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PLC分級遞階控制在變電站綜合控制中的應用
（作者未知） 2008/10/17
摘要本文將PLC分級遞階控制引入變電站綜合控制中，有效的提高了控制系統(tǒng)的可靠性；同時引入智能控制技術，大大減少了變壓器故障，提高了供電質(zhì)量。
關鍵詞PLC分級遞階控制變電站智能技術
1引言
眾所周知變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，由于它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁重任務，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行起著重要的作用。但是，現(xiàn)存的許多老式變電站由于存在安全性、可靠性不能適應電力系統(tǒng)實時控制等一系列缺點而無法滿足電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的各項要求。因此提出一種安全、可靠、能提高電力系統(tǒng)運行、管理水平的變電站綜合自動化設計方案已成為一項十分緊迫的任務。目前，已經(jīng)實際運行的綜合自動控制系統(tǒng)有：LAS系統(tǒng)、基于CAN/LON網(wǎng)的分散分布式變電站控制系統(tǒng)等，它們在實際應用中取得了較好的成效，但也存在著技術和經(jīng)濟上的各種缺點。本文在研制智能型有載調(diào)壓變壓器監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，從變電站綜合自動化發(fā)展的大方向(即從集中控制型向分散(層)網(wǎng)絡型發(fā)展；從專用設備向平臺發(fā)展；從傳統(tǒng)控制向綜合智能方向發(fā)展)出發(fā)，提出了一種新型的變電站綜合自動控制系統(tǒng)結構設計方案，可應用于變電站綜合自動控制系統(tǒng)中，有著廣泛的應用前景。
變電站綜合自動化包括的內(nèi)容很多，它是將變電站的二次設備(控制信號、測量保護、自動裝置及遠動裝置等)利用計算機技術、現(xiàn)代通信技術經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。以下僅以變壓器有載調(diào)壓監(jiān)控系統(tǒng)為例，說明PLC分級遞階控制這種結構體系在變電站綜合自動控制中是有效、可行的。
2PLC分極遞階控制系統(tǒng)的結構
可編程控制器(PLC)被稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱(PLC、機器人和CAD/CAM)之一，具有可靠性高，易于控制，編程使用簡單，性價比高，環(huán)境適應性強等特點，已被廣泛地應用于控制領域，在變電站綜合自動控制中也已有應用。但是PLC在數(shù)據(jù)、信息處理與圖象顯示等方面仍顯不足，還無法與計算機相比，因而未能充分發(fā)揮其強大功能，一般只是用PLC對開關量進行控制。但近年來隨著PLC通信網(wǎng)絡功能的不斷增強，已可以方便的將PLC與計算機連接。利用計算機運算速度快，信息處理方便，顯示性能高的優(yōu)點，將其作為上位機，行使管理功能，與PLC形成一個優(yōu)勢互補的分級遞階控制系統(tǒng)。這樣，PLC就可以執(zhí)行復雜的控制職能，從而可以對變電站進行最優(yōu)綜合控制。
分級遞階控制思想的實質(zhì)是將一個大的控制系統(tǒng)按功能或結構進行層次分配，將全系統(tǒng)的監(jiān)視和控制功能劃屬于不同的級別去完成，各級完成分配給它的功能，并將有關信息傳遞到上一級，接受上一級管理。綜合控制功能由最高一級決策執(zhí)行，各級的工作相互協(xié)調(diào)，力求整個控制系統(tǒng)達到最佳效果。
分級遞階控制依據(jù)“層次越高，智能越高，控制精度越低；層次越低，智能越低，控制精度越高”的擬人的原則進行設計�；赑LC的分級遞階控制系統(tǒng)共分為三級：組織級、監(jiān)控/協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級。其系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。
(1)組織級(OrganizationLevel)這是整個系統(tǒng)的最高級，其智能程度最高，執(zhí)行組織管理決策的智能，對下進行指導和監(jiān)控。該級對上通過人機接口與管理人員進行友善的人機對話，執(zhí)行管理決策的職能。對下監(jiān)視、指導協(xié)調(diào)級的所有行為。其智能程度最高，但精度不高，宜粗不宜細，以便進行宏觀指導。該級還可以根據(jù)實際生產(chǎn)過程和環(huán)境等信息，采用人—機結合的方式自動或半自動的提出合理的控制目標或指標，形成相應的命令或任務向低層下達。這部分通常由高功能的計算機來完成。
(2)監(jiān)控/協(xié)調(diào)級(CoordinationLevel)該級主要根據(jù)組織級的命令協(xié)調(diào)下位PLC的運行，避免下位PLC發(fā)生沖突，并將下位PLC的信息傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C。監(jiān)控/協(xié)調(diào)機既可以是工業(yè)控制計算機也可以是主PLC或PLC終端，可根據(jù)控制要求進行選擇。
(3)執(zhí)行級(ExecutiveLevel)這是控制系統(tǒng)的最低級，執(zhí)行現(xiàn)場控制功能，是自動控制系統(tǒng)中控制的關鍵級。該級智能最低，但可靠性、控制精度和實時性要求最高，因而PLC正是最佳選擇。同時，該級的PLC可通過現(xiàn)場總線與上位的監(jiān)控協(xié)調(diào)級連接進行實時的在線控制和協(xié)調(diào)�，F(xiàn)場總線技術一般采用塌陷結構，使用開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型的低層協(xié)議，因而結構簡單，實時性強。
上述結構，利用計算機運算速度快，信息處理功能強大的優(yōu)勢，使計算機集中管理各控制子系統(tǒng)，對現(xiàn)場信息進行綜合處理，給出最優(yōu)解決方案。同時，控制級計算機可以通過局域網(wǎng)與其它計算機相連，既可以實現(xiàn)資源共享，又可以使不同系統(tǒng)在統(tǒng)一調(diào)度下，協(xié)調(diào)工作，減少資源浪費。下（未完，下一頁）
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