CN103236362B - 一种基于plc的刀闸控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种基于PLC的刀闸控制方法，包括如下步骤：1）将母线上的母联开关和某间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置信息开关量输入到PLC；2）将电源的火线、零线和各刀闸的机构箱接入PLC；3）根据该间隔内各开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置特点在PLC内编程定义各刀闸的操作条件；4）操作各刀闸时，先由PLC判断各刀闸的操作条件是否满足，决定是否将所述电源接入相应刀闸的机构箱，从而控制该刀闸是否可被操作。本发明可以使刀闸的电气操作回路接线简单，检修、改装方便。

Description

一种基于PLC的刀闸控制方法和系统

技术领域

本发明涉及电力系统的刀闸控制技术领域，具体涉及一种利用PLC判断操作条件的刀闸电气控制方法和系统。

背景技术

刀闸是一种能看到断开点的隔离开关。电力系统中的刀闸包括隔离刀闸和接地刀闸。电力系统中通过分开隔离刀闸将停电设备与带电设备隔开；又通过合上接地刀闸使停电设备与大地连通，使工作人员能安全地接触该停电设备。

图1表示一个间隔内的刀闸连接示意图，也就是母线上所接的一条供电线路的一次接线图。一般一条母线上可接多条线路，也就是有多个间隔。每个间隔内的刀闸的闭锁回路，只牵涉到本间隔的刀闸的位置，与其它间隔内的刀闸的位置无关。

如图1所示，母联开关GBM接于母线1M、2M之间，母线侧隔离刀闸1G、2G的一端分别对应连接母线1M、2M，另一端并联后依次通过开关DL、线路侧隔离刀闸4G与后续的线路相连，串联的开关DL和线路侧隔离刀闸4G的中间和两端分别通过线路侧接地刀闸04G1、母线侧接地刀闸02G、线路侧接地刀闸04G2接地。线路有压继电器YJS与所述的后续的线路相连，用于检测后续线路是否带电。这是因为，虽然线路的一侧（靠近母线侧）的开关、刀闸已分开，有可能线路的对侧的开关、刀闸没分开，此时线路仍处于带电状态。

通常，线路除了会进行停电或送电操作外，还会进行倒母线操作。倒母线是指在线路不停电的情况下，通过合上母联开关GBM，将线路从一条母线上转到另一条母线上。倒母线操作的顺序为：合母联开关→合1母线侧隔离刀闸1G（1母线侧隔离刀闸1G在分位时）；或合2母线侧隔离刀闸G2（2母线侧隔离刀闸G2在分位时）。

根据电气操作的一些规定如：相邻的隔离刀闸和接地刀闸即之间没有间隔其他刀闸的隔离刀闸和接地刀闸，不能同时在合位，以防止造成运行线路接地；刀闸不能带电分、合，在操作某刀闸前，必需断开其与前后线路的连接等。现有技术中，刀闸的电气操作回路是通过串联相应的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的辅助接点来判断某刀闸的分、合闸条件是否满足。辅助接点是用于表示开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器等的位置信息的开关量。某具体刀闸的电气操作回路需要串接哪些辅助接点，即该刀闸的操作条件，与该刀闸所在间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置分布特点有关。根据图1，我们可以得到其刀闸的电气操作回路的接线图，如图2所示。

图2中，L、N分别表示电源火线和电源零线。DL’、02G’、4G’、2G’、1G’、04G1’、04G2’、YJS’、GBM’分别表示开关DL、母线侧接地刀闸02G、线路侧隔离刀闸4G、母线侧隔离刀闸2G、1G、线路侧接地刀闸04G1、04G2、线路有压继电器YJS、母联开关GBM的辅助接点。它们如图2串联在各刀闸的电气操作回路中，构成各刀闸的分、合闸条件。只有当相关的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的辅助接点导通时，电源L才能到达该刀闸的机构箱，此时可以操作该刀闸分、合闸。

刀闸机构箱是刀闸的电气操作机构，包括电机、交流接触器、热偶、分、合闸按钮、分合位行程开关等。当刀闸在分位时，分合位行程开关能接通机构箱内部的合闸回路，此时可进行刀闸的合闸操作（不能进行分闸操作）；当刀闸在合位时，分合位行程开关能接通机构箱内部的分闸回路，可以进行刀闸的分闸操作（不能进行合闸操作）。总之，只要外电源接入到刀闸的机构箱，就可以在机构箱内进行该刀闸的分、合闸操作。

五防锁是一种防止误操作的小开关。五防锁的常开开关串联在刀闸电气控制回路中，当使用正确的五防锁钥匙插入该五防锁时，五防锁的常开接点闭合，该刀闸的电气控制回路导通，此时可正常操作刀闸分合。使用五防锁，能防止工作人员误操作刀闸，避免事故发生。

从图1和图2中我们可以看出，当图1中刀闸的闭锁条件多时，图2中刀闸的电气操作回路的闭锁辅助接点也多，回路接线复杂，电气操作回路调试非常困难。

现有的刀闸电气操作回路，存在以下弊端：

1）辅助接点不能重复使用，缚设电缆过多：一把刀闸的电气操作回路使用了某开关的辅助接点，如果另一把刀闸也要使用该开关的辅助接点，则可能需要给该开关引入另一对辅助接点并敷设另外的电缆；另外，除了刀闸电气操作回路需要用到辅助接点外，测控屏等设备也需要接收刀闸的位置信息开关量，那么还要另外缚设辅助接点和电缆给所述测控屏等设备，使得回路接线较为复杂；

2）更改闭锁条件困难：如果要更改某刀闸的闭锁条件，需要更改线路接线，需要从电缆槽里挖出电缆，从新接入到相关刀闸的辅助接点。

PLC：英文programlogiccontrol，可编程逻辑控制器，是一种由可编程芯片判断逻辑的电气控制器。其主要特点是用内部大量已定义的各种辅助继电器，代替传统的机械触点继电器，又通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的电路连接线。尤其是对于逻辑关系较为复杂的触点信号处理及操作出口控制，采用PLC编程能使方案设计工作变得更加简单方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于PLC的刀闸控制方法，使刀闸的电气操作回路接线简单，操作过程安全可靠，检修、改装方便。

解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种基于PLC的刀闸控制方法，包括如下步骤：

1）将母线上的母联开关和某间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置信息开关量输入到PLC；

2）将电源的火线、零线和各刀闸的机构箱接入PLC；

3）根据该间隔内各开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置特点在PLC内编程定义各刀闸的操作条件；

4）操作各刀闸时，先由PLC判断各刀闸的操作条件是否满足，决定是否将电源接入相应刀闸的机构箱，从而控制该刀闸是否可被操作。

当PLC检测到满足某刀闸的操作条件时，PLC内相应的辅助继电器的常开接点闭合，使该刀闸的机构箱接通电源，即给该刀闸的机构箱通电，如此可操作该刀闸的分合；当PLC检测到该刀闸的操作条件没有全部满足时，PLC内与该刀闸的机构箱相连的辅助继电器就不会闭合，电源无法到达该刀闸的机构箱，不能操作该刀闸的分合。

本发明引入PLC，利用PLC判断刀闸的操作条件，不但能完全取代现有技术中的刀闸的电气操作回路，而且能有效简化刀闸电气操作回路的接线，使刀闸的电气操作回路更加可靠，且检修和改装更加方便。

作为对本发明的一种改进，为了加强本发明的安全性，防止误操作，所述机构箱的输入端上还串联有一五防锁。

所述PLC上还设有用于将其接收到位置信息开关量发送给其他外设如测控屏的通讯接口。

本发明还提供一种基于PLC的刀闸控制系统，包括母线上的母联开关和某间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器，及交流电源和各刀闸的机构箱，所述母联开关、开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器都具有辅助接点，所述刀闸控制系统还包括PLC，所述母联开关、开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的辅助接点的一端与所述PLC的X输入端子一一对应相连，它们的另一端并联后接入PLC的COM输入端子，以向所述PLC发送位置信息开关量，各所述刀闸的机构箱的一输入端与所述PLC的Y输出端子一一对应相连，各所述刀闸的机构箱的另一输入端并联后接入所述交流电源的零线，交流电源的火线接入PLC上相应的COM输出端子；

根据该间隔内各开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置特点在PLC内编程定义各刀闸的操作条件，操作各刀闸时，先由PLC判断各刀闸的操作条件是否满足，决定是否将所述交流电源接入相应刀闸的机构箱，从而控制该刀闸是否可被操作。

作为本发明系统的一种改进，所述机构箱与与其相连的PLC的Y输出端子之间串联有一五防锁，用于加强本系统的安全性，防止误操作。

所述PLC上还设有用于将其接收到位置信息开关量发送给其他外设如测控屏的通讯接口。

相对现有技术，本发明具有如下有益效果：

1）有利于减少辅助接点的数量，简化电路接线：利用PLC判断刀闸的操作条件，只需将本间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸等的位置信号开关量接入到PLC内，作一次接线，各刀闸的操作条件的判断都通过PLC内软件实现，无需给所述开关、隔离刀闸、接地刀闸等设置多对辅助接点，也无需敷设多条电缆；

2）更改闭锁条件容易：当需要更改刀闸操作回路的闭锁条件时，只需更改PLC内的程序，无需拆除原有电缆更改接线；

3）具有通讯功能：PLC里配有通讯接口，可将输入到PLC的开关、隔离刀闸、接地刀闸的位置信息开关量通过通讯线传输到其它多种设备，能避免再次缚设电缆监测位置的重复工作。

附图说明

图1表示一个间隔内的刀闸的连接示意图；

图2表示图1中刀闸的电气操作回路的接线图；

图3是对应于图2的基于PLC的刀闸的电气操作回路的接线示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、3对本发明的一种基于PLC的刀闸控制方法和系统作进一步描述：

本发明的一种基于PLC的刀闸控制系统包括母线1M、2M上的母联开关GBM和某间隔内的开关DL、隔离刀闸1G、2G、4G、接地刀闸02G、04G1、04G2、线路有压继电器YJS，及PLC，交流电源1和各刀闸的机构箱2及若干个五防锁3，开关DL、隔离刀闸1G、2G、4G、接地刀闸02G、04G1、04G2、母联开关GBM、线路有压继电器YJS的辅助接点DL’、1G’、2G’、4G’、02G’、04G1’、04G2’、GBM’、YJS’的一端与PLC的X1～X9输入端子一一对应相连，它们的另一端并联后接入PLC的COM输入端子，向PLC发送位置信息开关量，便于PLC可以通过其通讯接口向其他需要获取这些元件的位置信息开关量的外设如测控屏共享信息，无需给所述外设配置另外的辅助接点和相应的连接线。各刀闸1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的机构箱2的一输入端与PLC的Y1～Y6输出端子一一对应相连，各刀闸1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的机构箱2的另一输入端并联后接入交流电源1的零线N，交流电源1的火线L接入PLC上相应于输出端子Y1～Y6的COM输出端子。五防锁3串联在刀闸1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的机构箱2的输入端与PLC上相应的输出端子Y1～Y6之间，用于加强本系统的安全性，防止误操作。

根据图1中该间隔内开关DL、隔离刀闸1G、2G、4G、接地刀闸02G、04G1、04G2、线路有压继电器YJS的位置特点，在PLC内编程定义各刀闸1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的操作条件，由PLC判断各刀闸1G、2G、4G、02G、04G1、04G2的操作条件是否满足，决定是否将交流电源1接入相应刀闸的机构箱2，从而控制该刀闸1G、2G、4G、02G、04G1、04G2是否可被操作。

本发明的PLC也可用于同时控制多个间隔内的刀闸的电气操作回路，由于每个间隔内的刀闸的操作回路，只与本间隔内的开关、刀闸等的位置有关，所以利用PLC控制多个间隔的刀闸操作回路的设置方式，最终可归结于设置多个单间隔内的刀闸的操作回路。

由于各刀闸的操作条件，是根据该刀闸所在间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置特点、在满足电气操作规定的条件下确定的，即各间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器位置确定，则该间隔内的刀闸的操作条件确定，而在PLC内编程定义这些刀闸的操作条件，通过现有技术即可实现，所以本发明的公开是充分的。

本实施例的PLC编程原则见下表：

每次操作刀闸完毕，应断开交流电源，取出五防锁钥匙，保证刀闸控制回路不会被误操作。

本发明的一种基于PLC的刀闸控制方法，包括如下步骤：如图1、2所示，将母线1M、2M上的母联开关GBM和某间隔内的开关DL、隔离刀闸1G、2G、4G、接地刀闸02G、04G1、04G2、线路有压继电器YJS的位置信息开关量输入到PLC，将各刀闸的机构箱2和交流电源1接入PLC，根据该间隔内开关DL、隔离刀闸1G、2G、4G、接地刀闸02G、04G1、04G2、线路有压继电器YJS的位置特点在PLC内编程定义各刀闸的操作条件，由PLC判断各刀闸的操作条件是否满足，决定是否将交流电源1接入相应刀闸的机构箱2，从而控制刀闸1G、2G、4G、02G、04G1、04G2是否可被操作。

为了防止误操作，本实施例中机构箱2的输入端上还串联有一五防锁3。PLC上还设有用于将其接收到位置信息开关量发送给其他外设如测控屏的通讯接口。

Claims (2)

1.一种基于PLC的刀闸控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将母线上的母联开关和某间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置信息开关量输入到PLC；

2)将电源的火线、零线和各刀闸的机构箱接入PLC；

3)根据该间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置特点在PLC内编程定义各刀闸的操作条件；

4)操作各刀闸时，先由PLC判断各刀闸的操作条件是否满足，决定是否将所述电源接入各刀闸的机构箱，从而控制各刀闸是否可被操作；

所述各刀闸的机构箱的输入端上还串联有一五防锁；

所述PLC上还设有用于将PLC接收到位置信息开关量发送给其他外设的通讯接口。

2.一种基于PLC的刀闸控制系统，包括母线上的母联开关和某间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器，及交流电源和各刀闸的机构箱，所述母联开关、间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器都具有辅助接点，其特征在于，所述刀闸控制系统还包括PLC，所述母联开关、间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的辅助接点的一端与所述PLC的X输入端子一一对应相连，它们的另一端并联后接入PLC的COM输入端子，以向所述PLC发送位置信息开关量，各所述刀闸的机构箱的一输入端与所述PLC的Y输出端子一一对应相连，各所述刀闸的机构箱的另一输入端并联后接入所述交流电源的零线，交流电源的火线接入PLC上相应的COM输出端子；根据该间隔内的开关、隔离刀闸、接地刀闸、线路有压继电器的位置特点在PLC内编程定义各刀闸的操作条件，操作各刀闸时，先由PLC判断各刀闸的操作条件是否满足，决定是否将所述交流电源接入各刀闸的机构箱，从而控制各刀闸是否可被操作；

所述各刀闸的机构箱和与其相连的PLC的Y输出端子之间串联有一五防锁；

所述PLC上还设有用于将PLC接收到位置信息开关量发送给其他外设的通讯接口。