太原西门子中国授权代理商通讯电缆供应商
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

太原西门子中国授权代理商通讯电缆供应商

紧凑的结构设计,具有很高的硬件集成度,体积小巧,体积小巧,功能强大;
简便的安装,接线牢靠,平面安装和标准DIN导轨安装可任意选择;
丰富的模块类型,特的高速级联总线多支持7个扩展模块;
丰富的指令集合,200余种逻辑指令与运算指令,并可定制客户特殊应用指令;
实时数据库技术,基于位号的变量引用,无须关心变量,直观有效;
标准的编辑语言,符合IEC61131-3标准的编辑语言LD/FBD/SFC/IL/ST;
实用的离线,方便用户编程与测试,节约大量的现场调试时间;
特的数据保护,确保用户数据存储,避免掉电而导致的数据丢失;
开放的通讯协议,支持标准ModbusRTU通讯协议,可连接多种人机界面或组态软件。
SunyPLC200可编程逻辑控制器的编程工具软件基于bbbbbbs环境;采用符合IEC61131-3标准的5种编程语言(LD、IL、FBD、ST、SFC)、提供68条基本指令,160余条扩展指令;大可支持64个程序、512个功能块;支持多种功能,如中断处理(事件中断和时间中断)、高速计数、脉冲输出、脉宽调制等;具备强大的离线功能,连接SunyPLC200设备,即可测试程序逻辑,进行程序调试;具备完善的联机功能,包括程序新(三级密码保护)、在线监视、强制变量、查看诊断信息等功能


1.概述
高压试压泵是一种非常特殊的测试设备,主要应用于高压容器、管路的承受高压力(150~250MPa)测试。受测试容器或管路在经过特定的高压承受能力测试后,才能正常应用于其设计参数的压力范围内,否则,因产品的某些因素所引起的质量问题,在很高的工作压力 (150~250MPa)下会带来较大的事故。

高压试泵控制系统中需要有一台工控机作为其测试数据的记录及建立相应的数据库,工控机必然需要与PLC建立通讯连接。在该系统上采用施耐德电气的 TWIDO系列PLC中的TWDLCAE40DRF后,使用此PLC上的内置以太网接口与工控机通讯,不仅省掉其原来使用的易损坏的RS232- RS485转换器,同时将通讯速率从原来的几十K提高到100M,同时,TWDLCAE40DRF上的内置以太网端口支持同时与其建立的4个通讯联接,这样,在设备的调试过程中,可以在工控机上同时与组态软件与TWIDO的编程软件联接,大地方便了调试过程。

2.系统描述
高压试压泵的控制系统由一块TWDLCAE40DRF的控制器和一块TWDAMM3HT组成其下位控制系统, TWDLCAE40DRF上自带的24个输入点和16个输出点能满足设备对IO点的需求,并且略有节余,考虑到设备的几个主要输出点使用频繁,故将剩余的输出点作为这几个主要控制点的备份,在主要输出点发生损坏的情况下,可以通过输入点或上位机的设置,将损坏的输出点切换到备用输出点上,只需现场的维修人员改接一下线路即可,这样可以避免设备制造方到现场维护的麻烦,为客户节约及时间。

高压试压泵原来使用的控制平台上没有2路模拟量输入并带1路模拟量输出的模块,出于成本的原因,只能选择一块2路模拟量输入模块。这样,设备上需要的压力测试端的传感器的信号,被PLC的模拟量模块与一块数字显示表共用,一路信号被并接到两个电路中,会对其测量值造成一定的影响。选用 TWDAMM3HT后可避免这种情况,高压测试端过来的传感器信号接入模拟量模块后,在程序内部进行运算的同时,再由模拟量输出通道送出,压力数字显示表接到模拟量模块的输出端,这样可以使检测的压力值加准确。

按照设备的控制要求,需要可选择的10段测试压力的测试状态,每段测试的测试时间可调整,加压结束后可选择加压泵是否需要卸压,并可设置卸压压力的值。根据不同的受测试压力器件的测试要求,可以设定相应的测试工艺。基于TWIDO系列PLC的简洁有效的指令结构,可以非常容易地完成控制程序的设计。

3.总结
高压试压泵使用TWIDO控制系统后,客户对测试压力的准确性及与上位机通讯的速度评价很高,并对总体成本有所下降而运行效果加理想的施耐德的解决方案非常满意。




2. 工作原理:
中水处理系统是将生活污水还原成中水的处理过程。应用过的生活污水被集中在调水池中,由充氧机进行充氧。充氧后的水由提升泵提至生化池,由充氧机进行两级生化。在处理过程中还要对生化过的水进行加药,,搅拌等工序,使其能够达到二次使用的可能。处理过的中水由加压泵打到回用池中,由供水泵供给用户在利用。(主要用为冲厕或绿化用水)
3. 系统要求:
a. 调节池曝气机
* 2台(一用一备)380V/1.6KW 要有手/自动切换
* 手动方式:手动控制两台曝气机的切换及每台曝气机的起停。
* 自动方式:自动控制两台曝气机的切换。
要求:当运行曝气机出现热保护时自动转换为备用机。
曝气为间歇方式,曝气半小时,间歇15分钟,以保证生物菌存活。
b. 生化池曝气机
* 一级生化池 2台 380V/2.9KW(一用一备)
二级生化池 2台 380V/1.6KW ( 一用一备)
* 手动方式:手动控制曝气机起停。
* 自动方式:自动控制两台曝气机的切换。
要求:当运行曝气机出现热保护时自动转换为备用机。
曝气机白天12小时连续运行,夜间进入休眠状态,每隔一小时曝气10分钟。
c. 提升泵
* 2台(一用一备)380V/2.2KW 要有手/自动切换
* 手动方式:手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。
* 自动方式:自动控制两台泵的切换。
要求:当运行泵出现热保护时自动转换为备用机。
由PLC根据液位自动控制泵的起停(高起低停),泵的起停与调节池,生化池液位联动,防止溢水。
d. 加压泵
* 2台 (一用一备)380V/1.6KW 要有手/自动切换
* 手动方式:手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。
* 自动方式:自动控制两台泵的切换。
要求:当加压泵出现热保护时自动转换为备用机。
由PLC根据液位自动控制泵的起停(高起低停),泵的起停与提升泵,供水泵,回用池液位联动,防止溢水。
e. 中水供水泵
* 2台(一用一备)380V/3KW 要有手/自动切换
* 手动方式:手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。
* 变频恒压供水方式:系统管网压力设定时水泵减速运转;设定加速运转,一台泵无法满足流量值时另一台泵自动投入运转保系统压力达到设计要求。由PLC根据液位自动控制泵的起停(高起低停)同时与其它泵联动。系统有高低报警及变频器故障自动切换到工频的功能。
f. 反冲洗泵
* 1台 380V/5.5KW 手动控制
g. 加药,计量装置
* 1台 计量泵 220V/0.5KW 与加压泵联动控制
* 1台 搅拌器 220V/0.35KW 手动控制
h. 自来水电磁阀(一个)
回用水池低液位时由PLC控制自动打开电磁阀进行。
4.设备选型
根据以上的技术要求和对整个系统的分析,系统的输入点36个,输出点20个,因此决定选用36入/24出的可编程控制器。这个系统许多的PLC都可满足技术要求。但为了节约成本,在性价比上达到,我们选用了LG的K80S系列PLC K7M-DR60S。原因是LG的PLC价格,编程软件(可省掉编程器),现场调试方便(由笔记本电脑完成)。编程语言绝不亚于其它PLC。
选型目录:PLC LG K80S K7M-DR60S 36入/24出


水力发电机组甩负荷抬机具有严重的危害性,予以。我们只要正确认识发生抬机的根本原因,采用产品可编程控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC,它把计算机技术与继电器控制技术地结合起来)实施PID控制使转轮室-尾水管段不发生水击,就可以抬机。

1.水力机组抬机的必要性

在水力发电生产实践中,水轮发电机组事故甩负荷后,为防转速飞逸要求导水叶快速关闭,而造成过水流量急剧下降导致转轮室真空度急剧变大,转轮室-尾水管段产生水力冲击波(又称水锤,传播速度1000m/s左右)。水锤反冲力与反向水推力之和大于机组转动部分重量时发生抬机,即Pm-Hsρ>Kz时发生抬机(式中Pm----水击产生后盖下大正压强,单位化为kg/cm2;Hs----水轮机的吸出高度值(一般为负);ρ----水的重度;Kz----机组转动部分相对重量kg/cm2)[1]。过去苏联及国内对压力引水钢管内的水锤给予了足够重视,但对转轮室-尾水管段产生水锤带来危害没有给予足够重视。

抬机次数不多似乎不会造成对机组结构的破坏,人们也习惯于从提高材料强度和技术粗糙地减轻抬机程度等方面去应付抬机,无疑这些措施在过去很有积意义。然而事实上,只要抬机存在,累积的结果就会破坏设备,发生重大事故。湖南省1965年8月水府庙水电站4#机、1985年10月安仁大石水电站2#机、1987年9月麻阳马颈坳水电站某台机组等都因抬机而砸断主轴卡环凹处,转子跌落于制动闸上;1988年3月怀化市红岩水电站4#机抬机落下时把主轴卡环凹处砸断一边未及时发现,之后机组重新起动后转动部分偏心旋转,转子四周冷却用风扇叶擦刮发电机定子,定子线棒(绕组)绝缘层被刮掉,强大的内部短路电流使发电机着火,令人触目惊心。

今设抬机高度为h(m),抬起落下后推力瓦碰撞镜板前的速度近似为V=√2gh,若h=0.01m(微抬),则V≈0.443m/s,这个值虽不大,但应注意推力瓦碰撞镜板Δt(非常小)时间后,V变成零;又设推力瓦碰撞镜板时的平均作用力与反作用力大小为F(牛顿),机组转动部分的质量为M(东江M=532000kg;葛洲坝小机M=1266000kg;葛洲坝大机M=1494000 kg;三峡M=2500000kg),则有FΔt=MV,∴F=MV/Δt,从而我们可以发现F大的惊人,并令α=F/Mg。

表1 水力发电机组微抬h=0.01m落下后推力瓦与镜板间平均作用力F(N)与α的值
 


可见Δt俞小,F俞大,冲击应力应变及材料疲劳问题使材料强度再大也难承受,特别是F传递到卡环凹处时就容易造成对主轴的破坏,材料强度大只不过承受碰撞的次数多些罢了,所以水力机组抬机十分必要。

2. 水力机组抬机的正确思路

文献[1]分析了传统的防抬机措施及其存在的原理性缺陷:即强迫式真空破坏阀由调速环下斜块速压而动作,阀之位置处盖下转轮室四周压力较高区,转轮室内进气量很小;自吸式真空破坏阀动作时已形成大真空度,加之水击波在t=(2×25~2×50)/1000=0.05~0.1秒后返回,入气位置虽佳仍进气少;两段关闭导水叶法只能略微减轻不能转轮室-尾水管段水击,对解决大Kz值的机组抬机几乎无效,例如葛洲坝大江电厂14#机在1987年7月4日甩负荷抬机25mm。我们注意到转轮室-尾水管段水击是抬机的根本原因与症结所在,所以水力机组甩负荷抬机的正确思路是:机组甩负荷后为防转速飞逸要求导水叶快速关闭造成转轮室-尾水管段过水流量急剧下降时,为使转轮室-尾水管段不发生水击,应立即不延时自动向转轮室区域(压力较低区)补入与过水减小值相等的压缩空气流量(换算到转轮室压力状态下),以时刻维持转轮室压强在甩负荷前稳定流状态情况下。实现这一目标,利用是易行的,我们可以通过具有PID回路指令的可编程控制器(PLC)根据其CPU进行PID(比例-积分-微分)运算,再用PID运算输出控制电动调节阀调节进气量,重申控制目标就是:时刻维持转轮室压强与甩负荷前稳定流状态下压强一致。

3. 水力机组抬机PLC控制系统硬件与控制程序

3.1 为监测监控转轮室压强,在水轮机盖过流面直径为(D1+Dz)/2的分布圆周上(D1为转轮标称直径;Dz为主轴直径)沿+X、+Y、―X、―Y方向分别布置1号、2号、3号、4号四只压力传感器。

3.2 为向转轮室补入适量气体,在压缩空气供气总管与水轮机盖近区域入气口之间的供气支管(支管又开四叉输气,它可与调相压水结合)上串联一只电动调节阀调节进气量。若设支管内大输气速为24m/s,则供气支管管径d≈33√Qsm(mm;Qsm为水轮机大过水流量m3/s)。

3.3 在微机-PLC-PLC控制系统中设一台SIMATIC S7-222型PLC(8输入/6输出共14个数字量I/O点)并带一个EM235型(4路模拟量输入/1路模拟量输出)模拟量扩展模块。

3.4 给出输入、输出信号内存变量分配见表2,然后编写控制程序如后,为优化程序结构,减小扫描周期,采用主程序、子程序、中断程序的程序结构形式。

表2 输入、输出信号内存变量分配表
 


MAIN
LDN I0.0 机组出口断路器跳开后DL辅助触点引出通过上位机使I0.0置0
A I0.1 导水叶开度位置在空载以上~全开间时DKW通过上位机使I0.1置1
A I0.2 启动机组事故信号后通过上位机使I0.2置1
A I0.3 上位机发出停机指令后,I0.3置1
= M0.0
LD M0.0
= Q0.0 给电动进气调节阀加上工作电源
LD M0.0
A SM0.1
S Q0.1 电动进气调节阀立即开至全开
LD M0.0
XORD AC0,AC0 清空累加器AC0
XORD AC1,AC1 清空累加器AC1
XORD AC2,AC2 清空累加器AC2
XORD AC3,AC3 清空累加器AC3
MOVW AIW6,AC3 把4号压力传感器信号(模拟量)存入累加器AC3
/I 4,AC3 取4号压力传感器信号量的1/4
MOVW AIW4,AC2 把3号压力传感器信号(模拟量)存入累加器AC2
/I 4,AC2 取3号压力传感器信号量的1/4
MOVW AIW2,AC1 把2号压力传感器信号(模拟量)存入累加器AC1
/I 4,AC1 取2号压力传感器信号量的1/4
MOVW AIW0,AC0 把1号压力传感器信号(模拟量)存入累加器AC0
/I 4,AC0 取1号压力传感器信号量的1/4
+I AC1,AC0
+I AC2,AC0
+I AC3,AC0
ITD AC0,AC0 把16位整数转换成32位整数
DTR AC0,AC0 把32位整数转换成实数
/R 32000.0,AC0 标准化AC0中的值作为PID运算设定值SPn(0.0~1.0 之间)
LD SM0.1
A M0.0
CALL SBR_0 调用子程序
LDN I0.3
R Q0.1 电动进气调节阀立即全关


SBR_0
LD SM0.0
MOVR AC0,VD104 装入回路表设定值SPn(0.0~1.0之间)
MOVR Kc,VD112 装入回路增益Kc(比例常数)
MOVR 0.004,VD116 装入采样时间0.004s
MOVR Ti,VD120 装入积分时间Ti分钟
MOVR Td,VD124 装入微分时间Td分钟
MOVR 4,SMB34 设定定时中断0的时间间隔为4ms
ATCH INT_0,10 设置定时中断以定时执行PID指令
ENI 允许中断
LDN I0.3
CRET


INT_0
LD SM0.0
XORD AC0,AC0
XORD AC1,AC1
XORD AC2,AC2
XORD AC3,AC3
MOVW AIW6,AC3
/I 4,AC3
MOVW AIW4,AC2
/I 4,AC2
MOVW AIW2,AC1
/I 4,AC1
MOVW AIW0,AC0
/I 4,AC0
+I AC1,AC0
+I AC2,AC0
+I AC3,AC0
ITD AC0,AC0 把16位整数转换成32位整数
DTR AC0,AC0 把32位整数转换成实数
/R 32000.0,AC0 标准化AC0中的值作为PID运算过程变量PVn(0.0~1.0之间)
MOVR AC0,VD100 将AC0中的值存入回路表VD100
LD I0.0
PID VB100,0 执行PID指令
LD SM0.0
MOVR VD108,AC0 把PID运算输出送到AC0(输出Mn,在0.0~1.0之间)
*R 32000.0,AC0 将AC0中的值刻度化
ROUND AC0,AC0 四舍五入将实数转换成32位整数
DTI AC0,AC0 将32位整数转换成16位整数
MOVW AC0,AQW0 将16位整数值写到模拟量输出寄存器,去控制调节阀进气开度
LDN I0.3 上位机传送水力发电机组停机进程完毕
CRETI 中断返回

4.后语

在技术粗糙时代,抬机是水力发电机组尤其是低水头轴流转桨机组十分的问题,随着的出现,棘手问题便迎刃而解,我们要做的应当是追本溯源用去渗透处理解决水力发电生产中有一定普遍性的传统问题

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1 实现中低压配电网自动化的必要性
1.1 实现中低压配电网自动化是提高人们生活质量、发展国民经济的要求
在现代社会中,供电质量的好坏,不仅反映一个国家或地区人们的生活质量、水平和投资环境的好坏,是影响经济发展的重要因素,它决定着工业发展的方向、规模。实际上,信息时代的到来,要求不间断供电的计算机设备越来越多,给供电提出了高的要求。停电或限电会导致减产,而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。只有实现中低压配电网的自动化,才可能大限度地提高供电质量,满足人们日常生活工作与生产的需要。
1.2 实现中低压配电网自动化是电力企业自身发展的需要
实现中低压配电网自动化,可提高供电的质量和性。实现中低压配电网自动化,可减少故障次数,缩小事故范围,缩短事故时间,为恢复供电、快速分析、诊断、事故原因提供有效的依据。
实现中低压配电网自动化,可以提高整个电力系统的经济效益:减轻维护人员的劳动强度;减少操作人员;增强电力系统的免维护性;有利于提高设备的和健康水平,延长使用寿命。
实现中低压配电网自动化,可以提高整个电网的管理水平。主要包括:为电力系统计算机管理自动、准确、及时地提供为详尽、丰富的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电;可以方便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况,实现总体控制。
1.3 中低压配电网是我国配电网自动化的薄弱环节
配电网自动化建设,在我国尽管起步较晚,但也已经进行了近20年的研究和实践,初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网(35 k V以上)层次上进行的,而在中低压配电网(配电房这一层次)的自动化问题上,还是一片空白,既没有总体的规划,也没有一个统一的技术原则。不仅如此,目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前,对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控,除少数大用户的负荷控制外,尚无其它监控手段。
2 中低压配电网自动化方案
2.1 电力系统自动化现有方案的比较
中低压配电网(主要指开关站、开关房、开闭所)的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此,分析一下变电站自动化的实现方法,对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。
变电站自动化系统由5个部分组成:主站、远方终端单元(re mote terminal units,RTU)、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆。其中,RTU装置位于变电站现场,可以自动采集各种开关状态量(遥信)、模拟量(遥测),并经通道传递到监控的主站系统;有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作,并将操作结果返送监控主站系统。
从变电站RTU可以实现的功能来看,变电站的自动化包括3个方面的内容:遥信、遥测、遥控。除此之外,有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应,变电站自动化系统可以分为两类:一类只实现了遥信、遥测的功能,即传统的SA系统;而新的SA系统则属于另外一类,它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。
从变电站RTU实现遥测的方法来看,RTU存在两种实现方案:
a)直流采样方案
这种类型的RTU装置在采集模拟量之前,先利用变送器将交流转化成直流,然后再使用RTUA/D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主,辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器,的数字处理单元(CPU等),难以反映模拟量的瞬时变化,无法进行谐波分析,电能量总加功能的实现比较复杂困难。
b)交流采样方案
这种类型的RTU装置直接使用A/D转换元件对交流电量进行采集计算,变送器之类的转换设备,但需要快速的数字处理单元进行配合,以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化,而且可以进行谐波分析,计算频率,简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机(如8 X86等)配合多个单片机(如8051、8098等)、并加上大量的A/D转换电路,来实现开关量、模拟量的采集。
当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下,交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主,辅以少量的模拟电路,功能强大,扩充容易,性较直流采样方案有较大提高,综合。
2.2 中低压配网自动化的应用特点
中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元(RTU)、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点:
a)传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测,但中低压配电网的自动化对象(开关房、开闭所和配电房)数目繁多,开关操作频繁,注重遥信、遥控功能。
b)中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境,被不同层次的用电管理人员(包括农村电工)所操作。要求其具有安装灵活、易操作、免维护、抗恶劣环境等特点。
c)应用于中低压配电网的RTU,在功能上应具有模块化结构,在硬件上要越简单、越越好。是同一套简单硬件,只要简单进行一下设置,就可以满足不同场合、不同规模的要求。
由此可见,有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU,以适合中低压配电网自动化的特点和需要。
2.3 中低压配电网自动化RTU的PLC实现
可编程序控制器(programmable logic con-troller,PLC)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来实现中低压配电网自动化的RTU功能,能够很好地满足RTU的特有的要求。在,有来自许多厂家的PLC产品。这些产品从简单到复杂,都自成系列,可以满足不同应用的特殊要求。大多数中低档次的PLC产品,都包含有离散点输入和输出(点数的多少可以依据应用情况增减)、模拟采样输入、时钟、通信等功能。利用这类PLC的现成功能,可以方便地实现中低压配电网自动化的RTU功能。使用PLC的离散输入点来实现遥信、用PLC的离散输出点来实现遥控、用PLC的模拟采样输入来实现遥测、用PLC的通信功能来实现和主机的通信。完成这些功能,都额外的硬件,只需根据开关房的实际情况,对PLC进行简单编程即可。不仅如此,利用PLC的模拟输出功能,甚至还可以实现配电网的遥调。例如调节调压变压器的变比,调节静止无功补偿设备的电压、电流相角等。
这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案,可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势:硬件结构简单,免维护;规模可大可小,只需将PLC的扩展模块连接在一起,就可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加;抗恶劣环境;高性;编程实现各种功能,免硬件调试;廉。
PLC方案在具体设计时,包括以下几个步骤:
a)操作点数。了解配电网的基本情况及自动化的具体要求,确定系统需要进行遥控、遥信、遥测、甚至遥调的设备,统计各处配电房需要这4种信号的具体点数。
b)确定通信方案。根据配电网的规模及分布情况,确定总体设计方案,主要是通信方案的设计和选择。
c)PLC选型。根据各处各种操作的点数以及所确定的通信方案,选择恰当型号的PLC来实现RTU功能。
由于RTU需接受监控的指令,并上传配电网、开关柜的信息,所以通信功能是选择PLC的主要考虑因素。
由于各开关房、开关柜的操作类型、操作点数往往相差很大,因此,PLC是否具有模块化结构和组态能力,是否能够灵活、经济地组成输入点、输出点、测量点(A/D)、调节点(D/A)的规模可变系统,是选择PLC型号的另一个主要考虑因素。
目前,很多厂家的产品,都可以满足通信以及模块化的要求。例如,SIEMENS的S7-214以上系列,三菱的A1S系列,松下的较别的PLC系列等。根据具体情况,在一个配网自动化工程中,整个配电网系统可以选用同一个厂家的PLC,也可以根据配电房的具体情况,选用不同厂家的PLC,以利用各厂家PLC的优势和特色。
3 RTU功能的PLC实现
RTU功能的PLC实现包括硬件实现和软件实现两个方面。
3.1 硬件实现方面
在硬件方面,主要存在PLC的电源如何提供,PLC如何实现长距离的通信,遥控、遥信、遥测、遥调如何具体实现等问题。
由于PLC都有配套的电源模块,因此在设计RTU时,主要应考虑电网断电后PLC的供电问题,通常以配置充电电池的方式解决。
一般PLC的通信模块只具有短距离的通信能力,虽然有些公司为PLC提供配套的组网模块,但通信距离也限制在若干千米以内。而配电网的特点是点多、面广,因此,借助其它方式以延长PLC的通信距离。方法很多,有电话调制解调器方案、专线调制解调器方案、无线方案、寻呼台服务方案、光纤方案等。在同一个配电自动化工程中,可以根据具体情况,采用单一方法,也可以采用多种方法组合。
在RTU的四遥操作方面,由于PLC的电平以及功率容量同操作设备不可能正好一致,加上有电气隔离的要求,因此,增加辅助的电位转换、功率放大、电气隔离等模块和器件。
对于遥控,当PLC收到开关指令时,输出点到内部电源的通路被接通或关断,如果直接用输出点的输出电流去操作开关设备,则功率根本不够。因此,可把PLC的输出点作为一个小功率继电器的激磁电源,以控制该继电器的常开或常闭触点的开合,再由该继电器去控制配电网的配电开关的操作电源,使配电开关动作,线路或配电设备被投切。
对于遥信,则是将被测开关的辅助触点两端引线接到PLC的输入点和地,当配电开关动作时,辅助触点相应开闭,PLC的相应输入点与地之间被断开或短接,从而在PLC内部获得一个高电平或低电平。
对于遥测,经互感器出来的信号,落在PLC的A/D转换模块的测量范围之内,才能接入到相应模块的输入端。此外,在选择PLC的A/D模块时,还要考虑采样周期问题。周期太长,将无法获得数值。
PLC可以实现遥调功能,但因电网中应用很少,这里不予详述。
3.2 软件实现方面
在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,因此为了完成所有RTU功能,PLC软件应包括:循环扫描执行的主程序;通信程序(接收和发送报文);收到报文分析程序;上发报文产生程序;输入点电平中断扫描程序;操作执行程序(遥控、遥信、遥测等)。
在上述程序模块的编制中,应考虑以下问题:
a)PLC的主CPU的速度是否足够快?如何编制出执行时间短的程序?
b)PLC和监控的通信要利用一套复杂的通信规约,PLC的程序容量能否容下所有程序?如何编制出短小精干的程序?
c)PLC是通过循环扫描输入点的内存映像以输入点的输入状态的,在配电开关动作时,相应辅助触点往往存在短暂的抖动。抖动的机械频率虽然很高,但相对于PLC的程序扫描执行的频率却是很低的,因此这种抖动会在PLC的内存映像中反映为多次不相干的开关动作,如何在程序上这种开关动作的象?
实践证明,采用恰当的编程技巧,以上各种问题都可以得到圆满解决。
4 结论
实现我国中低压配电网自动化,是提高供电质量、用电性和提高电力企业自身水平的需要。利用PLC来实现中低压配电网的RTU功能,具有简单、、易用等特点,是一个比较有应用前景的实现方案。


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