科学论坛 啊＿ 基于ＰＬＣ的供配电监控系统的研究 荆钊谢华 西昌 ６１ ５０４２） （四川烟草工业有限责任公司西昌分厂卷烟制造部 四川Ｉ ［摘要］近年来，ＰＬＣ控制在炯厂的自动化领域使用也越来越普遍，尤其在变电站继电保护中已经用可编程控制器（ＰＬＣ）代替了传统 的继电器，实现了利用ＰＬＣ构成自动重合闸装置的控制系统。ＰＬＣ以其高可靠性、适应工业过程现场的联网功能特点，广泛的应用于烟厂的生产 工艺过程。 ［关键词］ＰＬＣ 供配电 监控系统 中图分类号：ＴＭ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ００９—９１ ４ｘ（２０１０）１ ７—０００卜０１ 一 供配电监控系统的功能需求分析 Ｉ）运行监视功能主要包括变电所正常运行时的各种信息和事 故状态下的自动报警，所内监控系统能对设备异常和事故进行分类， 设定等级。当设备状态发生变化时推出相应画面。事故时，事故设备 标识闪光直至运行人员确认，可方便地设置每个测点的越限值、极限 值，越限时发出声光报警并推出相应画面。 ２）事故顺序记录和事故追忆功能对断路器、隔离开关和继电 保护动作发生次序进行排列，产生事故顺序报告。 ３）运行管理功能 可进行自诊断，在线统计和制表打印，按 用户要求绘制各种图表，定时记录变电站运行的各种数据，采集电能 量，按不同时段进行电能累加和统计。同时还能记录设备的各种参数， 检修维护情况，运行人员的各种操作记录等。 ４）远动功能 在站控层设置远动终端，按双通道考虑。可从 计算机网络上直接获得所内全部运行数据，可与调度端的ＥＭＳ主站进 行通信，将其所需的各个遥测、遥信和电能信息传给调度端，同时也 可接收调度端发来的各种信息，并具有通道监视功能。 ５）自诊断功能可进行自诊断，将无功控制通过控制低压侧电 容器的投切来控制无功功率。 ６）远方维护和远方诊断功能 ＝．供配电监控系统的参数采集及接口设计 其实烟厂供配电监控系统主要包括两种类型的参数：模拟量和 开关量。模拟量指包含具体数值可以量化的数据，开关量指仅包含状 态的数据，可用于逻辑判断。 １）各主要设备的模拟量有：主变压器：各侧电流、有功功 率、无功功率、线圈温度、油温；站用变压器：低压侧电流、低压侧 电压；线路：电流、有功功率、无功功率：母线：电压、频率：分段／ 母联：电流；静态补偿装置：电流、无功功率；直流系统：蓄电池正 反向电流、蓄电池电压、充电器进线电流和电压、直流母线电压、直 流系统正对地电压、直流系统负对地电压。 ２）各主要设备的开关量有：所有高压断路器位置（双位）： 所有隔离开关（双位）、接地刀闸位置：３ ８ ０ Ｖ断路器位置；重要 的３ ８ ０ Ｖ电动机断路器位置；直流主回路开关位置；保护动作总信 号：重合闸动作信号：各自投动作信号；变电站事故总信号；就 地／远方转换开关位置；断路器操动机构异常信号；控制回路断线 信号；保护报警信号；保护装置故障信号；本体设备异常信号；自动 装置异常信号；直流系统异常信号；火灾报警装置故障信号。整个监 控系统应具有如下通信接口：远动通信接口（预留接入局域网手段）； 与保护装置的通信接口；与直流系统的通信接口；与电度计量装置的 通信接口；与消防报警装置的通信接口；与ＧＰＳ的对时接口；与视频 监控系统的接口。 三 ＰＬｃ软件设计 本设计的关键问题在于供配电自动控制在Ｂｅｃｋｈｏｆｆ系列ＰＬＣ中 的实现，所以此处所涉及到的ＰＬＣ软件都是以Ｂｅｃｋｈｏｆｆ系列ＰＬＣ为 基础的。在ＰＬＣ中一般提供的编程语言有梯形图、功能图和语句表等 形式。梯形图编程是当今使用最为广泛的编程方法，其优点是直观易 懂，易于修改。根据系统工况要求的分析，采用梯形图编程不仅简单 直接有利编译和修改，而且使后期的程序的扩展更加简便，具有很大 的优越性。 ３．１控制要求 １、正常供电时所用电１、所用电２分别为母线Ｉ、母线Ｉ Ｉ供 电，中间连线断路器断开。 ２、有一路母线失压，故障电源切除后中间连线断路器合闸， 另一路电源为两路母线供电。若母线复压，复压母线进线断路器合 闸，中间母线断开。 ３、两路母线均失压，切断两路电源进线断路器后延时，白备 发电机投入。有一路母线复压则复压母线进线断路器合闸，自备发 电机切断。 ４、备用电源自动投入的基本要求： （１）当常用电源失压或低压时，备用电源自动投入装置应先将该 电路电源切除后，备用电源自动投入。（２）常用电源切除或备用电源 无电时，备用电源自动投入装置都不该动作。（３）备用电源自动投入 装置只允许动作一次。（４）常用电源正常停电操作时，备用电源自动 投入装置不应动作，以防备用电源投入。 ３．２控制流程图 图１备用电源自投入流程图 ３．３ ＰＬＯ程序编制 １、首先，起动ＴｗｉｎＣＡＴ ＰＬＣ并选择“Ｆｉ１ ｅ…Ｎｅｗ”选项。 ２、点击“Ｐｒｏｊｅｃｔ～Ａｄｄ Ｏｂｊｅｃｔ”命令来建立一个ＰＯＵ。ＴｗｉｎＣＡＴ ＰＬＣ自动地把这个Ｐ０Ｕ定名为做ＩＮ，不能改变这个名称，也不能改变 这个ＰＯＵ（ＰＲＧ）的类型，因为每个项目需要一个名称为ＭＡＩＮ的程序。 ３、在Ｍ Ａ Ｉ Ｎ中，定义相关器件的地址、类型。 ４、编写程序。编程组织单元（ＰＯＵＳ）由函数，功能块和程序构 成。每个ＰＯＵ由说明语句部分和语体组成。语体用ＩＥＣ编程语言编写： 指令表Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｌｉ Ｓｔ（ＩＬ），结构化文本Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｔｅｘｔ （ＳＴ），功能块图ＦｕｎＣｔｉｏｎ Ｂ１Ｏｃｋ Ｄｉａｇｒａｍ（ＦＢＤ），梯形图Ｌａｄ— ｄｅｒ Ｄｉａｇｒａｍ（ＩＪＤ）或顺序功能流程图Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｈａｒｔ（ＳＦＣ）。 四 总结 随着计算机技术和信息技术的快速发展，对供配电网络进行实 时监测，大大提高了供配电系统的可靠性、安全性。 在控制系统中，ＰＬＣ作为监控系统的一种现场设备，拥有出色的 数据采集和可编程控制能力，以及性能稳定、抗干扰能力强、设计配 置灵活等特点。替代传统继电器的ＰＬＣ控制是一种经济、可靠、实用 的控制系统，不但运行简单，投资少，还可以在离线或在线的状态下 随时修改程序，大幅度提高了供电可靠性。用组态软件开发周期短、通 用性强、可靠性高，采用组态软件作为监控平台，可建立友好的人机 界面，展现集中监控，灵活控制的优势。 开发研究基于ＰＬＣ和组态王的供配电监控系统是非常有实际意义 的工作。供配电监控系统的应用，提高了用电设备的管理水平，充分 发挥了机电设备功能，保障机了电设备稳定运行，节约了机电设备的 能源消耗，降低了机电设备的运行成本。必将全面取代传统供配电方 式，成为供配电监控系统的主流。 因此，供配电监控系统的开发与应用既有经济效益又有社会效益， 极具潜力，值得推广。 参考文献： ［１］王艳涛《组态王和Ｐ ＬＣ在锅炉控制系统中的应用》电子技 术．２００５（４）．Ｐ５５－５６． ［２］徐书杰《智能建筑供配电系统监测研究》山西建筑．２ ００６． Ｐ１ ７９一ｌ８１． ［３］吴作明《工控组态软件与ＰＬＣ应用技术》北京航空航天大学 出版社．２００７．Ｐ卜２８６． ［４］丁婚娴《电力监控系统在智能建筑中的应用》电网技术． ２ＯＯ６．Ｐ】８９—１９２． 科技博览ｌ １