点动作值以及时间继电器T1、T2、T3和内部开关KP1，均可通过手持编程器在系统运行时进行整定设置；开关量信号输入节点I2、I3的状态仅取决于装置的信号输入接口与电源小母线之间的连接片是否连通，运行人员只需通过合上相应的连接片就可决定负荷是接入低频基本段还是低频后备段。用PLC内部开关代替外部连接片具有同样效果，采用外部连接片仅仅是为直观起见。

在编制低频减载程序时，传统继电器的动作时间和返回系数概念在梯形图中被理想化了，之所以能这么处理，主要得益于PLC的微电脑属性。PLC中的程序是循环执行的，每2次执行之间的时间间隔（循环周期），由整个装置从采样到滤波到数据处理等各环节的时序配合决定（SEPAM装置为13.3 ms），但程序本身执行1次的时间以微秒计，是完全可以忽略的。显然，如果在梯形图中将继电器节点放在相应线圈的后面，节点动作时间可理想化地认为是零。这一点也是使复杂的低频减载功能得以简单实现的重要因素。

内置PLC的继电保护装置在变电站的设计安装调试过程及随后1a多的运行情况表明：PLC所具有的高度灵活性能为及时解决调试过程中出现的问题提供方案；PLC的运行稳定性和动作准确性高，使继电保护更可靠；PLC编程技术容易掌握，而程序本身与传统的继电保护设计图十分吻合，使设计人员能充分发挥专长；应用PLC的继电保护设备更加标准化，选型和使用方便。

三、结束语

随着全社会对机械自动化程度要求的不断提高，各种智能型的系统设备也不断出现，而电力企业中供配电系统是一切自动化系统设备的基础。因此采用PLC总线的智能型供配电系统，符合未来供配电系统的发展方向！

矿用的自动装置，它采用了旋转编码器作为测距传感器，PLC作为控制核心，绞车房信号控制采用了日本三菱公司的FX2N-80MR先进技术。另外，本体采用了液压马达、三位四通电磁换向阀等液压元件来实现“松轨”（或“抱轨”）的机能工作。 
　　1 自动装置的工作原理 
　　在绞车启动时，绞车房主控PLC（可编程逻辑控制器）对编码器发生脉冲进行计数，PLC根据计数的结果转换为绞车的旋转角度和旋转方向，从而判断出矿车现在的位置和运行方向。 
　　当检测出矿车的位置在某一轨道预定“松轨”点时，主控发出松开轨道指令同时送给该自动装置的液压马达和电磁换向阀的（Y1）电磁铁，从而被其控制的本体开始实现松开轨道动作；当检测矿车的位置运行到该道设定的“抱轨”点时，主控PLC发出抱紧轨道指令送给该装置的液压马达和电磁换向阀（Y2）电磁铁，从而被其控制的本体实现抱紧轨道动作。
　　2 工作过程 
　　矿车下行时，本装置待命，PLC主控接通电源，绞车启动，当矿车运行到PLC内部计数器第一设定值时，发出“松轨”信号，装置液压马达开始启动，同时电磁换向器电磁铁（Y2）得电，于是电磁换向阀向左移动。此时，油液由液压缸右腔流入，左腔流出。那么，活塞杆驱动本体就实现“松轨”动作，从而使本体处于松开轨道状态，矿车放行；当矿车运行到达第二设定值时，发出抱轨信号，液压马达开始启动，同时电磁换向器电磁铁（Y1）得电，（Y2）断电，于是换向阀向右移动。此时，油液由液压缸左腔流入，右腔流出。那么，活塞杆驱动本体就实现“抱轨”动作，使本体处于抱紧轨道状态。 
　　矿车上行时，与下行时恰恰相反。 
　　当矿车运行速度大于或等于115%时(或出现飞车、溜车事故时)，限速继电器瞬时动作。相应地，安全回路中一组限速继电器常闭触点（GSJ2、GSJ1）就会断开，从而切断绞车安全回路，迫使绞车安全制动停车。

3 应用中必须考虑的几个问题 
　　1）绞车传感器、旋转编码器(ASS)安装问题： 
　　编码器：为了检测矿车运行现在距离，故编码器安装在绞车轮上。另外，要求编码器轴安装与传动轴误差不大于0.2mm。 
　　传感器：为检测绞车开动后，旋转编码器是否能够正常投入工作，故需安装绞车传感器。传感器的磁钢也需安装在绞车轮上，传感器前端面与其磁钢平行距离不大于5mm。(见图3所示) 
　　
　　2）液压缸问题： 
　　液压缸利用活塞杆来实现推动，使达到抱轨（或松轨）位置的有效行程（依实际工作情况可定出具体数据）。然后对液压缸正确选型，从而能够实现所需的机能动作。 
　　3）联接问题： 
　　与液压缸的活塞杆的联接方式。（是传递动力能量的关键处，需采用刚性联接或储能联接装置两种形式） 
　　4)定性保护问题： 
　　为保证使本体能够可靠地达到预定（抱紧、松开轨道）位置，需考虑在本体上安置两组限位继电器。另外，考虑到液压系统中油压、油温和油速能够有效的得以控制与保护以及能够实现其功能，液压系统需加安全阀、溢流阀和节流阀等保护元件。 
　　5）需要注意的问题： 
　　检修绞车设备时，本体必须置于闭合状态。即：“抱轨”状态。 
　　矿用自动装置是基于PLC在绞车电控领域中的推广与应用，它结合绞车提升低频电控系统基本实现了自动化控制的目的。使它又一次体现于提升外围设备群中的一种技术改革道路上的创新型的延伸与拓展形态。显而易见，与原先传统的矿用装置（手动操纵式）相比，矿用自动装置的功能更齐全、性能更稳定、安全可靠性更高。