摘要：在电动机发生故障之后，为了保护电动机、减轻故障对电动机的破损程度，继电保护装置的快速性、可靠性和安全性就显得十分重要。可编程控制器PLC广泛应用于各行业的控制领域，是因为它编程容易、调试简单、组态灵活、可靠性高。本文就PLC在微机保护中的应用作进行探讨，旨在提供一定的参考借鉴。

    关键词：可编程控制器；PLC；微机保护；应用

    1.微机保护装置简介

    微机保护装置在目前已经被广泛的应用在电力、工业、市政、商业等众多的配电系统当中，并且依托信息技术、计算机技术构成了能实现遥控、遥测、遥调及遥信要求的综合性继电保护装置，从而大大的提升了电力设备运行的安全性、可靠性，并方便了电力设备的管理。但是在一些特殊的继电保护装置中，还需要具备其他一些特定功能，比如多路电源自动切换、电动机启动顺序等，这就给微机保护装置的应用提出了新的要求。基于这种要求，目前我们对微机保护装置提出了研究新方法，也就是在微机保护装置中引入PLC功能，通过PLC本身可编程操作来实现微机保护装置操作的灵活性和自动化。

    2.可编程控制器在微机保护中的工作原理分析

    2.1装置框架

    PLC平台:这一平台在硬件设计中主要采用多种不同性能级别为主，在面对

不同规模的电器控制工作为主的。软件设计中通过采用循环调度机制，通过全面布局、系统处理来实现初始化、冷热启动、定时中断等特殊处理要求。PLC平台子模块循环顺序如图1所示。

 

 

图1 PLC平台子模块循环顺序示意图

    在目前的微机保护装置中，引入PLC功能的具体方法是在硬件设计上采用性能较高的工作平台，从而保证一定规模、大小的可编程逻辑数据能够更好的只放在该平台上，同时加入平台的运行规律。软件商是采用嵌入式操作系统进行构架，将大循环中的子模板改造成为相对独立的模块，使得模块能够更好的传递各种有关信息。

    2.2软件设计

    在软件设计中，主程序的设计需要从输入单元检测方面入手，首先要判断微机保护装置的开关是否闭合，如果闭合，那么说明微机保护装置保护下的电动设备已经处于保护状态，此时则不需要按下启动按钮。而如果微机保护装置的开关是断开的，那么这个时候的电动机应当处于停止运行的状态，则可以按启动按钮。在这个时候，我们要注意电动机的转动情况，如果继续下面的程序，则需要对已经转动的电动机电压进行测量。如果这个时候的电压处于欠压状态，且电动机运行正常，那么说明微机保护装置系统软件设计合理。

    2.3实现方案

    PLC技术的实现主要在于编辑、编译和执行3个部分，编辑和编译部分是由上位机完成，而执行部分在装置中完成，其中执行部分可以作为独立任务嵌入到保护装置中。另外，一个完整的PLC系统还需要支持在线调试，这个功能与上位机及装置都有关系。总的实现结构如图2所示。

 

 

图2 PLC功能在微机保护装置中的实现结构

    在上位机上PLC功能的实现主要有:

    a.采用IEC61131-3(梯形图、功能块图、顺序功图或结构化文本)的标准语言作为编程语言；

    b.采用双向图分析或有限自动机进行编译生成中间语言；

    c.上位机调试界而命令传递和逻辑代码编程语言反编译定位。

    在保护装置中PLC功能部分的实现主要有:

    a.执行引擎采用“虚拟机”解释执行，与具体硬件脱离；

    b.输入、输出和虚拟机之间内部数据的交换；

    c.保护逻辑中间数据和虚拟机中间数据交换；

    d.调试命令的处理和虚拟机的状态跟踪。

    有了嵌入式操作系统的支持，装置的功能可以做成相对独立的子任务，因此PLC功能的加入也就成为一个PLC子任务的实现。该任务可以按功能细分为以下                   

3个模块:

    a.虚拟机模块用于解释执行PLC代码段，即解释执行上位机编译好并下载到装置特定位置的中间代码；

    b.算法库模块存放了基本的以及用户特殊要求的算法块供虚拟机调用来完成相应的功能，并可以扩展；

    c.调试模块建立通道与上位机通信，接受调试命令并返回虚拟机状态以及内部数据的内容供上位机调试终端显示。

    3.可编程控制器PLC在微机保护中应用的可行性分析

    传统的微机继电保护大都采用电磁式继电器，各器件性能和参数差别较大，其动作值也参差不同，给继电保护的整定和调试带来许多不便。传统的时间继电器延时误差较大，且带有随机性，不能使继电保的上下极之间在时限上很好地配合，易造成越级跳闸现象。传统的继电保护装置体积庞大笨重，接线较多，易造成直流操作系统多点接地故障引起继电保护装置误动作。因此，人们开始将微机应用于电力系统的继电保护之中。而微机的编程及调试都比较复杂，不易被广大的电气技术人员所接受；PLC采用的是电气梯形图语言，即使不具备微机知识的电气技术人员也能很快掌握；况且PLC的功能强大，具有控制、计数、定时、定位、运算、通讯等多种功能，可以满足微机系统的遥信、遥测、遥控、遥调的要求。PLC在硬件和软件两方面分别采用了屏蔽、隔离、故障自诊断和自恢复等措施，使PLC具有的抗干扰能力；所以，将PLC应用于微机保护之中，会大大提高电力系统运行的可靠性。

    4.结语

    随着与国际市场的接轨，国内外知名厂家产品之间的竞争势必会引起国内同行在这方而功能的加强。所以对于任何一个从事电力系统微机保护产品的厂家，要提高自身的竞争力，都有必要重视微机保护中的可编程逻辑功能，提高微机保护实用效果，这对用户在装置的应用上有利，是一个值得推广的方向。

    参考文献：

[1]陈皓,汪波,黄洲.微机保护装置硬件结构[J].电力自动化设备,2010,02:32-36.

[2]侯美华.可编程控制器在工业控制中的应用[J].电气开关,2011,06:33-35+39.