PLC分級(jí)遞階控制在變電站綜合控制中的應(yīng)用

摘  要 本文將PLC分級(jí)遞階控制引入變電站綜合控制中，有效之提高了控制系統(tǒng)之可靠性；同時(shí)引入智能控制技術(shù)，大大減少了變壓器故障，提高了供電質(zhì)量[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    關(guān)鍵詞 PLC分級(jí)遞階控制 變電站 智能技術(shù)

　

　

1引言

  眾所周知變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少之重要環(huán)節(jié)，由于它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配之繁重任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)之安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要之作用[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。但是，現(xiàn)存之許多老式變電站由于存在安全性、可靠性不能適應(yīng)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制等一系列缺點(diǎn)而無(wú)法滿足電力系統(tǒng)現(xiàn)代化之各項(xiàng)要求[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。因此提出一種安全、可靠、能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行、管理水平之變電站綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案已成為一項(xiàng)十分緊迫之任務(wù)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。目前，已經(jīng)實(shí)際運(yùn)行之綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)有：LAS系統(tǒng)、基于CAN/LON網(wǎng)之分散分布式變電站控制系統(tǒng)等，它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中取得了較好之成效，但也存在著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上之各種缺點(diǎn)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。本文在研制智能型有載調(diào)壓變壓器監(jiān)控系統(tǒng)之基礎(chǔ)上，從變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展之大方向(即從集中控制型向分散(層)網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展；從專用設(shè)備向平臺(tái)發(fā)展；從傳統(tǒng)控制向綜合智能方向發(fā)展)出發(fā)，提出了一種新型之變電站綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，可應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有著廣泛之應(yīng)用前景[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    變電站綜合自動(dòng)化括之內(nèi)容很多，它是將變電站之二次設(shè)備(控制信號(hào)、測(cè)量保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)經(jīng)過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)之一種綜合性之自動(dòng)化系統(tǒng)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。以下僅以變壓器有載調(diào)壓監(jiān)控系統(tǒng)為例，說(shuō)明PLC分級(jí)遞階控制這種結(jié)構(gòu)體系在變電站綜合自動(dòng)控制中是有效、可行之[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2PLC分極遞階控制系統(tǒng)之結(jié)構(gòu)

    可編程控制器(PLC)被稱為現(xiàn)代工業(yè)控制之三大支柱(PLC、機(jī)器人和CAD/CAM)之一，具有可靠性高，易于控制，編程使用簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于控制領(lǐng)域，在變電站綜合自動(dòng)控制中也已有應(yīng)用[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。但是PLC在數(shù)據(jù)、信息處理與圖象顯示等方面仍顯不足，還無(wú)法與計(jì)算機(jī)相比，因而未能充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能，一般只是用PLC對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。但近年來(lái)隨著PLC通信網(wǎng)絡(luò)功能之不斷增強(qiáng)，已可以方便之將PLC與計(jì)算機(jī)連接[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快，信息處理方便，顯示性能高之優(yōu)點(diǎn)，將其作為上位機(jī)，行使管理功能，與PLC形成一個(gè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)之分級(jí)遞階控制系統(tǒng)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這樣，PLC就可以執(zhí)行復(fù)雜之控制職能，從而可以對(duì)變電站進(jìn)行 優(yōu)綜合控制[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    分級(jí)遞階控制思想之實(shí)質(zhì)是將一個(gè)大之控制系統(tǒng)按功能或結(jié)構(gòu)進(jìn)行層次分配，將全系統(tǒng)之監(jiān)視和控制功能劃屬于不同之級(jí)別去完成，各級(jí)完成分配給它之功能，并將有關(guān)信息傳遞到上一級(jí)，接受上一級(jí)管理[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。綜合控制功能由 高一級(jí)決策執(zhí)行，各級(jí)之工作相互協(xié)調(diào)，力求整個(gè)控制系統(tǒng)達(dá)到 佳效果[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    分級(jí)遞階控制依據(jù)“層次越高，智能越高，控制精度越低；層次越低，智能越低，控制精度越高”之?dāng)M人之原則進(jìn)行設(shè)計(jì)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。基于PLC之分級(jí)遞階控制系統(tǒng)共分為三級(jí)：組織級(jí)、監(jiān)控/協(xié)調(diào)級(jí)和執(zhí)行級(jí)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

　

　 (1)組織級(jí)(Organization Level)這是整個(gè)系統(tǒng)之 高級(jí)，其智能程度 高，執(zhí)行組織管理決策之智能，對(duì)下進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)控[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。該級(jí)對(duì)上通過(guò)人機(jī)接口與管理人員進(jìn)行友善之人機(jī)對(duì)話，執(zhí)行管理決策之職能[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。對(duì)下監(jiān)視、指導(dǎo)協(xié)調(diào)級(jí)之所有行為[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。其智能程度 高，但精度不高，宜粗不宜細(xì)，以便進(jìn)行宏觀指導(dǎo)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。該級(jí)還可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程和環(huán)境等信息，采用人—機(jī)結(jié)合之方式自動(dòng)或半自動(dòng)之提出合理之控制目標(biāo)或指標(biāo)，形成相應(yīng)之命令或任務(wù)向低層下達(dá)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這部分通常由高功能之計(jì)算機(jī)來(lái)完成[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

        (2)監(jiān)控/協(xié)調(diào)級(jí)(Coordination Level)該級(jí)主要根據(jù)組織級(jí)之命令協(xié)調(diào)下位PLC之運(yùn)行，避免下位PLC發(fā)生沖突，并將下位PLC之信息傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。監(jiān)控/協(xié)調(diào)機(jī)既可以是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)也可以是主PLC或PLC終端，可根據(jù)控制要求進(jìn)行選擇[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

        (3)執(zhí)行級(jí)(Executive Level)這是控制系統(tǒng)之 低級(jí)，執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)控制功能，是自動(dòng)控制系統(tǒng)中控制之關(guān)鍵級(jí)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。該級(jí)智能 低，但可靠性、控制精度和實(shí)時(shí)性要求 高，因而PLC正是 佳選擇[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。同時(shí)，該級(jí)之PLC可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與上位之監(jiān)控協(xié)調(diào)級(jí)連接進(jìn)行實(shí)時(shí)之在線控制和協(xié)調(diào)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)一般采用塌陷結(jié)構(gòu)，使用開(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型之低層協(xié)議，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強(qiáng)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

    上述結(jié)構(gòu)，利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快，信息處理功能強(qiáng)大之優(yōu)勢(shì)，使計(jì)算機(jī)集中管理各控制子系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行綜合處理，給出 優(yōu)解決方案[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。同時(shí)，控制級(jí)計(jì)算機(jī)可以通過(guò)局域網(wǎng)與其它計(jì)算機(jī)相連，既可以實(shí)現(xiàn)資源共享，又可以使不同系統(tǒng)在統(tǒng)一調(diào)度下，協(xié)調(diào)工作，減少資源浪費(fèi)[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。下位PLC或遠(yuǎn)程工作站分散后進(jìn)行連網(wǎng)，這樣，執(zhí)行級(jí)各控制器件就可在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)分散控制，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息傳遞到上位控制機(jī)，使上位機(jī)進(jìn)行集中管理[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。即使下位PLC或遠(yuǎn)程工作站個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障，也不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)之癱瘓，整體性能好，運(yùn)行可靠[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

3PLC分級(jí)遞階控制系統(tǒng)在變電站綜合控制系統(tǒng)中之應(yīng)用

    當(dāng)前，已有變電站將PLC引入控制系統(tǒng)中，但是僅僅利用PLC對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，如對(duì)有載調(diào)壓變壓器分接開(kāi)關(guān)之調(diào)節(jié)，并聯(lián)補(bǔ)償電容器之投切等[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。遠(yuǎn)沒(méi)有充分發(fā)揮PLC之強(qiáng)大功能[陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

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