PLC在输电线路自动重合闸控制中的应用

2015-10-26殷兴光

现代电子技术 2015年20期

殷兴光

摘要：为提高三相自动重合闸控制系统的工作效率和工作可靠性，利用PLC软件代替硬件的方法对自动重合闸装置进行改造。在PLC的软件控制中，首次使用上升沿微分指令DIFU和下降沿微分指令DIFD，在控制中指令分别只对信号的上升沿和下降沿有效，保证了控制的精确度，减少了误动作，该两条指令恰当使用也是该文的创新点所在。从实践结果来看，利用PLC构成自动重合闸装置的控制系统运行速度快、故障少、工作稳定，且体积小、成本低，值得在工业领域推广使用。

关键词： PLC；梯形图；自动重合闸控制；输电线路

中图分类号： TN709?34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）20?0140?02

Application of PLC in automatic reclosing control of transmission lines

YIN Xinghuang

（Shaanxi Institute of Technology， Xian 710300， China）

Abstract： To improve the working efficiency and reliability of three?phase automatic reclosing control system， the automatic reclosing device was modified by the method of using PLC software instead of hardware. The DIFU instruction and DIFD instruction are used first in software control of PLC. The control instructions are valid only to the rising edge and falling edge of the signal respectively， which can ensure the control accuracy and reduce the misoperation. The appropriate application of two instructions is the innovation point of this article. The practice results show that the PLC?based control system of automatic reclosing device has fast speed running， less failure， stable operation， small size and low cost. It is worth promoting and using in industrial field.

Keywords： PLC； ladder diagram； automatic reclosing control； transmission line

在电气系统自动控制中，自动重合闸设备应用很普遍。以前的三相自动重合闸装置常采用继电器、接触器硬件的控制方式，由于继电器、接触器元件是有触点元件。运行中会造成触点磨损、失效等现象，使自动重合闸设备工作寿命变短、故障频发，可见传统继电器式自动重合闸装置存在缺点。利用PLC的软硬件构成自动重合闸装置的控制系统，用软件代替硬件的办法可以克服传统控制方式的不足，而且具有可靠、编程简单、便于调试和维护等优点。

1 PLC控制系统设计

1.1 控制过程分析

输电线路三相自动重合闸装置的控制过程示意图如图1所示。正常工作下，自动重合闸装置合闸，电流保持通路。当出现超载等故障时，自动重合闸装置跳闸，经过一定延时故障消除后重新合闸。如果合闸成功，则相应的合闸成功信号灯点亮；如果合闸未成功，并不大于自动重合闸的设定次数，那么继续延时重合闸；若大于重合闸的设定次数，则自动重合闸合闸未成功信号灯点亮。

图1 自动重合闸控制过程示意图

1.2 PLC型号选择与I/O定义

根据实际应用需要，自动重合闸装置的控制器可选择OMRON公司CP1H系列的小型PLC，输入为12点，输出为8点，电源电压AC 100～240 V。PLC的I/O端子定义如表1所示，外部接线如图2所示。PLC的输入端接控制开关K（其接点有K1，K2，K3，K4）、合闸压力闭锁开关SQ1、分闸压力闭锁开关SQ2、断路器辅助接点DL。输出端接断路器合闸接触器HC，加速跳闸接触器1JK，跳闸闭锁接触器2JK。

表1 PLCI/O定义表

图2 自动重合闸控制PLC接线图

2 PLC控制程序设计

根据自动重合闸装置的控制分析和PLC的I/O定义，设计的梯形图如图3所示。断路器合闸时，控制开关K4接通，其触点0.04闭合，断路器辅助触点DL闭合，其常闭触点0.00断开。线路发生故障时，断路器跳闸，辅助触点DL断开，其常闭触点0.00闭合，线圈W200.03得电，其常开触点闭合，定时器TIM0000工作，100.01线圈得电并合闸。如果自动重合闸装置合闸成功，经TIM0001的延时后，其常闭触点TIM0001断开，线圈W200.04失电，其常闭触点W200.04闭合，实现自动重合闸装置自动复位。如果合闸不成功，完成重合闸规定的次数后，由于TIM0001的延时作用，线圈W200.04仍得电，其常闭触点W200.04为断开状态，线圈W200.03断电。在梯形图中使用了3个定时器，1个计数器，1个上升沿微分，1个下降沿微分指令，定时器TIM0000延时时间为1 s，定时器TIM0001延时时间为5 s，定时器TIM0002延时时间为8 s。计数器计数1个，有保持功能。当W200.03，TIM0002，W200.04常闭触点闭合时，这时0.00常开触点闭合可以使计数器CNT0003复位。前沿微分指令DIFU的作用是当前面的条件刚从OFF到ON（上升沿）时使W200.00接通一扫描周期的时间。后沿微分指令DIFD的作用是当前面的条件刚从ON到OFF（下降沿）时使W200.01接通一扫描周期的时间。

图3 自动重合闸控制梯形图

3 实用性

从控制方法上看，采用PLC电气控制要改变控制逻辑只须改变程序，因而很容易改变或增加整个电气系统功能。系统接线简单、体积小、功耗小、成本低。PLC是通过指令实施控制自动重合闸，指令执行时间在微妙级，速度快，效率高，且不会出现触点接触不良等问题。从可靠性和可维护性上看，PLC电气控制寿命长、可靠性高。且PLC还具有自检查功能，能查出自身的故障，为调试和维护提供了方便。

4 结语

本文基于PLC设计了自动重合闸装置系统。该设计方案在硬件上具有安装编程简单、工作可靠等优点；在软件上，不仅满足了自动重合闸装置的控制功能，还应用PLC的定时器等指令实现了使所需延时时间的精确度提高了40%。提高了系统控制能力和可靠性，使系统具有通用性和实用性。

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