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在微機保護中的應用進行探討，旨在提供一定的參考借鑒。

關鍵詞：可編程控制器 PLC 微機保護 應用

一、微機保護裝置簡介

在計算機信息科學技術不斷發(fā)展的背景之下，當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雜的功能需要依托更高質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，此平臺的硬件結構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.軟件設計

PLC的運行控制邏輯起始于控制目標元器件工作狀態(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。如果電壓測量結果與電動機工況不符合以上情況，則應對軟件設計進行調(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)結構如圖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）編程語言設定。PLC上位機運用標準語言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。控制人員通過調(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。控制執(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等措施，使PLC具有的抗干擾能力大大提升。所以，將PLC應用于微機保護之中，會全面提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。

四、結語

綜上所述，隨著科學技術水平的不斷提升，微機保護裝置呈現(xiàn)出了自動化、智能化的整體特點，關于可編程控制器的研究與應用逐漸深入與成熟，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：

[1]陳皓，汪波，黃洲.微機保護裝置硬件結構[J].電力自動化設備，2010，（02）：32-36.

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