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一、国外PLC发展概况
PLC自问世以来,经过40多年的发展,在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。
目前,世界上有200多个厂家生产PLC,较的:美国:AB通用电气、公司;日本:三菱、富士、欧姆龙、松下电工等;德国:西门子公司;法国:TE 施耐德公司;韩国:三星、LG公司等。
二、技术发展动向
1. 产品规模向大、小两个方向发展
大: I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描
速度高速化。
小: 由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本。
2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3. 不断加强通讯功能
4. 新器件和模块不断推出
的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等化模块。
5. 编程工具丰富多样,功能不断提高,编程语言趋向标准化
有各种简单或复杂的编程器及编程软件,采用梯形图、功能图、语句表等编程语言,亦有的PLC指令系统。
6. 发展容错技术
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7.追求软硬件的标准化。
三、国内发展及应用概况
我国的PLC产品的研制和生产经历了三个阶段:顺序控制器(1973~1979)——一位处理器为主的工业控制器(1979~1985)——8位微处理器为主的可编程序控制器(1985以后)。在对外开放政策的推动下,国外PLC产品大量进入我国市场,一部分随成套设备进口。如宝钢一、二期工程就引进了500多套,还有咸阳显象管厂、秦皇岛煤码头、汽车厂等。现在,PLC在国内的各行各业也有了大的应用,技术含量也越来越高。为适应工业环境使用,与一般控制装置相比较,PLC机有以下特点:
1. 性高,抗干扰能力强
工业生产对控制设备的性要求:
①平均故障间隔时间长
②故障修复时间(平均修复时间)短
任何电子设备产生的故障,通常为两种:
①偶发性故障。由于外界恶劣环境如电磁干扰、高温、低温、过电压、欠电压、振动等引起的故障。这类故障,只要不引起系统部件的损坏,一旦环境条件恢复正常,系统也随之恢复正常。但对PLC而言,受外界影响后,内部存储的信息可能被破坏。
②性故障。由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障。
如果能限制偶发性故障的发生条件,如果能使PLC在恶劣环境中不受影响或能把影响的后果限制在小范围,使PLC在恶劣条件消失后自动恢复正常,这样就能提高平均故障间隔时间;如果能在PLC上增加一些诊断措施和适当的保护手段,在性故障出现时,能很快查出故障发生点,并将故障限制在局部,就能降低PLC的平均修复时间。为此,各PLC的生产厂商在硬件和软件方面采取了多种措施,使PLC除了本身具有较强的自诊断能力,能及时给出出错信息,停止运行等待修复外,还使PLC具有了很强的抗干扰能力。
·硬件措施:
主要模块均采用大规模或大规模集成电路,大量开关动作由无触点的电子存储器完成,I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路。
① 屏蔽——对电源变压器、CPU、编程器等主要部件,采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽,以防外界干扰。
② 滤波——对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波,如LC或π型滤波网络,以或抑制高频干扰,也削弱了各种模块之间的相互影响。
③ 电源调整与保护——对微处理器这个部件所需的+5V电源,采用多级滤波,并用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。
④ 隔离——在微处理器与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效地隔离I/O接口与CPU之间电的联系,减少故障和误动作;各I/O口之间亦彼此隔离。
⑤ 采用模块式结构——这种结构有助于在故障情况下短时修复。一旦查出某一模块出现故障,能换,使系统恢复正常工作;同时也有助于加快查找故障原因。
·软件措施:
有强的自检及保护功能。
①故障检测——软件定期地检测外界环境,如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等。以便及时进行处理。
②信息保护与恢复——当偶发性故障条件出现时,不破坏PLC内部的信息。一旦故障条件消失,就可恢复正常,继续原来的程序工作。所以,PLC在检测到故障条件时,立即把现状态存入存储器,软件配合对存储器进行封闭,禁止对存储器的任何操作,以防存储信息被冲掉。
③设置警戒时钟WDT()——如果程序每循环执行时间过了WDT规定的时间,预示了程序进入死循环,立即报警。
④加强对程序的检查和校验——一旦程序有错,立即报警,并停止执行。
⑤对程序及动态数据进行电池后备——停电后,利用后备电池供电,有关状态及信息就不会丢失。
PLC的出厂试验项目中,有一项就是抗干扰试验。它要求能承受幅值为1000V,上升时间1nS,脉冲宽度为1μS的干扰脉冲。一般,平均故障间隔时间可达几十万~上千万小时;制成系统亦可达4~5万小时甚至长时间。
2 .通用性强,控制程序可变,使用方便
PLC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后,在生产工艺流程改变或生产设备新的情况下,不必改变PLC的硬设备,只需改编程序就可以满足要求。因此,PLC除应用于单机控制外,在工厂自动化中也被大量采用。
:干线控制系统具有造价省、建设的优点,而使用PLC来构建,大大降低了硬件开发的周期,易于推广应用。
关键字:干线控制机;路口信号机;可编程控制器(PLC);线控优化算法
城市交通控制系统可以有效改善交通,缓解交通拥堵,提高路网的服务水平,增加系统交通流量,减少延误时间和停车次数,减少燃油消耗,降低交通噪声及尾气带来的环境污染,提高交通性,从而促进城市经济建设的进一步发展。
然而实施一个集中控制式城市交通控制系统需要昂贵的造价、建设周期长,一些中小城市难以承受,而且中小城市的交通信号控制往往只集中于有限的几条主干道上的路口,控制方式选择干线控制较为理想实用,所以开发一个中小规模的干线控制系统符合中小城市交通控制的需求,同时该系统也适用于大城市中未受控制交通控制系统控制的干道上各路口的交通信号协调控制。干线控制系统与集中式自适应城市交通控制系统相比具有造价省、建设的优点,易于推广应用。
干线控制系统主要由干道各路口的信号机和位于某路口(一般定义为关键路口)的干线控制计算机(路口线控计算机)组成,如下图所示。
路口线控系统组成
可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用多的一种设备。认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、/CAM将成为工业生产的三大支柱。 PLC是在继电器控制逻辑基础上,与3C技术(Computer,Control,Communication)相结合,不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制,发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
1)信号控制机
功能及性能指标
·符合人民共和国公共行业标准GA47-2002《道路交通信号控制机》;
·工作方式有:关灯、全红、黄闪、多时段定时控制、感应控制、无电缆协调、区域协调控制(包括干线协调方式);
·具有硬件手动控制及上位机用户的软件手动控制;
·可与上位机(干线控制计算机)进行相关数据通讯;
·至少可接入32路检测器、驱动48路信号灯;
·多可执行16个相位信号控制,可设置运行32个时段、32个方案、16个特殊日时段方案;
·可通过手持设备或面板上的按键方便地设置相关参数;
·具有显示屏幕,直观显示信号机的相关工作状态及相关参数;
·可在全天候下工作。
2)干线控制计算机
功能
·与信号机通讯,信号机发来的信息、输出相关命令至信号机;
·具有良好的用户界面,显示当前干线控制系统运行信息及配置信息,并接收处理用户的输入;
·根据优化算法及相关信息计算各信号机的控制参数。
结构
硬件上可用成熟稳定的工控机及另配多串口扩展卡组成,也可用PC104嵌入式微机及串口扩展板组成,主要负责对干线下辖的信号机进行通讯控制,同时预留与上一级控制机的通讯扩展接口,主要设备需满足工业环境下运行的要求。
软件上主要是各信号机的相关信息,通过线控优化算法计算控制参数(周期、绿信比、相位差),送至相关信号机付诸执行;同时也用户的干预输入,将用户命令进行分析后,对系统配置进行修改或送至相关信号机;另外还将各信号机的执行情况在用户界面上显示。结构如下图所示。
干线控制计算机软件结构示意图
干线控制机与路口信号机也可采用PLC可编程控制器做为主控制器,从原理上,两者可合并为一,选型的主要出发点是:
1) 输入输出点满足120点以上;
2) 具备实时时钟;
3) 具备RS232或422通讯接口;
4) 可构建点对点通讯或串行总线通讯;
5) 具备寄存器数据化管理功能;
6) 数据处理速度0.7us
7) 模块具有自诊断功能。
3) 路口信号机与干线机之间的通讯
l通讯结构
信号机与干线控制计算机之间的通讯目前仍采用串行口RS232C方式,通讯结构为点对点的方式(如下图所示),设备可采用MODEM加电话线或光端机加光缆或串口设备加专线的方式进行。在干线控制机一端采用多串口扩展设备。路口线控系统通讯结构
通讯接口内容
·信号机与上位机(干线控制计算机)之间的握手协议,及相关连接规程;
·信号机传送的信息:
日期时间;
当前的控制方式、时段、方案;
相位切换通知;
各组成部分的故障状态;
检测器的状态及实时的原始数据;
流量及占有率数据;
配置参数的改通知;
配置参数的相关内容。
·上位机(干线控制机)发送的命令:
设置信号机的日期时间;
信号机各种信息的查询,如查询信号机的日期时间、控制方式、时段方案、相位执行情况、信号机各组成部分的故障状态等命令;
读写信号机的各个配置参数;
设置信号机的控制方式,如将信号机工作方式降级为单点及人工干预降级等等;
设置信号机为软件手动工作方式,可远程手动控制相位的执行。
4) PLC构建信号控制器的实现
在PLC控制中选用KOYO S 系列中性能价格比较高的中型PLC SU-6M,其性能能够满促控制功能,并且可以使用ASCII-BASIC模块进行复杂的运算,使用DIRECTSOFT编程软件进行复杂程序编程,提高速度和降。
SU-6M CPU模块内包含有RS-232/422通讯接口,可以用来连接触摸操作的可编程操作显示器GC-53LM3,在这个操作显示器上设定/显示所有的工作数据,运行情报和给PLC辅助运行指令,由于这个操作显示器的使用,所有的人机接口的操作非常直观和方便。
如果干线控制机也使用PLC构建,则需要扩展通讯端口,可使用DM模块。DM是数据通讯接口模块,用于整个干线或系统,指挥的联网运行。在这个网络上,可以根据网络中的站数决定是否采用管理PLC。站数较多时为了减轻计算机的负担采用专门的PLC对下级各种采集数据;站数较少时直接由上位计算机采集也可以。
为满足信号机大量的实时运算要求,可使用ABM模块。ABM是SU系列 CPU 上使用的 ASCII/BASIC 协处理器(Co-processer)模块,在ABM模块内通过BASIC程序进行复杂的数据运算,与PLC内的运算相比,不仅编程简单,速度快,重要的是可以完成SU-6M PLC 不能而的运算,例如浮点数据运算,三角函数,字符串处理等。模块通讯口可以外接通讯型显示器,计算机,打印机等。
ASII-BASIC 模块及语言:
ABM模块通过BASIC语言程序,可以访问PLC的I/O点,中间继电器等位功能存储器,以及数据寄存器。位功能存储器的状态和数据寄存器的内容也可以被ABM控制。
SU-6M CPU的ABM模块可以安装在任意位置,并且不占I/O点。(SR系列的ABM模块略有不同。)
PLC系统上电时,ABM模块可以根据设定进入RUN或COMMAND 方式,在RUN方式下执行BASIC程序的内容,在COMMAND 方式下执行键盘键入的命令。ABM的运行于PLC CPU 的运行没。
RUN方式下的ABM BASIC语言和语法与通常BASIC相似,特别是ASIC,ABM程序可以几乎经过修改在ASIC系统下运行,只不过ABM程序中对PLC功能存储器的访问在ASIC中会被当作数组来操作,例如:SU6-R(1400),SU-6M(1000)在ABM程序中访问数据寄存器R1400和中间继电器M1000而同样程序在ASIC中会被当作大的数组。
COMMAND的方式下的命令包括程序的传送,参数地设定,打印程序等菜单操作,以及直接命令的键入,例如删除、保存、列表程序,选择程序,运行程序,运行方式改变等。
5) 线控优化算法
信号控制的基本参数是周期、绿信比和相位差。线控的算法可借鉴自适应交通控制系统中的子区优化算法,线控各路口中有一个关键路口,关键路口的周期作为所有路口的共同周期,绿信比针对各个路口单进行调节,相位差对所有路口进行优选。
·检测器数据预处理
通过原始检测数据获得交通每个车流通行的周期流量及占有率数据,由于交通流的随机性波动,所以为反映实时交通变化的趋势及避免控制方案频繁的变动,应对检测器数据作平滑处理。平滑的方法是将当前周期的数量与前几个周期的数据作加权平均。
·饱和度的确定
以相位车辆占用的绿灯时间与车辆通行的有效绿灯时间之比作为此相位的饱和度。
·信号周期的优选
周期大小由关键路口决定。线控算法收集三个周期内路口的交通数据,三个周期内有两个周期需增加或减少周期长度,则决定了周期变化的方向。周期的变化幅度由路口的饱和度、周期大小相关因子来确定,范围在±(1-6秒)内。线控启动时取关键路口当时的周期作为起始周期长度。
·绿信比的调节
绿信比的调节针对各路口单进行,采用“等饱和度原则”分配各相位的绿灯时间,且使各相位绿灯时间的变化值在±(1-4秒)的范围内。
·相位差的优选
相位差反应了各路口间的协调。确定线控的路线,根据各路口的信号周期、绿灯时间、相位色步序列、路口间距、路段平均车速等计算路口间的相位差。目标是使线控路线的上下行绿波带宽度大。相位差的变化范围在±(1-4秒)之间。
使用PLC做为信号控制器的主控单元,大大降低了硬件开发的周期。由于其具有强大的通讯和计算能力,使得信号机的实时控制需求得到了充分的满足。
在空中客车位于德国的工厂中,有过8000名雇员进行A318、A319和A321型飞机进行组装。在这个研发和制造里,同时组装或定制A320、A300和A310的机舱装置。通常旅客并不知道组装一架飞机需要多少线缆,多大水压,多少燃料或多少空气压力,这不要紧,只要飞机是的就行。这就使得生产厂商确保机舱绝无泄漏。在这个工厂中,FAL部门的工程师们协同其他部门负责对开发的新设计、新方案进行检测。
一个完整的检测程序由过15个立检测单元组成
为了检测燃料系统和空气压力系统装置,工程师们设计使用一台Pro-face人机界面以便进行多项模拟检测。空中客车的Sven Schadlich项目工程师解释如下:“步是一项管道泄漏检测用来检测燃料系统是否泄漏。在这套检测系统中,有过15项的立检测单元。下一步是空气释放检测,所舱内的空气存储系统都进行检测。在这项检测中,我们检测所有的气门以避免在机翼在起飞和降落过程中结冰。通过在机翼前部释放热空气就能够避免这一潜在的致命危险。
使用触摸屏操作的型检测设备
检测设备由控制面板、空气压力调节装置、压力测量装置、气门、压力传感器和指示器,以及西门子S7300PLC组成。空中客车选择了Pro-face的GP2000系列产品作为检测设备的操作和控制面板,通过MPI方式与PLC通讯。Sven Schadlich工程师、Jurgen Hintze工程师和Jurgen Lohmann工程师负责开发了这套的检测设备。
提到的,检测中工程师根据整体检测的要求分布进行两大项检测。而新的检测设备所需的时间只有原来的三分之一。原来的试验设备中有两台车且在飞机附近,而每辆车同时各自配备自身的压力检测装置。一种类似煤油的液体会被灌进管道中并加压以检测密封性,即使管道系统工作正常这个过程也是非常耗时的。结束之后,把液体抽出并清洁被的部分。如果发现了泄漏,程序将加复杂。
新的检测设备由一个单的控制台组成,装有一台Pro-face的人机界面监视和控制所有检测项目。管道中将充满空气以替代燃料,但不仅仅是这一点改进,操作工程师不但能获得某一时间点所需的信息,而且被检测管道中的压力变化(从350mbar到2100mbar)都全部以图表的形式在触摸屏上显示。
当输入相应的压力设定值后,检测将自动进行,高压空气在被检测管道中停留规定的时间。在此过程中,如果压力下降到一定的范围,检测将停止并在触摸屏上显示管道泄漏需维修的信息。相应的,换管道元器件或者拧紧接口,然后重新进行检测。
在检测过程中很重要的一点就是在检测未结束前不能向相互连接的管道再加压进行下一项测试。具体的例子比如对于覆盖物的绷紧测试,覆盖物就如同燃料管道的罩子,也立成为一个封闭的系统,在对于覆盖物的检测没有结束时,不能对内部管道进行检测。
Sven Schadlich工程师使用Pro-face画面组态软件GP-PRO/PBIII中的互所功能以解决这一问题。这项功能能够让用户在PLC地址位传送一个预先设定值以表达“测试结束”之前,锁定操作面板上的某一个按钮。这一功能的实现任何PLC附加编程,只要用户在编辑画面过程中选择要锁定按钮的相应设置就可以了。另外,通过内置脚本D-bbbbbb可在面板上实现大量、各种各样的控制和管理,从而大大节省PLC的工作。
根据整体检测的要求,各个检测单元的各项压力、时间、变量等数值都可以存储于触摸屏里。密码保护防止错误信息输入。另一个使的空中客车选择Pro-face的原因是对于检测过程中使用的危险液体的抗腐蚀性。即使是腐蚀性高压液体也不会损伤Pro-face人机界面的板。此外GP2600T的薄外观也令空中客车十分满意。
日常使用已证明了新检测设备的。多的Pro-face人机界面正在被使用于检测机舱空气储备系统的管道和水压控制装置。特别是直观的操作和清晰的过程监控大大降低了工程师的工作强度。从此以后,乘客们能够轻松地坐在座位上享受一个愉快的飞行了
1 引言
地铁的供电系统为地铁运营提供电能。无论地铁列车还是地铁中的辅助设施都依赖电能。地铁供电电源一般取自城市电网,通过城市电网一次电力系统和地铁供电系统实现输送或变换,然后以适当的电压等级供给地铁各类设备。
地铁采用变电站自动化设计,由于变电站数量多、设备多,在加上其完善的综合功能,信息交换量大,而且要求信息传输速度快和准确无误。在变电站综合自动化系统中,监控系统至关重要,是确保整个系统运行的关键。
变电站自动化系统,经过几代的发展,已经进入了分散式控制系统时代。遥测、遥信、遥控命令执行和继电保护功能等均由现场单元部件立完成,并将这些信息通过通讯系统送至后台计算机系统。变电站自动化的综合功能均由后台计算机系统承担。
将变电站中的微机保护、微机监控等装置通过计算机网络和现代通信技术集成为一体化的自动化系统。它取消了传统的控制屏台、表计等常规设备,因而节省了控制电缆,缩小了控制室面积。2 地铁变电站自动化系统组成
在本地铁变电站自动化系统设计中,采用分层分布式功能分割方案。系统纵向分三层,即变电站管理层、网络通讯层和间隔设备层。分层式设计有利于系统功能的划分,结构清晰明了。系统采用集中管理、分散布置的模式,各下位监控单元安装于各开关柜内,上位监控单元通过所内通信网络对其进行监视控制。变电站自动化系统需要对35kV交流微机保护测控装置、直流1500kV牵引系统微机保护测控装置、380/220V监测装置、变压器及整流器的温控装置、直流/交流电源屏等设备进行监控和数据采集。
由于可编程序控制器技术经过几十年的发展,已经相当成熟。其品种齐全,功能繁多,已被广泛应用于工业控制的各个领域。用PLC来实现地铁变电站自动化的RTU功能,能够很好地满足“三遥”的要求。本系统采用了Modicon Quantum系列PLC,来实现变电站自动化的RTU功能。Quantum具有模块化,可扩展的体系结构,用于工业和制造过程实时控制。对应于变电站的电压等级和点数的多少,可以选用大、中、小型不同容量的PLC产品。
随着当地保护装置功能的日益强大,可以通过与保护装置的通讯来实现遥控和遥信功能。一些特殊要求的情况下,采用DI、DO、AI模块来实现遥控和遥信。使用PLC的DI模块来实现遥信、用PLC的DO模块来实现遥控、用PLC的AI模块来实现遥测、用PLC的通信功来完成与微机保护单元的通讯。利用PLC的各种模块可以很方便的实现“三遥”基本功能。3 地铁变电站自动化系统设计
3.1 系统结构
变电站管理单元内的主监控部分采用可编程控制器PLC。CPU模块采用80586处理器,主频66MHz,内存2M,并配有存放数据、可调参数和软件的 RAM和FLASH MEMORY。能对CPU及I/O进行自诊断
间隔层的微机保护装置经过RS-485总线分成几个组,连接到网桥的Modbus通讯口上,通过网桥收集数据并将这些数据通过MB+网络送到主监控单元PLC。
系统的主监控单元可通过可编程网桥编制不同的规约,满足与不同智能设备之间的接口需要。MODBUS网桥NW-BM85C002 MB+网桥/多路转换器,每台网桥具有4个通讯口与间隔层的智能设备通讯,网桥将MODBUS协议的数据进行协议转化,通过MB+网络与PLC建立网络通讯;同时在信号屏中还配有可编程网桥NW-BM85C485,通过MB+网络与PLC连接,每个可编程网桥具有四个通讯协议可编程的RS-485口,在本方案中对其中的两个口进行编程,使之通过IEC-60870-7-101与控制通讯。
系统网络通讯层向上通过可编程网桥的RS-422接口采用IEC60870-5-101标准规约实现与控制通讯;向下网络通讯层通过网桥RS-422接口MODBUS标准规约实现与主变电站内的各开关柜或保护屏内的微机综合保护测控单元等智能装置通讯,满足变电所综合自动化系统控制、测量、保护的技术要求。通过网桥与智能设备及控制通讯,由网桥实现协议转换,降低PLC的CPU模块负荷率,提高系统的性。
配置液晶显示器,用于变电所内监控、软件维护,设备调试,站控层操作等人机接口。带有液晶显示器实现站内数据的显示和控制。液晶显示以汉字实时显示所内所有事故、预告信号、所内各微机综合保护测控单元的运行状态。事件变位的内容、时间等。当多个事故信号同时发生时,液晶显示报置按新旧次序,在所内时间分辨率的范围内依次显示各种信息,并能存储。操作员通过按钮对显示进行选择,必要时操作员可通过该组操作按钮对开关进行所内集中控制。
“就地-远方”控制切换装置。为便于系统运行的需要,在信号屏内装有“就地-远方”切换开关,实现就地控制和远方控制之间的方式切换和闭锁。在变电站控制上,方便分层控制和管理。
系统的电源采用冗余配置,系统输入两路直流电源,**系统在一路电源失电时,系统仍可无扰动运行,提高系统的性。3.2 开放式、宜扩展性设计
可以与满足相应标准规约(profibus, spabus, modbus等)的其它公司相关的(IED)互联进行信息交换。充分考虑到变电站扩建、改造等因素,间隔层设备基于模块式标准化设计,可根据要求随意配置,变电站层设备设置灵活。
网络通讯层设计考虑到工业以太网、CAN、422、modbus+等现场总线的接口设计,能充分满足大流量实时数据传送的实时性和性。
3.3 软件设计
PLC软件方面,由于PLC以循环扫描和中断两种方式来执行程序。为了完成所有RTU功能,PLC采用循环扫描方式,与各个间隔层保护单元进行通讯。通过Modbus总线,读取各个保护单元的遥测、遥信信息,同时通过总线通讯对各个智能保护装置进行设点操作,实现对开关的遥控功能。本系统采用了Quantum系列PLC配套的concept编程软件中的FBD方式,进行了PLC的组态,实现了变电站自动化的三遥功能。
如图2所示的遥控功能的组态。通过使用合适的功能块的组合,可以实现你所要的功能。其中的功能块有concept软件的FFB libarary 提供的标准功能块,也可以自己定义,自己特的功能块。
遥信的实现,有两种方式。一种是通讯方式,当变电站设备发生变位时,通过PLC与智能保护装置的通讯,读取变位的信息到PLC中,并将其上送给控制。另一种为DI模块方式,通过连接设备的位置继电器,PLC的DI模块能够感知设备的变位信息
遥测的实现也包含两种方式。一种是通讯方式,PLC通过与智能保护装置的通讯,实时保护装置的遥测量信息,相当于由保护装置完成现场级的采集功能。另一种为AI模块方式,由PLC自己来完成现场的遥测量,并将采集到的数据存放在RAM中。网桥将RAM中的遥测量信息,作为二级数据,实时的与控制进行通讯。
网桥中的报文接析程序分析控制传来的报文,如果分析认为其是遥控报文,对其进行报文解析,将的遥控对象信息写入PLC,由PLC程序与智能保护装置通讯,来完成遥控功能。
3.4 系统功能及特点
变电站自动化实施对变电站各种设备进行实时控制和数据采集,实现对各种设备的微机控制、监视、逻辑闭锁、微机测量以及实现所间开关联跳功能。
变电站自动化系统的特点:
(1) 完善的自检功能,除通过通信对各单元进行监控外,各单元中保护和监控模块都具有强的自检功能,同时二者相互监视,一旦发生异常,及时报警,提高系统运行性。
(2) 开关、闸状态信息采用常开及常闭双位置接点,通过软件判断其合法性。
(3) 监控系统采用PLC代替传统的RTU,各智能模块采集的数据通过现场总线上传到通讯控制器。
(4) 取消了常规光字牌,采用计算机模拟光字牌,并按不同电压等级的分层模式来显示。
(5) 简化防误闭锁设计,重要设备之间用硬接线实现闭锁功能,综合自动化软件具备软件逻辑判别功能,但考虑到已有运行和检修经验,一般不在后台软件中进行闭锁。
(6) 对暂态变位信号,经软件处理,采用自保持方式,未经人工确认信号不会消失。4 结束语
在实际运行中,网桥与控制的双通道设计,给运营和检修带来了很大的便利。因为是软件自动切换,克服了进口系统手动切换通道的缺点,通道的状态由软件来判断,大大提高了发现问题的及时性。双通道同时出现故障的概率并不是很高,实际运营中有在备用通道长时间运行的情况,这样就给检修人员预留了充足的时间来检查问题。
PLC硬件由于应用工业级性设计,因此实际运行中非常,绝少出现死机的情况,性远采用bbbbbbs操作系统的通用计算机,很好的满足了供电监控的要求。从交付使用到现在PLC还没有出现过硬件故障,凸显了PLC对地铁的潮湿、高温环境的适应性。模块化的设计也使的系统的检修和换为便捷。
需要改进的方面,就是对通信的改进。由于设计中没有采用光纤通讯模块,各设备对由绝缘检修和线缆破损窜进来的高压电,不能非常有效的隔离,会造成设备的高压击穿,造成不必要的损失,计划在今后的设计中对于高电压的隔离方面加以改进,就可以很好的避免这种问题。