PLC分級遞階控制在變電站綜合控制中的應用

摘  要 本文將PLC分級遞階控制引入變電站綜合控制中，有效之提高了控制系統之可靠性；同時引入智能控制技術，大大減少了變壓器故障，提高了供電質量[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

    關鍵詞 PLC分級遞階控制 變電站 智能技術��

　

　

1引言��

��  眾所周知變電站是電力系統中不可缺少之重要環節，由于它擔負著電能轉換和電能重新分配之繁重任務，對電網之安全和經濟運行起著重要之作用[陽光電子學校維修專家友情提示]。但是，現存之許多老式變電站由于存在安全性、可靠性不能適應電力系統實時控制等一系列缺點而無法滿足電力系統現代化之各項要求[陽光電子學校維修專家友情提示]。因此提出一種安全、可靠、能提高電力系統運行、管理水平之變電站綜合自動化設計方案已成為一項十分緊迫之任務[陽光電子學校維修專家友情提示]。目前，已經實際運行之綜合自動控制系統有：LAS系統、基于CAN/LON網之分散分布式變電站控制系統等，它們在實際應用中取得了較好之成效，但也存在著技術和經濟上之各種缺點[陽光電子學校維修專家友情提示]。本文在研制智能型有載調壓變壓器監控系統之基礎上，從變電站綜合自動化發展之大方向(即從集中控制型向分散(層)網絡型發展；從專用設備向平臺發展；從傳統控制向綜合智能方向發展)出發，提出了一種新型之變電站綜合自動控制系統結構設計方案，可應用于變電站綜合自動控制系統中，有著廣泛之應用前景[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

    變電站綜合自動化括之內容很多，它是將變電站之二次設備(控制信號、測量保護、自動裝置及遠動裝置等)利用計算機技術、現代通信技術經過功能組合和優化設計，對變電站執行自動監視、控制和協調之一種綜合性之自動化系統[陽光電子學校維修專家友情提示]。以下僅以變壓器有載調壓監控系統為例，說明PLC分級遞階控制這種結構體系在變電站綜合自動控制中是有效、可行之[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

2�玃LC分極遞階控制系統之結構

    可編程控制器(PLC)被稱為現代工業控制之三大支柱(PLC、機器人和CAD/CAM)之一，具有可靠性高，易于控制，編程使用簡單，性價比高，環境適應性強等特點，已被廣泛地應用于控制領域，在變電站綜合自動控制中也已有應用[陽光電子學校維修專家友情提示]。但是PLC在數據、信息處理與圖象顯示等方面仍顯不足，還無法與計算機相比，因而未能充分發揮其強大功能，一般只是用PLC對開關量進行控制[陽光電子學校維修專家友情提示]。但近年來隨著PLC通信網絡功能之不斷增強，已可以方便之將PLC與計算機連接[陽光電子學校維修專家友情提示]。利用計算機運算速度快，信息處理方便，顯示性能高之優點，將其作為上位機，行使管理功能，與PLC形成一個優勢互補之分級遞階控制系統[陽光電子學校維修專家友情提示]。這樣，PLC就可以執行復雜之控制職能，從而可以對變電站進行 優綜合控制[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

    分級遞階控制思想之實質是將一個大之控制系統按功能或結構進行層次分配，將全系統之監視和控制功能劃屬于不同之級別去完成，各級完成分配給它之功能，并將有關信息傳遞到上一級，接受上一級管理[陽光電子學校維修專家友情提示]。綜合控制功能由 高一級決策執行，各級之工作相互協調，力求整個控制系統達到 佳效果[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

    分級遞階控制依據“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”之擬人之原則進行設計[陽光電子學校維修專家友情提示]。基于PLC之分級遞階控制系統共分為三級：組織級、監控/協調級和執行級[陽光電子學校維修專家友情提示]。其系統結構框圖如圖1所示[陽光電子學校維修專家友情提示]。�お�

　

　 (1)組織級(Organization Level)這是整個系統之 高級，其智能程度 高，執行組織管理決策之智能，對下進行指導和監控[陽光電子學校維修專家友情提示]。該級對上通過人機接口與管理人員進行友善之人機對話，執行管理決策之職能[陽光電子學校維修專家友情提示]。對下監視、指導協調級之所有行為[陽光電子學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，以便進行宏觀指導[陽光電子學校維修專家友情提示]。該級還可以根據實際生產過程和環境等信息，采用人—機結合之方式自動或半自動之提出合理之控制目標或指標，形成相應之命令或任務向低層下達[陽光電子學校維修專家友情提示]。這部分通常由高功能之計算機來完成[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

        (2)監控/協調級(Coordination Level)該級主要根據組織級之命令協調下位PLC之運行，避免下位PLC發生沖突，并將下位PLC之信息傳輸到上位計算機[陽光電子學校維修專家友情提示]。監控/協調機既可以是工業控制計算機也可以是主PLC或PLC終端，可根據控制要求進行選擇[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

        (3)執行級(�獷xecutive Level��)這是控制系統之 低級，執行現場控制功能，是自動控制系統中控制之關鍵級[陽光電子學校維修專家友情提示]。該級智能 低，但可靠性、控制精度和實時性要求 高，因而PLC正是 佳選擇[陽光電子學校維修專家友情提示]。同時，該級之PLC可通過現場總線與上位之監控協調級連接進行實時之在線控制和協調[陽光電子學校維修專家友情提示]。現場總線技術一般采用塌陷結構，使用開放系統互連(OSI)參考模型之低層協議，因而結構簡單，實時性強[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

    上述結構，利用計算機運算速度快，信息處理功能強大之優勢，使計算機集中管理各控制子系統，對現場信息進行綜合處理，給出 優解決方案[陽光電子學校維修專家友情提示]。同時，控制級計算機可以通過局域網與其它計算機相連，既可以實現資源共享，又可以使不同系統在統一調度下，協調工作，減少資源浪費[陽光電子學校維修專家友情提示]。下位�玃LC��或遠程工作站分散后進行連網，這樣，執行級各控制器件就可在現場實現分散控制，并通過網絡將信息傳遞到上位控制機，使上位機進行集中管理[陽光電子學校維修專家友情提示]。即使下位PLC或遠程工作站個別設備出現故障，也不會導致整個系統之癱瘓，整體性能好，運行可靠[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

3�玃LC分級遞階控制系統在變電站綜合控制系統中之應用

    當前，已有變電站將PLC引入控制系統中，但是僅僅利用PLC對開關量進行控制，如對有載調壓變壓器分接開關之調節，并聯補償電容器之投切等[陽光電子學校維修專家友情提示]。遠沒有充分發揮PLC之強大功能[陽光電子學校維修專家友情提示]。��

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