岸上电力控制工程

岸电系统的PLC和HMI控制系统

岸上供电PLC不仅应该发送启动、停止或断路器的命令。 它应检查控制机构和所需的权限，发出命令，确认设备响应，并仅允许下一个已批准的操作状态。.

快速回复

PLC 执行批准的操作程序。HMI 应解释系统当前的状态以及操作为何被允许、被阻止或停止。需要其自身响应路径的保护和安全功能，应与常规的监控控制功能保持独立。.

对于高压岸上连接，IEC/IEEE 80005-1包括控制功能。 在VHSC系统范围内进行监控、联动和电力管理。 IEC/IEEE 80005-3:2025 为低压领域提供了相应的框架。 在其定义的应用范围内实现系统功能。.

为什么电力控制需要更多于启动和停止命令

将船只连接到陆上电源时，需要同时实现多个电气和操作状态。.

根据项目的不同，控制决策可能取决于以下因素：

• 所选的泊位和运行模式；;
• 断路器和隔离装置的位置；;
• 转换器的准备状态；;
• 岸到舰的连接状态；;
• 飞行员状态或安全回路状态；;
• 紧急停止状态；;
• 船上许可；;
• 保护状态；;
• 目前控制位置拥有指挥权。.

工程上的挑战不仅仅在于生成一个命令。 这证明了该系统处于执行该命令所需的正确状态。.

操作员可以在每个规定的条件出现之前请求断路器关闭。 已建立。远程控制室可以完全看到系统的情况。 无需对特定设备拥有管理权限。登录的用户 在电气许可状态下，可能被授权发出命令。 阻止了操作。.

在将这些区别转化为 PLC 逻辑之前，需要在控制理念中加以明确定义。.

这个控制层位于更广阔的内部。 岸电系统架构 . 操作顺序也必须与实际情况相匹配。 岸上供电连接程序 .

在编程 PLC 之前定义操作顺序

PLC 软件程序应该贯彻执行已获批准的运营理念，而不是成为唯一体现这种理念的地方。.

在编程开始之前，需要定义操作状态及其之间的转换过程。.

例如，一个项目可以区分孤立状态、可连接状态、已连接状态、已通电状态、运行状态、关闭状态和故障状态。确切的状态模型取决于电气架构和操作程序，并且应根据实际项目情况进行开发。.

同样适用于因果关系逻辑。设计需要定义：

• 哪些条件才能进行手术；;
• 哪些条件会阻碍它的发展；;
• 哪些条件会引发保护作用；;
• 在重置之前必须恢复什么；;
• 哪些反馈证明了操作已完成；;
• 发生故障后需要采取什么措施。.

这种逻辑应该能够在 PLC 的源代码之外进行审查。.

在其中一个岸上供电项目中，运行过程可以在实际执行之前进行检查。该系统支持在线仿真，同时根据预定义的逻辑条件评估各个运行步骤。随着过程的进行，还可以查看执行状态。.

这为工程、调试和运营团队提供了可供审查和测试的控制理念，以便在投入使用之前将其投入实际应用。.

从容忍到指挥，再到确认状态

控制序列应该区分授权请求、已证明的允许操作、已发出命令以及设备状态的确认。.

查阅监管机构

在评估设备状况之前，系统需要确定请求是否来自允许的控制位置。.

项目可能包括本地面板、本地 HMI、远程控制室或其他监控站。控制理念应该明确指挥权所在之处以及如何进行转移。.

不存在任何普遍的规则，即本地控制或远程控制必须始终优先于其他控制方式。 所需的层次结构取决于项目的运营理念。.

检查所需权限

允许性条件是指在允许执行某个特定操作之前必须满足的条件。.

高压岸上连接就是一个很好的例子。 IEC/IEEE 80005-1 将相互关联的场所与安全功能置于 HVSC 系统框架内。.

历史上的 HVSC 课程指导也说明了断路器的操作方式。 取决于等条件，如等电位连接、飞行员状态等。 紧急停机、连接系统状况和船上许可。 必须根据标准和等级规则来检查确切的要求。 适用于该项目。.

在已确定该动作的条件得到验证之前，命令不应成为设备操作的行为。.

发布命令

一旦权限和允许条件得到满足，控制器即可发出所需的命令。.

根据架构的不同，这可能包括：

• 启动或停止岸上电源；;
• 闭合或开启开关装置；;
• 重置受控设备；;
• 选择经批准的操作模式；;
• 执行辅助功能。.

其中一个项目包括本地岸电启动/停止控制、开关装置的开启和关闭功能以及输出调节功能。确切的控制范围仍取决于项目具体情况。.

确认身体反应

发送命令并不意味着设备已达到所需状态。.

关闭断路器的命令和确认关闭断路器的信息是不同的信息。.

在其中一个项目中，控制命令被发送到了连接的控制设备上，而所产生的执行状态则被反馈给控制系统。.

如果序列取决于最终设备的状态，则在进行下一步操作之前应确认所需的反馈信息。.

当设备无法正常工作、位置指示不正确或返回的状态与请求的操作不匹配时，这一点就变得尤为重要。.

允许下一个状态 — 或停止序列

如果所需状态得到确认，序列即可进入下一个批准步骤。.

如果缺少一个允许符，该命令仍然会被阻止。.

如果已发出指令但未得到所需的结果，控制理念就需要有明确的响应方式。根据设备和顺序的不同，这可能包括暂停执行指令、报警失败行为、阻止进一步执行，或进入其他已定义的状态。.

应针对实际设备和序列来指定反馈超时和失败响应行为，而不应从通用 PLC 模板中推导。.

HMI 应该解释为何某个操作被阻止了

仅显示电压、电流和频率并不能使 HMI 成为有效的控制设备。.

对于操作决策，HMI 应该帮助操作员确定：

• 当前的运行状态；;
• 哪个站拥有控制权；;
• 哪些重要许可已被证明存在；;
• 哪些条件正在阻止下一步行动；;
• 指令设备是否达到了所需的状态；;
• 是否由于活动行程或故障而无法重启或重新启动。.

一个特定的阻止理由比一个没有解释的理由更有用。 准备状态或未准备状态。.

这样的信息 系统尚未准备就绪 没有明确指出问题所在。.

这样的信息 关闭了 — 飞行员执V照尚未V颁发 指着需要注意的条件。.

目标不是要在主屏幕上显示所有 PLC 的信息。 目的是让控制决策变得更容易理解。.

总体测量、趋势分析、能源记录以及 SCADA 可视化等都是更广泛的监控体系的一部分。PLC/HMI 控制视图应该专注于那些能帮助理解运行状态和当前控制决策的信息。.

独立控制机构、用户权限和设备许可

这些概念解答了不同的问题。.

如果缺少所需的允许条件，操作员可以获得操作断路器的权限，但断路器关闭命令仍会被阻止。.

一项岸上供电项目通过密码授权保护了重要操作，同时记录了系统操作和参数的变化情况。该控制体系结构在连续运行期间采用了独立的逻辑条件检查。.

因此，用户授权无法替代电气或安全逻辑。.

参数访问也需要相同的隔离措施。调试工程师可以授权更改操作参数，但允许的设置范围应与批准的设备和操作模式保持一致。.

将保护和监督控制作为独立的层级

PLC 控制、电气保护和安全电路可以相互交换信息，而无需执行相同的功能。.

在需要采取直接保护性反应的情况下：

监管路径还有另一个目的：

在其中一个 HV 型岸电项目中，电位隔离回路的失活导致了 在同时传递了相同的条件的情况下，通过硬接线断路器路径进行切换。 用于系统级处理的PLC。异常情况也导致断路器停止工作。 闭合动作和过渡到工作姿势。.

国际标准框架也区分了普通监管沟通与紧急功能。.

IEC/IEEE 80005-2:2016涵盖了非紧急监控和控制功能的岸上数据通信，而紧急功能则在适用的岸上连接安全框架下单独处理。.

因此，控制理念需要确定哪些功能需要专用保护或安全路径，哪些功能则可以通过监督控制器进行协调。.

通信故障是控制问题，而非一种通用飞行命令

通信故障并不针对每个信号都提供一个正确的响应。.

第一个问题是通信路径的作用是什么。.

监控数据的丢失与远程控制功能的丧失不同。 远程命令路径的丢失与主动控制序列所要求的设备反馈的丢失也有所不同。.

根据架构和受影响的功能的不同，响应可能包括：

• 将某个值或状态标记为不可用；;
• 生成通信警报；;
• 阻止远程命令；;
• 在架构和功能允许的情况下，保留本地运营；;
• 由于没有可用的所需反馈，导致序列的运行无法继续；;
• 依靠独立的安全或保护路径来执行非常规的监管通信功能。.

控制理念中需要定义所需的响应方式。.

仅仅声明了这些规范 沟通中断 = 旅行 如果不明确识别出受影响的功能，它可能与完全忽略通信中断的功能一样不完整。.

控制错误可能导致物理设备出现问题

PLC 的逻辑是软件的，但它控制的设备却是物理的。.

在其中一个岸上供电项目中，电流是通过 CT 进行测量的，然后通过 PLC 发送到 PLC，以便辅助开关功能能够根据实际运行情况做出响应。.

在该应用中，延迟切换会导致电流限制电阻暴露时间超过预期，并可能导致损坏。因此，采用了控制逻辑、现场验证和硬件措施相结合的方式。.

当物理过程依赖于时间或状态时，控制逻辑就需要根据该物理过程进行验证。.

只有当输入、反馈、时间以及故障响应能够被定义和测试时，额外的自动化才是有用的。.

我们将在另一篇文章中单独讨论相关的变压器启动问题。 岸上电力变压器过流问题文章 .

测试允许、被阻止和失败状态下的逻辑

功能性 FAT 应该验证三个不同的条件。.

阻塞状态测试可能涉及缺连接、允许模式、紧急停止状态、无法使用的命令权限或设备反馈缺失等情况。.

失败国家测试可能涉及以下内容：

• 控制装置未能响应；;
• 相关通信路径的丢失；;
• 出乎意料的或相互矛盾的反馈；;
• 序列期间的保护行程；;
• 恢复控制权，并随后实现复苏。.

在进行测试之前，应就预期反应达成一致意见。.

一项工厂测试结合了PLC与控制器之间的通信，以及物理电磁锁和激活状态锁。.

在一次船上连接过程中，在电缆连接后以及在将岸上电源投入运行之前，也对安全锁电路进行了检查。.

仅仅测试PLC而忽视物理设备是不够的。 验收计划应考虑从指挥到设备响应以及反馈状态的完整过程。.

因此，功能控制测试应该成为更广泛的测试体系的一部分。 岸电制造和FAT工艺 .

PLC 和 HMI 编程开始前需要确定哪些内容

“PLC 和 HMI 是必选项”并非控制规范。.

在编程开始之前，需要提供足够多的项目信息，以确定控制系统需要协调哪些功能。.

这些输入可以使 PLC/HMI 的功能范围与 完整的岸上电力系统 在编程开始之前。.

常见问题解答