浅谈基于PLC的负荷分配系统
基于plc的校园智能电网系统设计与实现
基于plc的校园智能电网系统设计与实现校园智能电网系统是基于PLC（可编程逻辑控制器）技术的一种智能化电力管理系统。
该系统旨在提高校园电力资源的利用效率和安全性，实现可持续发展。
系统的设计与实现主要包括以下几个方面：
1.系统结构设计：校园智能电网系统采用分布式控制结构，通过PLC作为主控制器，连接各个子系统实现集中控制和管理。
系统包括电力输配系统、电能计量系统、电力负荷管理系统等。
2.电力输配系统设计：系统通过PLC控制电力输配设备，实现对电力的监测、调度和控制。
PLC可以实时监测电力负荷、电压、电流等参数，并根据需求调节输配设备的工作状态，实现电力的合理分配和节能管理。
3.电能计量系统设计：系统通过PLC实现对电能的计量和监测。
PLC可以连接电能计量仪表，实时采集和计算电能使用情况，并将数据传输至后台管理系统，供相关部门进行统计分析和决策。
4.电力负荷管理系统设计：系统通过PLC实现对校园电力负荷的监测和管理。
PLC可以根据电力负荷的变化，自动调节输配设备的运行状态，确保电力供应的稳定性和安全性。
同时，系统还可以通过智能化算法对负荷进行预测和优化，进一步提高能源利用效率。
5.安全性设计：系统采用多层次的安全措施，保障电网系统的安全运行。
PLC可以实现对电力设备的实时监测和故障诊断，并及时发出警报，防止事故的发生。
此外，系统还可以设置权限管理和密码保
护，确保只有授权人员能够对系统进行操作。
通过以上设计和实现，基于PLC的校园智能电网系统可以实现对电力资源的智能化管理和优化利用，提高校园电力供应的质量和效率。
同时，系统的安全性设计也能保障电网的稳定运行。
基于PLC的供配电监控系统设计分析
基于 PLC的供配电监控系统设计分析摘要：在变电站中，通过应用配电监控系统，可有效监控各项用电设备，并完成相应的管理工作，具有较强的集中性和统一性。
因此，可将该系统功能定义为大脑。
近年来，科学技术发展进一步推动了变电站的功能优化，这也对配供配电系统提出了更高的要求，强调供配电系统应保障自身可靠性。
本文以供配电监控系统作为重点，通过合理应用PLC技术，实现系统设计，以供参考。
关键词：PLC；供配电监控系统；系统设计引言：市场经济发展推动了高新技术的研究工作，通过有机结合计算机技术，合理利用信息、供配电系统，供配电监控系统应运而生。
但是与发达国家相比，我国在供配电技术方面相对较为落后，正处于起步状态，因此强调行业应加大对该系统的研究力度，明确该系统建设薄弱点，并借助PLC技术采取有效措施，切实落实相应的系统设计工作，促进我国电力事业稳步开展，提升供配电可靠性。
1.PLC控制系统与供配电监控系统概述1.1PLC控制系统该系统也被称为编程逻辑控制器，以内部储存程序作为前提，借助有效逻辑运算，并提出相应的操作指令，经数字模拟式形式，完成各项输入、输出工作，进而实现机器控制。
该系统最早提出应用于美国，可实现替代继电器，具有较高的应用优势。
近年来，结合科学技术发展，在完成开关量处理工作的前提下，通过添加各项新功能，PLC技术得到进一步发展，通过将其与供配电系统进行有机结合，可进一步完善相应的监控工作，确保变电站运行可靠性[1]。
1.2供配电监控系统该系统与现代信息通信、互联网技术密切相关，具有较高的现代化特点。
通过将其应用在变电站中，可辅助工作人员完成各项工作，在提高系统运行水平方面优势显著，能够有效改善以往存在的监控不足问题，有利于减轻工作人员工作压力，提高工作便捷度。
同时，通过筛选市场中高抗干扰能力的设备，并将其应用在监控系统中，结合相应的电力仪表、软件组态使用，可进一步优化系统监控水平，促进设备管理工作现代化发展。
基于PLC网络的分布式监控系统及其在电力系统中的应用_郭宗仁
文章编号:1000-2243(2002)02-0212-05基于PLC 网络的分布式监控系统及其在电力系统中的应用郭宗仁,王志凯,佘占兴,李琰(福州大学电气工程系,福建福州 350002)摘要:针对某些远程监控系统中存在的可靠性、控制质量问题,提出了基于PLC 网络的分布式监控系统的设计思想和方法.实验表明,该方法是行之有效的,具有在电力系统中应用推广的价值.关键词:PLC 网络;分布式监控系统;现场总线;电力系统中图分类号:TP273文献标识码:AA distributed monitoring system based on PLC network and itsapplication in electric power systemGUO Zong -ren ,WANG Zhi -kai ,SHE Zhan -xing ,LI Yan(Department of Electrical En gineering ,Fuzhou University ,Fuzhou ,Fujian 350002,China )A bstract :The paper puts for ward a designing method of distributed monitoring system based on PLC net -wor k oriented to the control quality and r eliability .The experimentation shows that this method has highpractical value .Keywords :PLC network ;distributed monitor system ;field bus ;electric po wer syste m随着电力系统发展规模的扩大、分布的地域越来越广,分布式电力监控系统得到了日益广泛的应用.具有遥测、遥信、遥控、遥调和遥视五项功能的远程监控系统可以提高整个系统的自动化程度,特别是在易发事故的场合,有效防止因实时性差而丧失时机酿成的重大事故[1].但目前某些监控系统的可靠性、控制质量还未达到令人满意的地步.例如:国内的无人值守变电站还未实现真正意义上的无人值守,只是“无人值班,少人值守”.因此,有必要对现有监控系统进行改造,提高系统的可靠性和控制质量.本文在文献[2]的基础上提出了采用现代通信网络技术将计算机与PLC 有机结合的模式(即PLC 网络),构成新型的监控系统的设计方法.1 基于PLC 网络的监控系统的基本结构按照功能,基于PLC 网络的监控系统大体可以分为4个子系统,如图1所示.图1 基于PLC 网络的监控系统结构图Fig .1 Structure block diagram of monitor system based on PLC net work1)控制现场子系统.控制现场子系统主要是由PLC 、远程I /O 单元、保护单元、传感器、变送器和执行装置等构成的,主要任务是采集现场信息和执行上级下达的控制命令,完成对现场控制对象的实时控制和调节.传感器将现场的模拟信号、数字信号、开关量信号采集后经现场和计算机处理后通过电缆、光收稿日期:2001-07-19作者简介:郭宗仁(1944-),男,副教授.第30卷第2期福州大学学报(自然科学版)Vol .30No .22002年4月Journal of Fuzhou University (Natural Science )Apr .2002缆或综合通信网传送子系统发往主控端;保护单元是反映线路或元件故障并跳闸的单元,要求功能相对独立;PLC 接受主控端发来的指令,由PLC 输出控制信号,对控制对象进行遥控、遥调.值得一提的是,基于PLC 通信网络技术的监控系统可以采用目前国际上已广泛使用的现场控制总线技术,其优点是:①有利于彻底地分布式控制,提高系统的可靠性;②可以大大减少隔离器件、端子和端子柜、I /O 终端器件的数量,还可以节省安装空间和面积;③组态简单、灵活,安装、运行、维护方便;④节省维护费用;⑤具有互换性,用户可以自由选择不同厂家的产品,有利于达到最佳的系统配置.2)信息传输子系统.对于PLC 监控系统,现场端和主控端相距有远有近,要根据系统各自的特点,采取不同的通信设备和手段,进行数据通信.对于电力系统,它的通信方式也是多种多样的,有电力线载波通信、音频电缆通信、微波通信、光纤通信、无线扩频通信和综合通信网等.对于一个地区电网而言,对于通信带宽和可靠性的要求各不相同,因此,通信方式不可能是单一的一种形式,综合通信网可以发挥各种通信方式的优点,将现场端的数据和信息传送到主控端.3)信息处理与控制子系统.在主控端采集了经通信传输子系统传送过来的数据信息、状态信息和视频信号信息.经主控端的计算机加工处理后,再通过人机联系子系统以声、电、光、图象的形式报告主控端的工作人员.在必要时,可进行人工干预,接受人的操作命令,或者也可以通过信息通信网再将信息送至更高一层的领导决策人.以便控制和调节.4)人机联系子系统.通过模拟屏、屏幕显示器、打印输出、报警系统等为值班人员提供完整的实时运行的状态信息.通过分析,确认系统所处状态.如果系统当前状态不能满足要求,或可靠性不能得到保障,或经济性能指数不佳,这时工作人员可对系统进行某些调整,以保证系统安全、经济、稳定地运行.2 系统的主要特点PLC 的工作可靠性较高,对恶劣现场环境的适应能力较强,但对于一个复杂的控制任务仅靠扩大机型来解决会十分困难,原因是:①单台PLC 的I /O 点数、内存容量是有限的;②目前市场上的PLC 产品在软件开发能力、数据处理、图形显示能力等方面都不如微机.事实证明,以PLC 网络实现微机和PLC 优势互补的想法是可行的,它可以有效地改造传统的基于微机的远程监控系统.改造后的系统有以下特点:1)采用通信网络技术将计算机与PLC 有机结合的PLC 网络[3],可以部分或全部替代传统的基于微机的RTU 功能.RTU (Remote Terminal Unit )是远方终端装置,远程监控系统的遥测、遥信、遥控功能,都需要RTU 来实现.90年代后的现代RTU 多由一台或多台微机构成,用于遥信变位传送、遥测变化率的监视、事故追忆、时间顺序记录(SOE )、通道监视和切换等等.显然,采用PLC 网络要比单纯由微机构成RTU 要可靠得多.信息处理、图象显示功能可以由微机完成,控制执行功能主要由PLC 来完成,这样微机和PLC 可以实现优势互补、取长补短、分工合作以达到取代或部分取代RTU 的功能.2)采用现场总线和光纤通信技术保证了信息可靠、安全、快速地传输.建立工作稳定可靠、性能价格比适中的通信网是远程监控系统的重要组成部分.在当今的各种通信模式中,光纤通信以其工作稳定、传输速率高、抗干扰能力强、低能耗、安装方便、价格适中而受到人们的重视.在远程监控系统中,远程端与主控端的传输可采用单环光纤网或双环光纤网[3],通过通信机或FIT (工厂智能终端)直接进行信息传输,方便灵活地设定数据传送的开始、停止和间隔.此外,还可以实现对同一子系统中的PLC 进行在线编程和监控.传输距离可达10km .若为降低建网造价,采用同轴电缆,这样传输距离也可达到1km 以上.在电力生产现场,现场总线的采用更是为数据和信息的安全、可靠快速的传输提供了保证.3)可以实现多级递阶的控制和管理.随着自动化程度的提高,对于分布在若干地点上的控制对象采用完全集中式的监视和控制,从信息工程的角度上看,是不合理的.它需要建立庞大的信息采集与监控系统、耗资巨大,同时这种全系统监控方式,对主要设备的可靠性要求也高,一旦发生故障,将会殃及整个系统.随着人工智能技术、自动化技术的发展,特别是通信和计算机技术的发展,采用分级递阶分布式监控系统[4]已引起了专家们的极大兴趣和重视,并在实际工程中获得了成功的应用[5].而将PLC 的通信网络技术应用于监控系统,则是将理论变为现实最有效、最方便的途径之一[6].它可以使硬件结构简化,互·213·第2期郭宗仁等:基于PLC 网络的分布式监控系统及其在电力系统中的应用换性和通用性提高,维护方便,同时还缩短了软件编程的周期,系统的检测、调试和故障处理更加简单.4)增强抗干扰能力,使系统工作更加稳定可靠.电气和电子设备在运行过程中,都会产生电磁能,并通过传导与辐射对敏感设备如微机产生干扰.干扰通常是通过耦合通道进入的.干扰源、耦合通道和敏感回路是电磁干扰的三大要素,PLC 从硬件到软件,从设计到制造都考虑到抗干扰的问题,采用了各种措施[3]切断或阻塞了干扰源.因此基于PLC 网络的监控系统比基于微机的系统的监控系统,更适合于强电磁干扰的电力生产现场.3 关键技术及其解决方法3.1 分级递阶的控制思想图2 PLC 分级递阶智能控制功能结构图Fig .2 Functional structure diagram of PLC hierarchical intelligent control 现代智能分级控制的实质是将一个大的控制系统按功能或结构进行层次分配,将全系统的监视和控制功能分属于不同的级别去完成.各级完成分配给它的功能,并将有关信息报上一级,接受上一级管理.综合控制功能由最高一级决策执行,各级的工作相互协调,力求整个控制系统达到最佳效果.为适应电力系统监控系统网络化和智能化发展趋势的要求,提出用PLC 通信网络技术进行分布式递阶控制系统的设计无疑是为网络化和智能化物理实现的基础.所谓分级递阶控制的设计思想是指:“各级遵循层次越高,智能越高,控制精度越低;反之,层次越低,智能越低,控制精度越高”的拟人的设计原则.PLC分级递阶智能控制的功能结构如图2所示.由图2可知,该系统是一种实用、可靠、新型的工业控制系统,它可以按照实际的需求,对系统的规模大小,近程和远程进行选择[3].该系统之所以实用可靠,原因是在设计时它可以针对计算机和PLC 各自的特点,进行层次的分配,而这种分配又能完全满足“控制精度随智能提高而降低”的设计原则.其次,这种结构完全可以用业已被许多实践证明是成功的PLC 网络所实现.例如德国西门子公司为适应市场运行需要已设计出全套的全集成自动化系统的产品,用户只需要按照实际需要进行最优化的配置即可.该系统可以分为三级:1)最高级为组织级(Organization Level ).该级对上通过人机接口与管理人员进行友善的人机对话,执行管理决策的职能.对下监视、指导协调级和执行级的所有行为.其智能程度最高,但精度不高,宜粗不宜细,以便进行宏观指导.2)中间级为监控/协调级(Coordination Level ).该级的功能是完成组织级下达的任务或命令,保证和维持执行级中各控制器的正常运行.3)最低级为执行级(E xecutive Level ).该级负责产生直接的控制信号,通过执行机构(如电机、电磁阀等)作用于被控对象.其智能程度最低,但工作精度最高.对于电力系统而言,最高级可以是的监控管理级(D MS 、SC ADA 、E MS ),中间一级可以是站控级,最低一级则为现场级.3.2 现场总线的应用在电力远程监控系统的生产现场中,许多自动化装置和设备,例如:传感器、变送器、调节器、执行器等都是通过信号电缆相连的.由于电力生产规模的扩大,这些现场设备分布较广,例如变电站与变电站相距较远,电缆的用量和铺设费用都十分昂贵.这样,为今后的技术改造、系统扩展以及日常维护带来不便.此外在计算机数据传输领域内,长期以来使用的RS -232和CCI TTV .24通信标准是一种低数据传输速率和点对点的传输标准,无力支持更高层次的计算机、PLC 之间的功能操作.因此采用价格较低、可靠·214·福州大学学报(自然科学版)第30卷性高的现场总线(Field Bus ,FB )是目前最好的一种选择[7].由于它是开放式的标准的总线系统,可以十分方便地将分散的设备连接起来,因此可以较彻底地解决上述分布式控制系统中存在的问题.1)用数字化通信取代4～20m A (传送模拟信号)或24VCD (传送开关量信号)信号的传输.2)集现场设备的远程控制、参数化及故障诊断信息为一体,改变了传统设备信息集成能力不强的弱点.传统的系统控制器与现场的设备之间靠的是I /O 连线的连接,传送4～20m A 模拟信号或24VDC 等开关信号,这样控制器获取的信息量是有限的.大量的数据,如设备工作状态、参数与故障的相关信息都收集不全,信息集成能力不强,不能满足高度自动化和智能化的需求,采用FB 技术后,现场的装置、设备和控制器之间的连接是一对一的,所谓I /O 接线即一个I /O 点对设备的一个测控点.这样就可以用一条通信电缆将控制器与带有通信口的现场设备连接起来,使用数字化通信完成低层设备通信及控制的要求即集现场设备的远程控制、参数化及故障诊断信息的一体化.3)为现场设备智能化提供了物理实现的基础.采用FB 技术后,要求现场设备是带有串行通信口的智能化设备,因此以微处理器为基础的现场设备由此而诞生,促使现场设备向智能化方向发展.4)现场总线是计算机网络通信向现场级的延伸.传统的系统由于信息集成能力不强,难以实现设备之间、系统之间以及与外界之间的信息交换,使信息成为所谓的“信息孤岛”,严重影响了电力系统综合自动化的实现.而采用FB 后就可以使系统具有全局的控制功能,即使在远程的现场设备也可以直接加入整个远程监控系统,使主控、厂站端的信息沟通一直覆盖延伸至生产的第一线.3.3 数据通信远程监控系统主要涉及当前已广泛使用的各种通信系统和PLC 网络通信这两部分.限于篇幅,将重点介绍PLC 的网络通信.光纤通信可参见文献[1]及相关的计算机通信文献资料.在众多的网络产品中,西门子工业通信网(SIMATIC NE T )应用于工业生产中是比较成熟和完善可靠的,可以将它应用于远程监控系统中的远程端.该系统主要包括有:工业以太网(Industrial Ethernet ),PROFIBUS 及AS 接口(actuator -sensor inter face )它们都是属于开放式的通信网,其中PR OFIBUS 和AS 接口可适用于电力系统的变电站.PROFIBUS 定义了各种数据设备连接的串行现场总线的技术和功能特性,这些数据设备可以分布在从现场执行级到监控协调级.PROFIBUS 连接系统由主站和从站组成.作为主站的计算机或PLC 能够控制总线,从站为现场设备,例如:传感器、执行器及变送器.它们没有总线控制权,只能传送数据信息或当主站发出请求信号时回送给该主站所需的信息.因此,从站只需通信协议中的一小部分,所以容易实现.PROFIBUS 是以国际标准为基础,协议依据I SO /OSI 的网络参考模型,主要由3个部分组成.①PROFIBUS —FMS 主要用于解决通用性自动化的通信任务,通信的覆盖面可以较大;②PR OFIBUS —DP 这是一种优化的高速便宜的通信总线,它是专为分布式连接的系统而设计的,一般总线周期小于10ms ;③PROFIBUS —PA 是专为过程自动化而设计的.PR OFIB US —DP 只使用了OSI 的第一层(物理层)和第二层(数据链路层),第三层到第七层未加描述,这种结构确保了数据传输的快速和有效,所以特别适合于监控系统的特点.完全可以替代传统的24V 并行信号的传输,也适用于替代4～20mA 模拟信号的传输.目前PR OFIB US 有3种可选用的传输技术(物理规范):RS —485、IEC 1158-2和光纤传输技术.本文建议在变电站级采用光纤传输,这对于大幅度的提高抗干扰、扩展通信网的距离是有益的.ASI 接口主要应用于传感器/执行器级,它可以使终端设备的数据和24V 供电通过同一介质传输.4 应用实例—变电站监控系统提高供电质量和电力系统运行的经济性、可靠性一直是电力生产中的一个十分重要的问题.为了达到这一目的,运行人员首先要及时全面地掌握系统确切的运行情况,分析确认系统所处状态.若系统当前的状态不能满足供电质量的要求,或系统运行可靠性不能得到保障、经济性能不佳,则需要运行人员通过监控系统对系统进行某些调整.以下以研制的智能型PLC 有载调压为例进行介绍.目前我国电力系统的调控多为基于微机的电压调整优先法,即变电站根据人为给定值,对二次电压·215·第2期郭宗仁等:基于PLC 网络的分布式监控系统及其在电力系统中的应用进行控制.显然这种方法存在着如下缺点:①微机工作在强电磁干扰的现场,它工作的稳定性、安全性得不到保障;②在控制方面也存在问题.该方法没有对电网界面或结点进行无功功率的最优计算并以其作为目标值进行调控,而是单纯按二次电压要求调整无功电源出力和变压器的变化,这样就不能达到电力系统安全经济运行和提高电能质量的目的,容易引起电力系统电压崩溃.基于PLC 网络的变电站监控系统改变了传统的方式,利用分布在各电厂和变电站的PLC 局域网络在现场使用抗干扰能力强的PLC 进行数据采集,工作状况的输入,变压器分接头的调控、电容器的投切等.而上位机则进行现场的监控计算、显示.然后将这些远程站的各种数据(包括监控现场的视频信号)通过光纤网送到主控端,经数据处理后再经过光纤网将调控命令下达于各远程站通过PLC 加以执行,基于PLC 网络的远程监控系统的系统结构图如图3所示.图3 基于PLC 网络的远程监控系统结构图Fig .3 Structure diagram of remote monitor s ystembased on PLCnetwork 图4 修正后的电压—无功调节边界图Fig .4 Correct borderline diagram of voltage -reactive power regulatin g对传统的控制策略也作了改进,利用模糊控制对有载调压进行综合控制.引入了无功调节判据,提出了模糊边界的无功调节.基于电压与无功的相互影响,对电容器组的投切判据建立如下数学模型.Q 投=α1U 0-U U 0+α2Q Q 0>1Q 切=α1U -U 0U 0-α2Q Q 0>1(1)其中:U 0为标准电压;Q 0为每组电容器的容量;U 为电压实时值;Q 为实时功率值;α1,α2为权重系数.根据上面推导出的数学模型,可以得到修正后的电压-无功双参数调节的模糊边界,如图4所示.参考文献:[1] 盛寿麟.电力系统远程监控原理[M ].北京:中国电力出版社,1998.[2] 佘占兴,林志和,戴树梅.微机有载调压变压器自动调压装置研究[J ].福州大学学报(自然科学版),1996,24(1):41-45.[3] 郭宗仁.可编程序控制器及其通信网络技术[M ].北京:人民邮电出版社,1999.[4] 郭宗仁,陈硕.基于PLC 分级递阶分布式控制的无速度传感器矢量控制调速系统[J ].制造业自动化,2002(2):7-10.[5] GUO Zongren ,Deng Yuping .On intelligent des ign of servo system [A ].The IEEE Industrial Electrical Society .Proceedings of the1997IEEE international conference on intelligent processing systems [C ].Beijing ,1997.853-857.[6] 郭宗仁.胶合板生产的分布式控制系统的研究与实现[A ].中国自动化学会智能自动化专业委员会.中国智能自动化学术会议论文集[C ].天津,1995.1155-1163.[7] 刘国林,吴世红.智能化低电控配电系统的现场总线[J ].低压电器,1999(1):3-9.·216·福州大学学报(自然科学版)第30卷。
基于plc自动控制的多仓位均衡分料系统
种子加工彳Ii 1村社2019年第11期基于P L C 自动控制的多仓位均衡分料系统尤苏北(南京农牧机械厂，江苏南京211164 )摘要：在种子加工成套设备的计量包装工段中，多个工位同时进行工作的情况成为常态，保证各工位成品仓物料能够正 常、均衡稳定地供给是多个工位计量包装工作连续稳定运行的必备条件。
当暂存仓数量不超过3个时，前方来料的均匀分配 相对简单些，当暂存仓数量多于3个时，就变得复杂起来。
以5个仓位为例，通过人机界面及PLC 自动控制分料小车在各个仓 位之间自动运行投料，实现多仓位均衡分配物料。
关键词：种子加工；多仓分料；PLC ;自动控制随着各行各业的机械化水平普遍提高，种子 加工机械设备也迎来了新的发展机遇。
计量包装 工段是种子加工成套设备中成品输出的一个重要 环节，根据成品种子的包装规格不同以及各种规格 产能的要求，通常需要配置多台相同或不同型号的 计量包装设备，每台包装设备上方都必须配置物料 储仓以保证计量包装任务的持续进行，那么保证多 个物料储仓的持续均衡供料就显得尤其重要。
当 暂存仓数量为2~3个时，前方来料的均匀分配相 对简单些，当暂存仓数量多于3个时，就会比较 复杂。
程逻辑控制器，是集逻辑运算、顺序控制、通信、编 程、诊断等功能于一体的自动控制装置。
触摸屏是 触摸开关和显示器融为一体的可操控终端，是新一 代人机界面产品，具有强大的显示及控制功能，可以 结合PLC 对生产现场、设备进行实时监控及状态显 示，同时可对设备进行远程操作，人机交互友好，可 靠性高。
以5个仓位为例，通过人机界面及PLC 自 动控制的方式实现多仓位均衡分料。
1系统构成1.1设备组成5仓分料系统主要由前端暂存仓、 输送及提升设备、分料小车及输送机、接收物料的工随着自动化控制的快速发展，PLC 与触摸屏在 工业控制中得到了越来越广泛的应用。
PLC 即可编作仓（5组）及自动控制相关硬件等组成。
1.2工艺流程工艺流程示意图见图1。
PLC在电力系统中的应用案例
PLC在电力系统中的应用案例随着科技的快速发展和工业自动化的推广，可编程逻辑控制器（PLC）在电力系统中的应用也越来越广泛。
本文将以案例的形式介绍一些PLC在电力系统中的具体应用。
案例一：电力监控系统在一个大型发电厂中，需要对电力系统进行实时监控以确保其正常运行。
利用PLC的强大功能，可以实现对电力系统参数的监测和报警功能。
例如，PLC可以监测电压、电流、功率因数等参数，一旦出现异常，即可通过PLC发送报警信号，提醒工作人员并采取相应的措施。
此外，PLC还可以通过通信接口与数据管理系统进行数据交互，实现数据的远程传输和分析，进一步提高电力系统的安全性和可靠性。
案例二：电力负荷管理在一个城市的电网系统中，需要合理管理和控制电力负荷，以满足用户的需求并保证电网的稳定运行。
通过PLC的应用，可以实现精确的负荷预测和负荷调控。
PLC可以根据历史数据和实时数据，进行负荷预测，并根据预测结果自动调节供电情况，以避免过载或不足。
同时，PLC还可以根据电力需求的变化，灵活地调整电力分配方式，实现高效的电力利用和分配。
案例三：电力设备故障检测与隔离在一个电力系统中，电力设备的故障是不可避免的。
为了减少故障对电力系统的影响，需要及时检测和隔离故障。
PLC可以用于监测电力设备的状态，例如变压器的温度、电机的电流等。
一旦发现设备异常，PLC可以根据预设的逻辑和规则，自动采取相应的控制措施，例如切断故障设备的供电，以保护整个电力系统的正常运行。
这种基于PLC的故障检测和隔离能够大大提高电力系统的可靠性和安全性。
案例四：电力系统节能优化为了减少能源消耗和提高电力系统的效率，可利用PLC实现电力系统的节能优化。
PLC可以监测电力系统各个节点的用电情况，并根据不同的电力需求和工况，自动调节供电方式和电力分配方式，以达到节能的效果。
此外，PLC还可以通过控制电力设备的启停，实现对无效运行的设备进行节能管理。
通过这种基于PLC的节能优化措施，可以有效降低电力系统的运行成本，提高能源利用效率。
负荷分配
在造纸行业之中，目前最常用的是变频传动，其中不乏有负荷分的问题，下面有几种形式进行参考，望大家进行讨论：1，以ABB为主导的主从控制模式，其中找其中一台作为主机（作为速度和转矩基准），其它作为从机，从机采集主机的转矩作为自己的转矩给定，采集主机的速度信号作为速度限幅，避免飞车现象发生。
2，从机直接转矩控制，类似于第一种模式，不过在正常工作时仅为转矩控制，无速度限幅，为了避免飞车现象，在从机负荷消失时，应及时转化为速度控制。
3，从机PID控制方式，从机以主机的速度信号作为基准，同时采集主机的电流信号和自己的电流信号进行PID调节，PID的输出乘以一个系数后叠加在自己的速度给定上加以控制。
4，从机的转矩限幅控制，这种方式必须使自己处在速度饱和模式下，以主机的实际转矩作为自己的转矩限幅。
5，。
这几种模式，主机是速度和转矩基准，选对好主机是至关重要的。
负荷分配控制的原理与实现一、负荷分配问题的产生在纸机传动控制系统中经常遇到由几台电机同时拖动同一负载的情况。
如网部真空伏辊、驱网辊同时带一条网；压榨部真空吸移、真空压榨等复合压榨；光压上、下辊；施胶机上、下辊；等都属于多电机传动。
所以类似这样的传动只有电动机速度同步并不能满足实际系统的工作要求，实际系统还要求各传动点电机负载率相同，否则会出现某台电机出力大，某台电机出力小的情况。
影响正常抄纸，甚至有可能撕坏毛布或造成断纸。
这些传动组中各分部要求有负荷分配控制。
二、负荷分配控制原理在多电机传动控制过程中各分部电机的负载率相同，即δ＝P/Pa相同（P为电机所承担的负载功率，Pa为电机额定功率）。
在负荷分配调节过程中不能影响本传动组以外各分部的速度。
负荷分配控制：选取传动组中的一个分部作为主传动，连接在主速度链上，其余各分部作为辅传动。
如图所示，分部1和分部5传动组的前一级和后一级，负荷分配以分部2为主传动，分部3和分部4，处于速度链的子链上。
P2a、P3a、P4a为三台电机额定功率，Pa为额定总负载功率，Pa＝P2a＋P3a＋P4a。
基于PLC的电力系统无功补偿系统设计
基于PLC的电力系统无功补偿系统设计摘要无功功率补偿装置在电力系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。
本设计主要功能是可检测出当前电网的电流电压并可显示，计算出当前的功率因数及无功补偿量，并利用PLC编程控制投切电容实现对电网的无功补偿并显示当前投切状态。
本设计中我们的投切控制原理可以用九区图来说明。
无功超上限投入电容器，超下限切除电容器。
电压超上限调制变压器分接头降低电压，电压超下限调制变压器分接头升高电压。
本设计中我们首先要计算出补偿容量并通过它来控制投切。
关键字：电力系统；功率因数；无功补偿；九区图；PLC如需此论文Word版本，单片机程序/单片机技术支持，请访问: 嵌入式应用软件园。
The Design of Reactive Power Compensation System Based on thePLC in Electric Power SystemAbstractThe reactive power compensation system the function which undertakes in the electric power system is enhances the electrical network the power factor，Reduces the power supply transformer and the delivery conduit loss, enhances the power supply efficiency, the improvement power supply environment. Therefore the reactive power compensation system occupies an essential extremely important position in the electric power supply system. The reasonable choice compensation system, may achieve the maximum limit reduced network the loss, causes the electrical network quality enhancement.This design main function is may examine the current electrical network the electric current voltage and may demonstrate that, calculates the current power factor and the idle work compensates the quantity, and compensates the algorithm according to the idle work to throw using PLC cuts the electric capacity realization to compensate and the demonstration to the electrical network idle work current throws cuts the condition.In this design we throw cut the control principle to be possible to use nine area charts to explain. Idle work ultra upper limit investment capacitor, ultra lower limit excision capacitor. The voltage ultra upper limit modulation transformer tapping reduces the voltage, the voltage ultra lower limit modulation transformer tapping boosting. In this design we first must calculate the compensation capacity and control through it throw cut.Keywords：Electric power system; Power factor; The reactive power compensation; Nine area charts；PLC目录引言 (6)第1章绪论 (7)1.1 方案比较及本设计总体方案 (7)1.1.1 电力系统传统的智能控制方案 (7)1.1.2 中低压电网自动化PLC实现 (8)1.2 本设计的总体方案 (8)第2章硬件部分的设计 (11)2.1 控制面板 (11)2.2 互感器 (12)2.3 相位判别检测电路 (14)2.4 主要模块介绍 (15)2.4.1 模拟量输入接口模块： (15)2.4.2 中央处理器模块(CPU) (18)2.5 无功补偿装置 (18)第3章软件部分的设计 (20)3.1 投切部分的软件设计 (20)3.2 A/D转换 (22)3.3 各部分的梯形图与程序 (23)3.4 PLC编程器 (28)结论和展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A 附图及附表 (32)附录B 引用的外文文献及其译文 (35)附录C 主要参考文献的题录及摘要 (38)附录D 主要程序 (40)插图清单图1-1 无功补偿控制系统的框架图 (9)图1-2 无功功率补偿原理图 (10)图2-1 控制面板的外观图 (11)图2-2 电流互感器原理线路图 (12)图2-3 电压互感器原理线路图 (13)图2-4 互感器与运放的连接电 (13)图2-5 相位检测波形图 (14)图2-6 计数器编程梯形图 (14)图2-7 相位检测和判别的接线图 (15)图2-8 相位判别电路 (14)图2-9 模拟量输入端接线图 (17)图2-10 PLC与模拟量输入扩展模块之间的数据通信 (18)图2-11 无功补偿装置 (19)图3-1 控制策略图 (20)图3-2 无功电压实时控制流程图 (21)图3-3 模拟量输入编程梯形图 (22)图3-4 FX-32MR与FX-4AD的硬件连接图 (23)图3-5 COSθ的编程梯形图 (24)图3-6 实际的无功功率值 (24)图3-7 需要补偿的无功功率值 (24)图3-8 判断投和切梯形图 (24)图3-9 电容器投入 (25)图3-10 电容器切除 (26)图3-11 预设值设定梯形图 (27)图3-12 手持编程器功能 (28)表格清单表2-1 Fx-4AD 的技术指标 (16)引言电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
基于plc对供配电系统的设计
毕业设计（2012 届）题目基于plc的供配电监控系统的设计学院物理电气信息学院专业电气工程与自动化年级2008级学生学号***********学生姓名罗瑞东指导教师胡钢墩基于plc的供配电监控系统的设计摘要供配电监控系统是整个变电站的命脉，它对变电站内各用电设备进行集中监视和管理。
随着综合性、多功能变电站的不断发展，对供配电系统的可靠性提出了更高的要求，因此，对变电站中供配电系统的实时监测更加关注。
本论文以35kV变电站主控楼的供配电系统为基础，设计并实现了一套能完成自动监控的供配电系统。
选用PLC作为现场级的控制设备，工控组态软件作为主控楼供配电监控系统的监控平台，运用PLC 编制监控程序，通过组态王的监控界面来实现对供配电系统的监控。
本论文的主要内容如下:综述了本课题的研究现状、发展趋势及意义等，选取了35kV变电所工程作为论文研究基础，并将变电所主控楼的供配电系统单独列出，作为本次研究关注的对象，对其主回路及控制回路进行了详细设计和描述。
接着，设计plc硬件电路连接，并通过编写PLC控制程序，设置MCGS组态软件，解决了本次课题的关键问题，即实现了PLC对主控楼供配电系统的监测和控制。
最后，对课题的研究和工程的应用进行了全面总结。
关键词：PLC，组态软件，监控系统，供配电目录第一章绪论 (5)1.1 课题的研究现状 (5)1.2 监控系统的发展趋势 (6)1.3 课题的研究内容 (6)1.4课题的研究意义 (7)第二章 PLC和HMl基础 (9)2.1 可编程控制器基础 (9)2．1. 1 可编程控制器的产生和应用 (9)2．1．2 可编程控制器的组成和工作原理 (9)2. 1. 3 可编程控制器的分类及特点 (12)2. 1. 4 西门子S7-200 PLC简介 (12)2．2人机界面基础 (12)2．2 .1 人机界面的定义 (12)2．2 .2人机界面产品的组成及工作原理 (13)2．2．3人机界面产品的特点 (13)2. 2. 4组态王 (13)第三章系统的理论分析及控制方案确定 (15)3.1基本硬件设备的选型 (15)3.2变电站主控楼供配电系统的电气主接线设计 (15)3.3变电站主控楼供配电系统控制回路的设计 (16)3.3.1控制回路的动作过程 (18)第四章 PLC控制系统硬件设计 (20)4.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (20)4．1 .1 PLC控制系统设计的基本原则 (20)4. 1. 2 PLC控制系统设计的一般步骤 (22)4.2 PLC的选型与硬件配置 (24)4．2. 1 PLC型号的选择 (24)4．2 .2 S7-200 CPU的选择 (25)4.2.3 I／O点分配及电气连接图 (25)第5章供配电监控系统的软件设计 (27)5.1 plc程序设计方法 (27)5．2 编程软件STEP7-Micro／WIN概述 (28)5.2.1 梯形图的语言特点 (28)5.2 PLC 的控制流程 (28)5.2.2 PLC程序编制 (30)5.2.3梯形图程序 (30)5.3人机界面(HMI)设计 (31)5.3.1 组态王的通信参数设置 (31)5.3.2 新建工程与组态变量 (32)5.3.3 组态画面 (33)5.3.4 监控系统界面 (34)第6章总结与展望 (36)第一章绪论1.1课题的研究现状国际上现流行的供配电管理系统和配电自动化主要是针对中低压系统而言的(称为馈线自动化)。
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浅谈基于PLC的负荷分配系统
根据工厂电站负荷分配的特点，以工业汽轮发电机组为控制对象，介绍了基于PLC的负荷分配控制方案的具体实现方法及其功能。
标签：汽轮发电机组；负荷分配；PLC
孤岛运行中的工业汽轮发电机组，因为生产需要，其负荷波动会比较大，造成严重的负荷分配不均现象。
为了既能保证生产用电又能合理分配使用汽轮发电机组，一般采用负荷分配的方法让机组稳定运行。
1 负荷分配控制方式
1.1 采用负荷分配器的特点
采用负荷分配的方法有很多。
对于有多台汽轮发电机组的工厂，对负荷分配的要求会比较高，一般要采用专门的负荷分配器组成负荷分配系统，如WOODWAED公司DSLC和MSLC。
每台机组配一个DSLC，再与工厂母线上MSLC通迅进行负荷分配。
这些产品功能强大，性能好，而且稳定，但是价格昂贵，每台DSLC需要六万元左右。
1.2 采用PLC的经济性
PLC广泛应用于工业汽轮机的过程控制系统中。
对于只有两台机组的工厂，它的负荷分配控制就容易得多了。
采用PLC来进行负荷分配就能满足工厂用电的要求。
这样便无须使用昂贵的负荷分配器，节省成本。
而且现场也不需安装负荷分配器的机柜，节省空间。
2 负荷分配系统组成
2.1 机组系统组成
假设只有两台额定功率分别为G1和G2的1#机组和2#机组，那么1#机组采用频率控制，用于稳定频率。
2#机组则采用负荷控制。
而负荷分配系统主要由调速器及PLC组成。
调速器采用WOODWORD 505，PLC则采用西门子S7-300，搭配PROFACE触摸屏组成人机界面系统。
2.2 505调速器组态
505调速器具极多路可组态的触点输入、继电器输出和模拟量输入/输出通道。
由于是应用于发电机，故应组态发电机断路器状态、网侧开关状态触点输入。
当网侧开关断开时机组便处于频率控制模式，只有当网侧开关和发电机断路器都合上时，机组才处于负荷控制模式。
用于频率控制的1#机组网侧开关点取电厂
与外电网断路器的开关点，发电机断路器测点取自身的发电机断路器状态点。
而用于负荷控制模式的2#机组，505网侧开关测点则要取频率控制机组的发电机断路器状态点，发电机断路器测点取自身发电机断路器状态点。
因为孤岛运行中的汽轮发电机组，它的网侧开关是断开的，故1#机组可处于频率控制模式。
而两台机组的发电机断路器都是闭合的，故2#机组可处于负荷控制模式。
此外，2#机组还应采用辅助控制模式。
在505上组态辅助控制使能、辅助远程控制使能、辅助升、辅助降等触点输入，利用辅助控制实现负荷分配功能。
在模拟量输入/输出方面，两台机组的505都组态一个功率输出点，输出4～20mA信号至2#机组的PLC，方便功率运算。
2#机组505还应组态一个辅助远程给定值输入信号以接受经PLC运算后的功率目标值。
2.3 PLC控制系统
两台机组的过程控制系统均采用西门子S7-300，所有505的信号都可以经过PLC进行处理。
除了具有基本的功能外，2#机组的PLC还具有模拟量输入/输出功能，向505输入/输出4～20mA功率信号。
2.4 人机界面组态
人机系统方面，采用PROFACE触摸屏，主要在2#机组上增加负荷分配功能画面。
画面中有辅助控制使能、辅助远程控制使能、辅助升和辅助降等功能按钮、机组功率显示及辅助远程给定值。
通过RS232或TCP/IP协仪与PLC进行通讯，实现负荷分配控制。
具体功能画面如图1。
3 系统控制方式
3.1 手动调节方式
当在人机界面上投入辅助控制使能按钮时，505便进入辅助控制模式，可在人机界面上手动点击辅助升或辅助降按钮改变2#机组的负荷给定目标值。
同时，1#机组的负荷也会随着2#机组负荷相应地改变，最终达到负荷分配目的。
3.2 自动调节方式
当人机界面上的辅助控制使能和辅助远程控制使能按钮都投入时，负荷分配系统便处自动模式。
假设负荷分配之前机组所带负荷分别为P1和P2，则工厂总负载P=P1+P2。
这时将负荷按比例重新分配，2#机组所得的负荷为P22=P2*（G1+G2）/P，将P22送至505辅助远程给定值，在S7-300 PLC程序中具体实现如图。
图2 PLC程序运算
基于这样的运算，当厂内负荷突然降低时，1#机组的负荷为P11=P-P22，可有效地防止逆功率情况的发生。
3.3 联锁切换
工厂电站总会由于生产或检修等原因而启动或停止其中一台汽轮发电机组，这时，处于运行中的机组应当为频率控制模式才能稳定地运行。
如果停2#机组，那么处于频率运行的1号机组便可承担全厂负荷并且稳定频率。
如果停1#机组，那么负荷控制的2#机组便会由于1#机组的发电机断路器断开而转换为频率控制模式，保证厂内生产用电。
4 结束语
采用基于PLC的双机组负荷分配系统，能对机组负荷自动跟踪，在保证厂内生产用电的情况下，实现单机-联机运行的无忧切换。
虽然基于PLC的负荷分配系统与专门的负荷分配器有一定的差距，但是在一般的工厂用电中，它是可以满足生产要求的，同时还可以节省大量的成本。
参考文献
[1]《WOODWORD 505 DIGITAL GOVERNORS》产品说明书[Z].
[2]周善龙.热工仪表及自动控制系统[M].化学工业出版社.
[3]王付生.电厂热工自动控制与保护[M].中国电力出版社.
[4]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[S].
作者简介：叶永杰（1989-），男，广东阳江人，广州广重企业集团有限公司助理工程师，主要从事热能动力设备电气设计及调试方面工作。