热工保护系统中PLC控制技术的应用探析
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摘 要：近年来，我国电力工业发展速度十分快，这也在极大程度上推动了热工保护系统规模的扩大，同时也将更高的要求提给了热工保护系统的控制方式与运行水平。微电子技术、通信技术和计算机技术不断发展下，具有高可靠性、硬件配置灵活、变成组态方便及石英工业恶劣环境等优点的PLC也逐渐占据了新一代工业控制机的首要地位。鉴于此，本文就热工保护系统中PLC控制技术的应用展开了探讨。
关键词：热工保护系统;PLC控制技术;应用
机组启停与运行期间一旦有故障出现，热工保护系统联锁或保护措施能够自行实施，如此一来即可保障人身及设备安全，并避免事故的发生或扩大，确保机组得以正常启停、安全运行。热工保护能对机组运行参数、设备工作状态严密进行监视，遭遇突发事件时可将个别系统或设备自动切除或启动，如此即可保障机组处于原负荷或是减负荷运行状态。而当有能对机组设备造成危害的重大事故产生时，能够停止机组运行，将事故控制在最小。
1 PLC的基本内涵
PLC（编程逻辑控制器）是以数字操作为基础，以工业化环境作为主要适用范围而形成的电子应用程序。PLC微机保护系统属于一种可编译存储器，能为内部模式程序编译和数据逻辑运算等基本功能提供便利。在内部程序编译完成之后，该系统在外模式的运用下将各类指令发出并朝着用户传输，用户能以不同命令为根据进行针对性的输入操作。PLC作为新型触控、融合技术、计算机系统升级，能在提高系统操作灵活性、节约资源的同时，不断提高系统内部结构的安全性。
2 热工保护系统中应用PLC控制技术的优势
将PLC控制技术应用于热工保护系统中，主要包含以下五方面的优势：其一，系统结构简单可靠，可在一定程度上简化组件式插接安装及维修;其二，记录输入信号状态，可实现恢复时间或动作的准确判定，进而为事故分析提供更可靠、客观且准确的依据;其三，双电源供电保护系统的运用，能够确保系统工作得以稳定、连续开展;其四，具备更高的热工保护装置技术水平，缓解了相关人员的维护量。[1]高可靠性、易扩展、结构合理的系统可将热工保护的需要更好地满足;其五，将上位机运用至监控中，可为联锁实验记录、报表打印、状态监视和报警查询等予以保护。
3 总体设计
3.1 改造原则和设计思想
就热工保护系统控制逻辑而言，因其较为完善且正确的缘故无需进行改动，在电缆、机柜、现场测点、电磁阀原则不变动的基础上，以先进的计算机控制装置将现有的继电器式控制装置取代。该原则的基础上可将下述功能实现：系统中增加与DCS的通信接口，可实现在线监视功能;系统中增加在线实验功能;系统可自行进行检测;有孤航出现于逻辑系统任意部位时，锅炉或汽轮机仍然能够强制性跳闸。
设计系统的主要目的在于高效可靠产品的研发，确保热工保护系统控制水平得以优化，并实现减员增效。在通信技术、电子科技和计算机技术的不断发展下形成的新一代工业控制机PLC，被广泛运用于工业控制领域中。[2]“上位机+PLC”是系统采用方式中相对较新的一种，通过PLC和计算机通讯技术的运用，能对多个输出输入信号进行实时动态监控，能为联锁试验、报表打印、动作记录和输出输入信号状态显示等提供可靠的保护。
3.2 热工保护系统原理
热工保护系统是由逻辑控制系统、检测元件、执行机构和运行人员控制盘等四个部分组成。逻辑控制系统是热工保护系统的核心，结合检测信号、操作命令可进行综合判断、逻辑运算，其结果用于运行人员控制盘或是执行机构的驱动;检测元件为基础，主要负责将能对机组状态进行反映的各类参数朝着可被系统接受的开关量信号转化。检测元件的组成通常有反映流量、水位、温度、压力是否正常的流量开关、温度开关和压力开关等传感器及反映执行机构位置的限位开关等;执行机构则是机组的驱动机构，是由变频器、控制阀、接触器及电磁阀等组成;运行人员控制盘由操作按钮和信号灯等指令器件、信息反馈器件组成，而crt逐渐替代了控制盘。
3.3 检测信号处理
要想将中间环节减少，可通过PLC资源的充分利用，可将轴向位移保护、发电机差动保护、高压缸胀差保护、润滑油压低保护、汽轮机后备超速保护、高加水位高保护、汽轮机振动保护、发电机断水保护、真空低保护、电超速保护、后汽缸喷水、润滑油压低联动、低压缸胀差保护、抽汽联锁、给水泵联锁等汽轮机跳闸和联锁回路等信号直接与PLC相连接，而汽轮机位移和差胀、真空及汽包和高压加热器水位等重要参数而言，可实施三选二逻辑。而对于延时处理等具有频繁变化的参数而言，由于现场信号皆为无源节点的缘故，无需隔离即可朝着PLC模件直接输入。
3.4 PLC配置
相对于检测元件、执行机构来说，将PLC运用于传统机组热工保护中，PLC具备最高的可靠性，因此本文并未采用PLC整体冗余结构。[3]仅是将PLC模件冗余方式运用于十分重要的I/O点解决中。在选择PLC输出模件时，因有200～300v共模干扰村组与现场，继电器方式模件应为首选。结合上述原则，最终确定Modicon Premium TSX的PLC。
4 结语
总而言之，相对于常规控制系统而言，PLC系统能将热工保护系统外部线路与继电器最大限度减少，再加上控制程序特性影响的缘故，能够显著提升系统的稳定性、易维护性和可拓展性。故而，将PLC系统应用于热工保护系统中所具备的价值与意义十分高，应不断扩大其应用范围。
参考文献：
[1]习宝全，梁宝燕.PLC控制技术在热工保护系统中的应用研究[J].科技创新导报，2013（3）：82.
[2]张剑.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].经济技术协作信息，2018（6）：50.
[3]馬明.提高火力发电厂热工保护可靠性方案与策略探究[J].中国高新区，2018（12）：159.
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