西门子3VA1125-4EE32-0AA0

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PLC在电压无功综合控制装置中的应用

电压的稳定对于保证国民经济的生产、延产设备的使用寿命有着重要的意义，而尽量减少无功在线路上的流动，降低网损、经济供电又是每一供电部门的目标。老式变电站通常是人为调节电压无功，这一方面增加了值班员的负担，另一方面人为去判断、操作，很难保证调节的合理性。迄今为止，国内用于变电站的电压无功综合控制装置有很多，从控制原理来讲大体可以分为以下几种：时间顺序控制法，测量电压控制法，测量无功控制法，测量功率因数及电压控制法，测量电压和无功控制法。目前在国内运行的电压无功综合控制装置大多是按*五种控制原理设计的。随着近几年我国电力系统自动化水平的迅速提高，尤其是变电站自动化的发展已突破传统使用大量电缆组成复杂的二次控制回路，取而代之的是通讯网，将变电间隔层与变电站层连接起来，使各间隔层的控制终端能够资源共享。而作为变电站自动化重要组成部分的电压无功综合控制也随之出现多种实现方式。本研究采用PLC作为核心控制元件，实现了对变压器分接头开关及电容器组开关的控制、减轻运行人员的负担、达到经济供电的目标。

二、系统简介

根据变电站电压无功综合控制要求，综合控制点数，本装置选择了三菱公司的FX2N－128MR型PLC，它包括输入、输出、程序存储器和处理器4部分，具有指令速度快、可靠性高、中断灵活、内置计数器、抗干扰能力强等特点。

触摸屏采用三菱公司F940－SWD型，它是基于PLC的软硬一体人机界面，能以图形界面方式实现各种工作状态的显示，并具有使用方便、人机对话界面友好、组态技术易掌握、与PLC可进行良好的通讯。通过触摸屏可以实现控制装置的定值浏览和修改、运行时的主要参数和重要的开关信号显示等。

模拟量采样单元是本公司自己研制的，主要对变压器三侧电压和电流采样计算，并由采样的数据计算出相关的测量值，如有功功率、无功功率、功率因数等。它还具有两个通讯接口，把计算出的数据或变电站监控系统的遥控指令通过RS－485通讯接口传给PLC，同时接受PLC传过来的数据。另外的一个RS－485／RS－232通讯接口和变电站监控系统通讯。

档位显示单元是本公司自己研制的，主要用来对有载调压变压器分接头开关位置显示，并把分接头开关位置信号转换为BCD码给PLC。

2、主要功能

（1）采用微电脑和数字信号处理技术，根据电网的实时参数，自动综合控制变压器的有载分接开关和电容器组的投切，使变压器工作在较佳状态，可以显著降低变压器的损耗，提高电网的安全运行水平，具有较大的经济效益；

（2）较多可以同时控制3台主变和12组电容器，能自动识别并适应主变运行方式的变化，保证电压合格率在95％以上；

（3）有完善的保护和闭锁措施，可以防止主变分接开关的连续调节故障，运行；

（4）具有打印、通信接口，可以与RTU或变电站综合自动化系统通讯，远方修改运行参数；

（5）参数整定方便，密码保护安全。

3、PLC程序设计

应用编程软件SWOPC－FXGP／WIN－C完成系统控制程序的编制工作。该编程软件具有梯形图、指令表两种输入方式，相互之间可以转化。本装置的程序采用时梯形图方式。由屏蔽通讯电缆的RS－232串行端口和触摸屏的串口RS－232通讯，触摸屏和PLC之间以RS－422通讯来上传或下载程序

S7-200系列出色表现在以下几个方面：

1、*的可靠性

2、较丰富的指令集

3、易于掌握

4、便捷的操作

5、丰富的内置集成功能

6、实时特性

7、强劲的通讯能力

8、丰富的扩展模块

S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域较为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。

西门子S7200系列PLC模块  功能与设计

CPU单元设计

集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。

不同的设备类型

CPU 221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

本机数字量输入/输出点

CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。

本机模拟量输入/输出点

CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。

中断输入

允许以较快的速度对过程信号的上升沿作出响应。

高速计数器

-CPU 221/222

4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器

-CPU 224/224XP/226

6个高速计数器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。

模拟电位器

CPU 221/222 1个

CPU 224/224XP/226 2个

2路高频率脉冲输出（20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。

实时时钟

例如为信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。

EEPROM存储器模块（选件）

可作为修改与拷贝程序的快速工具（*编程器），并可进行辅助软件归档工作。

电池模块

用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的**级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。