S7-300 PLC和VC NET在电力监控系统中的应用.doc

本文由iwlacuf贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 ￥ 和 在 电力监控 系统 中的应用 张海 生 。 等 和 在 电力监 控系统 中的应 用 落 生 冤 租 穹 （ 海 交通 大学 自动化 系， 海 上 上 ） 摘 要 ：介绍 了 ￥ 及 软 件在 某 电力 监 控系统 中的应 用情 况 。重点 阐述 了该 系统 的软硬 件组 成 、 系统功 能及 其 特 点 。其 中针 对 目前 市场 上 上位 机通信 软件 专用 、 容 等问 题 ， 出 了用 实现 上 位 机与 通 信 的方 法 。硬件 采用 西 门 不兼 提 子公 司的 为下位 机 ， 照 标 准与 上位机通 信 ； 协议 为 自由模 式 下 用户 自定义 的协 议 ， 传输 格式 为具 有块 按 通信 数据 校验 字符 的 制 进 编码 。该 系统 自运 行 以来 ， 项功 能正 常 、 备 运行 稳定 ， 各 设 完全 达 到 了设计 要求 。 关键 词 ：可 编程 控制 器 中 图分类 号 ： 电力 监控 系统 串 口通 信 文献标 识码 ： ： ? ， ， ： 引 言 某 电力监 控 系统是 该单 位 监控 系 统 的重要 组 成 部分， 其运 行 的安全 可靠 性 ， 直接 影 响到 照 明设 备 的 正常运行 以及 道 路 的 畅 通 ， 电力 监 控 系统 下 属 四 该 个变 电站 ， 电站 和 电 力监 控 中心 进 行 数 据通 信 以 变 采集 变电站 内有 关 电压 、 电流 、 率数 据 以及 由监 控 功 巾心发布命 令 来控 制 路 灯 开 关及 变 电 站设 备 ， 系 该 用 转 换 器 、 端 机 和光 纤 连接 以实 光 现通信 ， 而利用 编写 的用户 界 面则 可实 现 对过程数据 的实 时监控 。 统通 信部分 采 用 光缆 和 光 端 机及 通 信模 块 来 组 网 ， 光纤 通信能保 证稳定 可靠 的通信 质量 和极 低的 误码 率 ， 制系 统 选 用 西 门子 可 编 程控 制 器 （ ） 为 控 作 主控 器 ， 并配 备输入 输 出模块 和 通信 模 块 ， 实现数 据 采集 与控制 功 能 ， 由于 具 有 优 良的性 能 价格 比 和高 可靠 性 ， 可确保 长期 稳定 工作 ， 实现 电力系统 监 控功 能 ， 软件 编 写 的 上 位 机 监控 界 面 而 图 电 力 监 控 系 统 组 成 结 构 能够 实时 监 控 系 统 的运 行 状 态 并 及 时 作 出 反 馈 显 示。 硬 件 组 成 选用西 门子公 司的 系列 产 品 ， 系统 系统组成 电力监控 系统的组成如 图 所示 。￥ 完 硬件配置 为 组 机架 ， 每组机架都通过 转 换器 、 光端 机 和光 纤 与上位 机 相连 。连接 形式 如 图 所示 。机架硬 件 组 态 图如表 示 。该 系统共 需 所 个开关量输 入 、个 开 关 量 输 出 、个 模 拟 量输 入 。 系统硬件 的型号及数量如表 所示 。 成所有的逻辑控 制 、 数据采集与处理等功能 ， 实时控 制 每个变 电站 。上位机 中安装 了 多 串 口卡 ， 使 并 维普资讯 ￥ 和 在 电力监控 系统 中的应用 张海生 ， 等 表 机架硬件 组态 照 明设备的开关 。在遥控运行模式下 ， 可根据 实际需要实时开关 照 明设备 ； 在时控运行模式下 ， 可按 照设定 的时问定时开关照 明设备 。 对运行过程 的监控 。该 电力监控系统运行 时， 要求 可靠地对下列信息进行实时监控 ， 包括通信状况 、 设备硬件状况 、 各开关量灯光明暗状况 、 各母线 三相 电 压、 三相 电流 、 有功功率 、 无功功率等 。 表 系统 硬 件 配 置 系统故障 自动检测 、 报警与处理 。若 系统运行 过程 中发生故障 ， 例如继电器等发生动作故障 ， 光端机 和 出现通信故 障 等 ， 能 自动 检测故 障 ， 则 同时 向 上位机报警并在控 制界面上 以事 先设定好的图标和文 字显示故障状态 ， 等待工作人员进一步处理。 通信功能 。系统具有远 程通信功能 ， 电力监控 中心与变 电站之间有光 纤连接 ， 以通过光 端机传送 可 实时运行信息 。 软 件 组 成 时问同步功 能。为实现 根据 上位机 的设置时 问定时开关照明设 备 功能 ， 必须 定期依 据上位 机时间 对 时问进行校准 ， 即实现 两者 时间同步 。 下位机编 程采用 西 门子公 司 的 ， 它是 用于 、 和基 于 控制产 品的组 态 、 编程 和维 护 的项 目管 理 工具。通 过 ， 用户可以进行 系统配置和程序的编写 、 调试 ； 在线 诊断 硬件状态 ； 控制 和 通道的状态等。 为克服上 位机 通 信软 件 专用 、 闭 、 兼 容等 问 封 不 题， 上位机编程 软件 采用 公司的 ， 它提供 了基于全 面开放式 接 口的解决方案 ， 有标 准 具 的应用程序接 口， 通过 串 口访 问 函数 能够访 问下位 机 所采集 的过 程数 据 ， 可 以通 过 语 言直 接 利 用 还 提供 的强 大的 的全部优势。 通 信 控 制功 能的 实现 程 序 结构 在编程方式 上 ， 采用 结构化 编程风格 ， 将整个控制 系统按功能分成数 据存储 、 状态判 断 ， 指令 相应状态处 理 个相对 独 立 的部 分 ， 通过 个 功 能块 （ ）来编程控制 。这 个部分 各 自独立 ， 自成体系 ， 都可 以单独运行 ， 也可以同时运行 。在 个功能块之 上， 通过一个系统组织块 （ ） 全部 控制各 功 能块 ， 及 以 个 存 储 数 据 的 数 据 块 （ 电力监控系统位 于 电力 监控 中心 ， 个 变 电站 与 ）结合成一个整体 ， 以实现变 电站系统 的安全可 靠、 高效的监控 。结构 化的编 程方 式最大 的优点在 于 其有利于整套控制 系统 的调 试 和维护 ， 可以根据生 产 相距数 千米 。为保证道路通畅 ， 对照明设 备要求 较高 ， 需要及时 了解和掌握变 电站 内部系统的运行情 况 。而 在变 电站强 电磁干扰 环境下 ， 纤通 信能保证 稳定 可 光 靠 的通信质量和极低 的误码率 ， 确保监控 功能的实现。 或 调试的需要 很方 便地 将某 一 部分从 系 统 中分离 出 去， 也可以方便地 向系统 中增加新 的控制部分 ， 从而大 大提高了系统 的可维护性和可扩展性 。 控制流程基本思想 首先 ， 通 过 、 模块 获 取变 电站 的模拟 量 数据与开关量状态 。模拟量数据包括 电压 、 电流 、 功率 因此在监控 中心和变 电站之间铺设 了专用光缆 。具 体 结构如 图 所示。 由于上位机 串 口是 接 口， 一 而 串口是 接 口， 以在 和光端 机之 一 所 间又增加 了 转换 器。 控 制 内容及控 制 要求 鉴 于变 电站监控 的实际需 要 ， 这套 控制 系统具 有 如下控 制功能 。 等， 开关量包括事故 报警 、 压侧 断路器 分闸 、 电器 高 继 故障等 ， 然后把获 取的信息按 照与 上位机约 定 的格 式 存放在特定数据块 内。 接着 ， 读取上位机传输来的串 输入缓 冲区中 的数据 ， 对数据进行判断 ， 确定相应指令 状态。然 后分 别跳转到相应的状态处理功能块去执行。例如 ： 如接 受 运行模式 。该套控制系统有两种运行模 式 ： 遥 控运行模式和时控 运行模式 ， 可根据 系统运行 需要 切 换选 择。 自动化仪表 第 卷第 期 年 月 到的数据是 （ 上位机请求通信 连接命令 ） ， 维普资讯 和 在 电力监控 系统 中的应用 张海 生 ， 等 则跳转到向上位机应答通信建立的功能块执行 ， 其余 数 故 障 自动监测和处理 据应答命令 ， 控制执行命令 ， 时问 同步命 令 的执行情 况 与之类似 。需要编制如下 四个功 能块 分别实现这 四个 功能， 每个功能块都有相应的数据块存储数据。 本系统采用不 同的 图标和文 字来 表示 不 同状 态 。 上位机监控界面启动后 ， 上位机 首先 向 发送 通信 连接指令 ， 时界面显示 “ 此 初始化端 口” “ ， 进行连 接 ” ， 通信应答功 能块 ： 按照预定 通信 协议 ， 反馈 给 上位机有关通信 建立 的信息。 如果通 信正 常 ， 显示 “ 则 已连接 ” 同时 图标 为通 信连 ， 接成功的图标。如果系统 出现通信故障 （ 断 电 ， 光 纤断裂 ， 光端机断 电等 ） 上位 机会重新发 送通信 连接 ， 指令 ， 时界 面再 次显 示 “ 行 连接” 同时 图标 为通 此 进 ， 数据应答功能块 ： 将所采集到 的模拟量数据与 开关量状态按照上位机所 约定 的数据格式组装并发送 给上位机。 信连 接断开的图标 。当重 新发送 次通信 连接 指令 都 未 连接成 功时 ， 位 机会重 新初 始化 端 口 ， 上 如此 循 环。另外 如果继电器不 能按 照指定 要求 动作 时 ， 面 界 会显 示“ 硬件故障” 的报警信息 ， 等待工作人员 处理。 控 制命令功 能块 ： 执行 相应 控制命 令 ， 同时对 上位机进行反馈 。 时间同步功 能块 ： 进行 时间同步操作 ， 对 然后对 上位机进行 反馈 。 最后 ， 重新开 始下个 扫描 周期 。控 制流 程 如 图 所 示 。 电并初 始化 上 获取现 场 开关 量和 模拟 量 ，存入 相应 的 数据 块 结束 语 实际应用 表明 ， 系统具有 良好的运行特性 ， 该 较好 地达到了电力 监控系统 的生产运行要求 。 参 考 文献 西 门子 （ 中闫 ） 有限公司 编程 手册 西 门子 （ 中国 ） 有限公 司 可 编程序 控制器 硬 读取 串 口数 据 ，进 行 状态 判断 件和安装手册 廖常初 编程及应 用 北京 ： 机械工业出版社 ， 执行通信应答 执行数据应答 执行控制命令 执行时间同步 李现勇 串 口通信技术 与工程实 践 北京 ： 民 人 邮 电 出 版丰 十 （ 室 ） 修 改稿 收到 日期 ： 。 图 控 制 流 程 第一作 者 张海 生 ， 男， 年生 ， 为上海 交通 大 学 自动 化 系在 读硕 现 士研 究 生： 主要 毋 方 向为控 制 工程 和 智能化仪 器仪 表 。 究 （ 上接 第 页 ） 理方法 ， 在美 国 、 德国和荷兰等先进国家已得到成 功的 运用 。但我 国环保 事业起步晚 、 基础差 ， 于生物 法的 基 废气处理装 霞尚处于试验研究阶段。本文所提出的装 置结构 和 自动监控系统实现方案是浙江省科技厅重大 科 技项 目“ 物 法 处 理 工业 有 机废 气 技 术 及设 备 研 生 究” 的部分研究成果 ， 装置 中试效果 良好 。 目前 ， 已在 新 昌制药厂 污水 处理 站 开展 该项 目的示 范工 程 点建 设。 参 考 文献 饶佳家 生物法处理挥发性有机废气的研究 环境污染治理 技术 与设备 ， （ ） ， ： 触摸 屏 监控 程序 基 于 提 供 的 可 视化 编程环 境 实现 ， 实 现本 地 监 控 人 机 交互 的关 是 键 。 软件是一个用 于 触摸 屏 建 立 工程画面和上下 载 画面 的工具 ， 可安 装 与 操作 系统 机中。 软件功能强 大 ， 可对 实现 以下特性 ： 提供静态 文本对象 、 图像 对象 ， 动态灯 对象、 数据对象 、 图对象 、 棒 按钮对 象 ， 刻度表 对象 、 趋 势图对象 以及 时间对 象等 。用 户 在 机 的 可视化编程环境下 编辑 工程画面 ， 再通 过专用 数据线 下载到触摸 屏 ， 然后 将 触 摸 屏 与 连接 通 信， 即可实现本地现场 监视控制功 能。考 虑 到触摸屏 起监控 和设 定参 数作 用 ， 因此 ， 在程 序编 写过 程中应 该 紧密结合 的软元件 （ 如