孫紅霞

摘要：可編程控制器PLC在微機繼電保護自動化中的應(yīng)用較為普遍，具有編程便捷、易于調(diào)試、對接方便、穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點。就PLC在微機保護中的應(yīng)用進行探討，旨在提供一定的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：可編程控制器 PLC 微機保護 應(yīng)用

一、微機保護裝置簡介

在計算機信息科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，當(dāng)前微機保護進一步實現(xiàn)了遠程監(jiān)控與調(diào)用的功能化提升，提升了電力系統(tǒng)繼電保護功能的即時性與可靠性，為實現(xiàn)實時化、便捷化的電力系統(tǒng)管理創(chuàng)造了條件。隨著電力自動化水平的不斷提升，電源自投換、電動機啟停保護等相對復(fù)雜的功能需要依托更高質(zhì)量的可編程控制器予以實現(xiàn)。使用可編程控制器進行微機保護，通過預(yù)編程進行控制功能邏輯管理，能夠有效提高微機繼電保護的自動化與即時性。

二、可編程控制器在微機保護中的工作原理分析

1.裝置框架

可編程控制器PLC的微機保護功能的實現(xiàn)依托于PLC控制平臺，此平臺的硬件結(jié)構(gòu)由多個不同性能的元器件組成，可實現(xiàn)電動機運行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。PLC平臺控制功能通過程序軟件進行循環(huán)調(diào)用，實現(xiàn)微機系統(tǒng)初始化、運行啟動、定時中斷等具體控制。PLC平臺子模塊循環(huán)順序如圖1所示。

現(xiàn)階段，微機繼電保護裝置中PLC的應(yīng)用，主要是通過PLC硬件模塊化嵌入電動機動作控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了可編程控制器與不同類型微機系統(tǒng)的有效對接，通過人機交互界面鍵入邏輯控制指令數(shù)據(jù)，通過PLC內(nèi)部的信息處理與存儲完成動作指令的傳達。

2.軟件設(shè)計

PLC的運行控制邏輯起始于控制目標(biāo)元器件工作狀態(tài)的檢測，首先對微機保護裝置信息輸入端獲得的微機工作信號進行判定。在微機運轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下，可對微機保護裝置工作狀態(tài)進行檢查，檢查主要測量電動機的工作電壓。如果電動機處于欠壓狀態(tài)，而運行正常，則說明微機保護裝置與電動機系統(tǒng)的對接是可行的。如果電壓測量結(jié)果與電動機工況不符合以上情況，則應(yīng)對軟件設(shè)計進行調(diào)整。

3.實現(xiàn)方案

PLC在微機保護中的控制作用，主要由指令編輯、程序編譯和命令執(zhí)行三部分組成，其中指令編輯和程序編譯通過平臺中的上位機完成，命令執(zhí)行則控制裝置完成，通常PLC命令執(zhí)行控制裝置以模塊化的形式嵌入微機繼電保護系統(tǒng)，實現(xiàn)控制動作的有效執(zhí)行。PLC微機保護整體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其中，PLC系統(tǒng)上位機部分實現(xiàn)的功能主要包含：（1）編程語言設(shè)定。PLC上位機運用標(biāo)準語言IEC61131-3進行編程；（2）中間語言編譯。PLC上位機運用雙向圖分析或有限自動機生成中間語言；（3）人機交互與反編譯?？刂迫藛T通過調(diào)試界面完成指令輸入，PLC上位機實現(xiàn)邏輯代碼反編譯。

PLC系統(tǒng)控制裝置部分實現(xiàn)的功能主要包含：（1）命令解釋執(zhí)行?？刂茍?zhí)行裝置通過“虛擬機”解釋執(zhí)行，模塊化嵌入微機保護裝置系統(tǒng)，功能相對獨立；（2）微機保護控制命令數(shù)據(jù)交換。PLC控制裝置實現(xiàn)指令輸入、輸出和虛擬機數(shù)據(jù)的交換，同時對上述數(shù)據(jù)交換過程進行加密保護；（3）控制指令跟蹤。PLC控制裝置對指令處理下達與控制動作執(zhí)行調(diào)試進行跟蹤反饋。

依托于嵌入式模塊化操作系統(tǒng)，可編程控制器PLC的微機保護控制可能夠與繼電保護系統(tǒng)有機融合，成為整體系統(tǒng)保護控制的子任務(wù)系統(tǒng)，其具體實現(xiàn)功能如下：（1）虛擬機模塊用于解釋執(zhí)行PLC代碼段，即解釋執(zhí)行上位機編譯好并下載到裝置特定位置的中間代碼；（2）算法庫模塊存放算法塊供虛擬機調(diào)用來完成相應(yīng)的功能，并可以擴展；（3）調(diào)試模塊建立通道與上位機通信，接受調(diào)試命令并返回虛擬機狀態(tài)以及內(nèi)部數(shù)據(jù)在調(diào)試終端顯示。

三、可編程控制器PLC在微機保護中應(yīng)用的可行性分析

在以往的微機繼電保護控制中，采用較為普遍的是電磁式繼電器，此類保護裝置保護動作標(biāo)準不同，繼電保護在系統(tǒng)整定與協(xié)調(diào)動作方面存在著明顯的缺陷。同時，傳統(tǒng)時間繼電器在繼電保護過程中存在較為明顯的延時誤差，且誤差波動較大，經(jīng)常出現(xiàn)繼電保護上下極時間銜接問題，從而導(dǎo)致微機系統(tǒng)越級跳閘故障的出現(xiàn)。在微機保護系統(tǒng)中引入PLC能夠有效避免上述問題，同時PLC采用電氣梯形圖語言，操作更為簡單，易于電氣技術(shù)人員熟悉掌握。同時，可編程控制器PLC的功能更為全面，具有計數(shù)、定時、定位、通訊等多種功能，可以滿足微機系統(tǒng)智能化自動化控制要求。另外，PLC在硬件和軟件兩方面分別采用了故障自診斷和自恢復(fù)等措施，使PLC具有的抗干擾能力大大提升。所以，將PLC應(yīng)用于微機保護之中，會全面提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，微機保護裝置呈現(xiàn)出了自動化、智能化的整體特點，關(guān)于可編程控制器的研究與應(yīng)用逐漸深入與成熟，在微機繼電保護系統(tǒng)中引入PLC，能夠通過嵌入式操作實現(xiàn)有效的微機保護，降低電動機運行故障對電力系統(tǒng)的損壞，提高電力使用的可靠性與安全性。

參考文獻：

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