摘 要：随着时代的发展和社会的进步，特别是科学技术的不断发展，我国中小型变电站监控系统中开始逐渐的应用PLC，PLC指的是可编程控制器；通过实践研究表明，将PLC应用到中小型水电站监控系统之中，具有非常大的作用，可以有效的提到水电站的自动化水平，对于电站运行的可靠性也很有帮助。文章简要分析了PLC在中小型水电站监控系统中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：PLC；水电站；监控系统
众所周知，我国有着十分丰富的水资源，中小型水电站的数量有很多。在水电站监控系统上，计算机监控系统模式正在逐步的取代以往的常规继电器控制模式。常规自动控制系统具有很多的弊端，它的构成有着较强的针对性，不同的控制对象在控制系统方面就会存在着较大的差异，如果要改变控制对象的保护种类和控制顺序，那么自动控制回路也需要发生改变，这样在调节性能方面就达不到相关的要求。针对这种情况，就可以在中小型水电站监控系统中应用PLC，从而实现水电站自动化水平提高的目的。
1 水电站监控系统的设计原则
一是在设计的时候需要严格遵守无人值班的原则，在实现站内监控的基础上，还需要保证远程监控的实现；二是系统要足够的可靠，并且有着较好的实时性，有着较强的抗干扰能力；三是选用的系统结构最好是开放式的，因为计算机技术发展非常迅速，那么就需要保证选择的系统配置和设备有着较强的先进性和向后兼容性。四是采用模块化和结构化来设计软件，实现系统的可扩性，这样在以后就可以扩充规模，或者是增加一些功能。
在中小型水电站计算机监控系统配置模式方面，通常可以分为三种，分别是集中式结构、星形网/环网结构和双机热备模式。集中式结构指的是指的是两层之间的网络结构作为一种实时通讯网络，是基于现场总线或以太网联接的。这种结构是在一台主机上运行所有的监控功能，非常的简单，可靠性较高，并且造价不高，不需要投入大量的资金。星形网/环网结构模式是采用PLC直接联接以太网的全开放、分层、分布式结构，这种结构通常适用于那些有着非常复杂的通信协议，并且协议数较多而只有很少通信接口的中小型水电站综合自动化系统，但是对于监控系统却有着较高的要求。双机热备模式主要会应用在中型水电站，对于监控系统的可靠性有着较高的要求。
2 PLC在监控系统中的应用
PLC的原理：PLC主要用于中小型水电站监控系统中的分站层设备，PLC的作用有很多，比如采集数据、调节控制等等。从广义的角度上来讲，PLC属于计算机控制系统的范畴，相对于一般的计算机来讲，它的接口可以连接工业工程，并且在编程语言方面更加适应于控制的要求。因此，在组成方面，PLC基本类似于计算机控制系统，比如有中央处理器、存贮器、电源等等。
基于PLC的本地层：我国在上个世纪就已经在水电厂生产设备的监控中应用PLC，因为在设计的时候，严格的依据了工业使用环境的标准，那么就具有十分多的优势，比如有着较强的抗干扰能力、有着较高的可靠性以及编程十分的简单等等，因此，受到了人们的青睐。因为不同的PLC有着不同的设计原理，那么就会有不同产品功能、性能等等。这样在选择的时候，就需要严格的依据电站各个方面的实际需求来进行，比如应用功能、安全性能、控制规模、系统结构等等。
PLC在本地层的实时数据采集功能：在本地层，PLC主要控制水轮机组、机组辅助控制设备、开关器的断路器控制等等，本文主要分析的是PLC在监控系统中采集水轮机组的数据，PLC主要采集信号量如下：一是采集和处理模拟量，包括定时采集、越限检查以及保护措施、采集机组的有功、无功、电流和电压量等，在保护措施方面，如果PLC在检查的过程中，发现模拟量超出了预先设定的限值，那么就会采取一些措施来保护被监控的设备；二是采集和处理数字量，它的功能主要有这些，定时采集，检查状态，对数据库进行更新；顺序记录事件和报警；保护措施，如果有事故信号传输到LCU，那么就会依据事故信号来采取措施保护被监控的设备。三是采集和处理电度量，利用串口的连接方式来连接智能电度表，采集机组电度量，在LCU屏内安装这个智能电度表。
PLC的顺序控制功能和数据处理：机组PLC有着很多的软件功能模块，其中主要的有这些，事故紧急停机、空转至空载、开机至空转、空转至停机备用等等。其中，拥有最高优先级的是紧急停机流程，接下来的是事故停机流程和正常停机流程。在启动任何一个停机流程的时候，都需要将正在执行的非停机流程退出来，要知道，非停机流程之间不可能同时进行。
PLC基于模糊控制的机组自动电压调节：模糊控制系统的理论基础是模糊数学、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑的规则推理，将计算机控制技术应用进去，从而构成了以具有智能性的模糊控制器为核心的闭环结构数字自动控制。电站AVC指的是依据预定的条件和要求来对水电站母线电压或全厂元功率进行自动的控制。这样就可以将更多的无功功率提供给系统，既可以不影响到机组的安全运行，又可以实现电厂功率损耗降低的目的。要知道，它的控制质量，将会对整个系统的电压质量产生直接的影响。那么为了保证系统拥有良好的运行电压，就需要保证系统具有足够的无功电源，因为系统的负荷以及网络都需要无功功率，同时，这些无功电源还可以有效地补偿无功功率的损耗。又因为系统的主要无功电源就是发电机，那么电站的AVC控制就显得愈加重要。PLC基于模糊控制是以语言规则的形式来描述和归纳人的控制经验或者专家知识，然后利用模糊集理论来进行推断判决，然后由计算机实现的一种人工智能控制方法。它不需要对控制对象建立精确的数学模型。人们积累了发电励磁控制器的大量经验，可以采用模糊理论来描述这些经验，然后通过模糊推理和判决，就可以在线调整发电机励磁控制器参数。
3 结束语
可编程控制器已经在工业生产的各个领域得到了广泛的应用，并且取得了不错的成效。通过本文的分析可以看出，在中小型水电站监控系统中合理的应用PLC，可以保证电站运行的安全可靠性，并且对于电站自动化水平的提高，也很有帮助。本文简要分析了PLC在中小型水电站监控系统中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。
参考文献
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