农美静
广西新电力投资集团靖西供电有限公司 广西百色市 533800
摘要：PLC技术在当前的电气工程及自其自动化控制方面应用广泛，这得益于它作为一种信息化技术的技术性优势，在促进电气工程项目良性发展过程中，也发挥了PLC技术本身的控制功能性优势。本文中就简单探讨了PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用目的，并加以例证说明。
关键词：PLC技术；水轮发电机组；应用目的；电气工程；自动化控制
PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，它拥有编程存储器、能够根据用户命令来执行某些复杂的逻辑运算，实现串行工作。PLC的数据状态处理能力非常强，可以将结果数据以控制信号形式传送给执行结构并进行循环执行。简而言之，PLC就是拥有较高自动化程度的现代化电气控制系统。在输电站电气工程设备项目及其自动化控制技术要点方面表现突出，为企业生产所深入应用。
一、电气工程及其自动化生产控制中的PLC技术应用目的
PLC技术在电气工程及其自动化生产控制中应用作用大、应用目的明确。就以水电站电气工程设备为例，其水轮发电机组就采用到了自动化控制技术内容，主要通过计算机互联网作为核心基础，应用数字化控制技术内容，同时分析可编程逻辑控制背景下的诸多技术内容，这为水电厂电气工程项目建设走向智能化、自动化道路创造前提基础。目前，水电厂电气工程设备在推动自动化生产控制方面希望实现4点技术应用目的：
第一，保证电能供应质量到位。就社会企业用户与普通用户的用电需求进行分析，它不仅仅要局限于数量层面上，更希望突破原有质量水平实现进一步发展。就水电厂而言，其水轮发电机组电气工程设备在电能供应生产上要求高水平、高质量、基于频率与电压两项重要指标分析有功功率平衡决定内容，特别是电压依靠系统无功功率平衡来展开设备操控。这说明了传统人工手动操作调节不但工作量偏大同时也存在一定风险性，基本无法满足各方对于电能质量的高要求标准。因此采用PLC自动装置能够达到精确调节系统有功及无功出力环节，实现水电厂供电频率及电压的始终稳定是极具必要性的。
第二，保证水电工程工作安全到位。水轮发电机组中所有电气设备都应该合理运用PLC电气自动化控制，结合水电厂生产设备而实现快速启动、数据动态分析，建立事故大数据判断系统，以追求有效防止事故发生与股账面扩大问题可能性。比如说在自动装置控制开关报警设置上就希望解决上述所提出问题。比如说利用自动启用备用设备装置可保证书电厂水电生产过程不被中断。许多水电厂企业将自控装置引入厂内关键生产环节，其更重要的目的还是提升工作安全性，防止因为误操作而导致的人身安全风险。
第三，保证水轮发电机组运行经济性。就水电厂而言，它主要基于水轮机组满负荷工作进行优化，追求达到理想状态。不过该过程中也考虑到水流量机组障碍问题，分析外界因素共同影响，基于理想状态分析PLC电气自动化控制设备变化，分析水电厂生产科学化条件，准确计算水轮发电机组工作状态变化，获得最佳运行组数数据，保证生产过程事半功倍，少用水多生产。
第四，保证提高高水电站的运行效率，这里采用PLC电气自动化能够极大程度降低运行人员数量，减少人力物力，同时降低实际操作人员的劳动强度与工作量，对水电厂发展节约成本，提高经济社会效益都有巨大帮助[1]。
二、电气工程及其自动化生产控制中的PLC技术应用案例分析
（一）T水电厂基本概况
某T水电站投运于1990年，电站共有水轮发电机组10台，总装机容量70000kW。作为传统中小型水轮发电机组，该机组的自动控制系统主要由电磁式继电器组成，接线相对复杂且拥有较高故障率，日常生产运行操作存在不便问题，对机组安全稳定运行存在巨大影响。因此该电站从2010年开始引入PLC控制软件系统，对水轮发电机组进行全面自动化改造。
（二）T水电站水轮发电机组中的PLC系统结构分析
某T水电站水轮发电机组应用PLC控制软件系统，系统在结构组成方面主要涵盖了控制系统本体、集水井排水子系统、低压气子系统以及压力油罐用高压油子系统四大部分。其核心元件主要为西门子公司所生产的S7-200PLC可编程控制系统。系统可支持电气自动化控制过程，通过PLC主动接受系统外部输入信号内容，结合内部逻辑软件处理所有输入信号，执行元件功能内容，满足程序预定，如图1所示。
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图1 T水电厂水轮机组PLC控制系统结构示意图
如图1，该系统的核心部分就是输入和输出分系统。PLC输入系统主要含有模拟量及开关量两种形式，其中输入量可以对水轮机组的变送器、控制开关、压力行程开关、自动元件等等动作节点及自动测量装置进行相应的输入控制。反观输出部分则采用继电器输出模式，它与PLC软件直接在信号回路中接入控制，而PLC还能通过对继电器输出控制来达成对执行元件的实时控制操作要求[2]。
（三）T水电厂中PLC水轮发电机组的自动化系统改造技术要点
T水电厂采用PLC控制水轮发电机组，改造自动化系统，本文中希望对水轮发电机组的PLC电气工程自动化系统进行改造，以下主要分析两点改造技术要点。
为了实现该水电厂水轮发电机组的PLC自动化控制功能，拟对水轮机组进行基于PLC的电气工程自动化改造。下文主要介绍两点。
1控制系统自动化改造
T水电厂希望剔除水轮机组原有水机常规控制回路，取而代之采用PLC系统，主要通过继电器实现对系统的保护与控制，简化系统接线体系，这对系统运维安全的稳定性提升非常有好处。在该过程中，中分考虑到了机组运行过程中可能存在的各种局部测量操作细节问题，主要利用PLC控制系统对自动装置进行关联设置，提高设备系统运行维护稳定性。另外，利用PLC实施远程控制，一方面它追求实现对自动化数据的采集与处理，为水轮发电机组各种输入信号的现场优化创造条件。在配备自动处理异常状态功能过程中也希望保证输入输出信号始终处于稳定状态。另外它配备了自动处理异常状态功能模块，保证所有输入与输出信号稳定到位。一旦发生任何异常事故情况，都依靠机组设备协调安全措施进行有效维护，整体看来设备改造控制水平较高。在实现各种控制功能调整过程中，它主要应用PLC控制软件对水轮机组开停机进行顺控进操作，确保运行过程中调节转换到位，必要时进行工况运行调节转换。
2同期装置自动化改造
针对T水电站中的水轮发电机组进行自动化改造分析，它追求同期装置自动化改造，主要是启动PLC软件，对合闸相角差进行有效预测控制，保证水轮发电机组同期运行对象电压与频率实现有效调节，它主要运用到了PLC与PID两种调节方式，如此可在一定程度上提高并网速度与并网精度。而为有效规避机组电源模块由于长期带电而发热老化，T水电站还为水轮发电机组设置开机装置，确保机组控制系统在机组开机并达到90%额定转速以后，装置才会正式通电。再者还对机组设置了同期电压，确保机组在同期并网50s后就能恢复到断电状态，以保护设备运行安全[3]。
总结：
综上所述，基于PLC技术系统的电气工程自动化控制要点改造优化希望做到深入研究，结合诸如本文所探讨的水电厂水轮发电机组改造工程展开探讨，强化系统整体控制与保护功能，为电气工程的自动化、智能化生产发展创造良好环境条件。
参考文献：
[1]韩冬. PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J]. 科学与信息化, 2019, 000(006):70-71.
[2]赵建荣, 王小敏, 何强,等. PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J]. 通信电源技术, 2020,199(07):234-236.
[3]贺军. PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用研究[J]. 电力系统装备, 2019, 000(016):16-17.