PLC用于电力智能测试系统的设计.doc
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1、PLC用于电力智能测试系统的设计1 引言PLC 广泛应用于工业控制领域,因其具备良好的扩展性和独有内部逻辑的二次编程功能,大大扩展其在工业生产和工业控制领域的应用范围。本文从电力系统智能装置的自动测试系统原理出发,简要介绍自动测试系统结构,详细介绍PLC 在本系统功能和具体应用, 并针对PLC 在电力系统智能装置自动测试系统特殊领域的应用中出现的触点检测的条件、采样数据上送和特殊控制逻辑的要求问题进行讨论, 并给出一般解决办法。实践应用表明,可编程控制器的良好的扩展性和其独有逻辑编程特点有效扩大其应用领域和范围。2 系统基本原理电力系统智能装置一般包括是继电保护装置和测量控制装置。继电保护装置
2、主要功能是保护电力系统的一次设备安全运行,确保电力系统输电系统的安全运行,而测控装置主要负责电力系统开关的控制和电气量的测量, 二者构成完整电力系统二次保护设置。从电力系统智能装置和外部一次设备的发生联系的主要电气量包括:一次设备的模拟量、一次设备的信号开入和继电保护出口三个最主要部分。因此,模拟现场运行环境的电力系统智能装置自动测试系统也必须具备模拟量输出、开关量输入和开出触点的检测功能,但不仅仅限于这三部分的功能的检测,其他还应包括时钟同步等等功能的检测。目前, 电力系统智能装置是属于微机型, 其具备完好信息记录功能,具备和其他外部系统良好的信息交换功能。因此电力系统智能装置的自动测试系统
3、应包括四个最主要的功能:用于模拟故障模拟量输出模块、提供保护装置开人的开入模块、用于检测保护装置动作接点的开出检测模块和装置信息的解析模块。电力系统智能自动检测系统的基本原理:通过专用设备模拟电力系统故障状态模拟量输出,并通过开入模块提供保护装置的开入量, 从而满足保护装置保护动作基本条件,通过解析保护装置的信息和检测保护装置的动作出口触点, 从而完成保护装置的基本功能的检测任务。3 系统组成和各模块基本功能从电力系统智能装置的自动检测系统原理的出发,一个完整的电力系统智能装置的检测系统包括:微机继电保护测试仪、保护装置的开入模块、保护装置的触点检测模块和控制计算机模块。自动检测系统它主要由测
4、试控制计算机、微机继电保护测试仪、可编程控制器、被测智能装置构成。微机继电保护测试仪接受自动测试控制平台发出控制参数及命令类型, 向保护装置输出模拟量, 完成向保护装置输出模拟量完成保护功能的测试, 并及时将测试仪器反馈信息以标准统一格式上报到自动测试控制平台。可编程控制器根据自动测试控制平台发过来的命令, 输出开关量信号, 实现保护装置硬压板的控制和保护开关量输出功能,将基于保护装置继电器开出触点检测输入的采样数据, 上送自动测试控制平台, 为保护动作触点判断提供连续有效开入量采样数据。测试控制计算机是整个控制系统的核心硬件, 它通过网络和系统中其他硬件进行信息交互,控制继电保护测试仪向保护
5、装置输出模拟量,接收保护装置信息解析模块上送的保护动作信息并通过其完成对保护装置的控制, 控制可编程控制器输出保护测试的开入量命令,检验保护装置继电器开出触点动作。微机继电保护测试仪选用北京博电PW30AE, 可编程控制器选用GE 公司的GE-9030,可编程控制器通讯模块使用以太网模块。4 PLC 应用主要问题及解决办法可编程控制器在本系统的任务是完成智能装置的保护出口继电器触点或者遥控触点的检测和智能装置的遥信开入检测,具体到可编程控制器各模块是开入模块负责检测出口继电器触点导通和开出模块负责提供开出完成智能装置的遥信的检测功能。同时为了交换信息的需要,可编程控制器必须配置相对应的通讯模块
6、以满足可编程控制器和上位机信息交换要求。在本系统设计时, 对开入模块的功能有具体的要求,这些要求是和电力系统的智能装置实现的功能是密切相关, 如触点类型和触点的导通时间等, 因此必须分析智能装置的保护出口继电器触点和遥控触点检测的具体要求,并以此为要求进行可编程控制的硬件选择和内部逻辑回路的设计,充分满足本系统对触点检测的特殊要求。可编程控制器的开出模块逻辑回路的设计也必须满足本系统的特殊需要。4.1 继电器出口触点检测特殊要求可编程控制器开入模块负责检测继电保护出口继电器辅助触点的通断情况,并将开入模块数据上送到控制计算机, 并作为控制计算机自动检测成功标准之一。因此可编程控制器开入模块检测
7、功能的强弱决定本系统的可靠性和稳定性。继电保护装置的出口继电器触点包括四类:保持型常开接点、保持型常闭节点、瞬动型常开接点和瞬动型常闭节点。对于保持型出口触点的检测来说,可编程控制器的开入是满足自动检测的需要。而对于瞬动型触点的检测,可编程控制器开入模块检测功能是否满足要求取决于PLC 本身扫描周期T1 和瞬动接通的时间T2两者的关系。考虑到可编程控制器由于扫描方式引起开入延时最长可能达两个扫描周期,如果保护装置的瞬动触点的接通时间T2 大于两倍的扫描周期T1,该触点的状态变化就可以被PLC 开入模块所检测到。瞬动触点的接通时间取决两个因素,一是装置软件内部对瞬动继电器出口延时整定的时间,目前
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