基于PLC技術(shù)的低壓智能控制屏的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2 設(shè)計(jì)要求
低壓智能控制屏的設(shè)計(jì)要求主要有兩部分：(1)電力參數(shù)及進(jìn)出線開關(guān)狀態(tài)采集、就地顯示及上傳；(2)兩路進(jìn)線電源自動(dòng)切換。
電力參數(shù)需要采集兩路進(jìn)線的電流、電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能等參數(shù)。進(jìn)出線開關(guān)狀態(tài)要求實(shí)時(shí)反映低壓配電屏進(jìn)線、出線開關(guān)的狀態(tài)。設(shè)計(jì)要求將上述遙測(cè)遙信量就地顯示于人機(jī)界面，并能準(zhǔn)確上傳至上級(jí)監(jiān)控平臺(tái)。
為了確保供電可靠性，變電站低壓配電屏設(shè)計(jì)為兩路進(jìn)線，通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ATS或者母聯(lián)開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩路電源之間的切換。采用ATS的方式時(shí)，該設(shè)備有0、l、2三種位置狀態(tài)。當(dāng)ATS處于0位置時(shí)，兩路電源皆不投入；當(dāng)處于l位置時(shí)，I路電源投入運(yùn)行；當(dāng)處于2位置時(shí)，II路電源投入運(yùn)行。基于ATS的控制特點(diǎn)，要求智能控制系統(tǒng)對(duì)ATS有五種控制模式，分別是：停止、固定電源I、自動(dòng)電源I、固定電源II、自動(dòng)電源II，綜合匯總?cè)绫?所示。

采用母聯(lián)開關(guān)的方式時(shí)，一般采用兩進(jìn)線一母聯(lián)的“三合二”的控制方式保證供電，實(shí)現(xiàn)方式與ATS類似，不再贅述，下面僅以ATS為控制對(duì)象加以說(shuō)明。

3 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
3．1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及硬件分析
按照上述設(shè)計(jì)要求，在考慮滿足性能的同時(shí)，還要兼顧整體價(jià)格的平衡，因此系統(tǒng)設(shè)備的選型需慎重考慮。智能控制系統(tǒng)不僅要完成自動(dòng)控制的功能，還要完成與底層設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線通信功能。因此通過(guò)綜合考慮，智能控制系統(tǒng)的核心設(shè)備選擇了施耐德公司的小型PLC：TWDLCAFAODRF。該設(shè)備在本體有24個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn)，16個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)，還可以通過(guò)擴(kuò)展模塊將IO點(diǎn)數(shù)最大擴(kuò)展至264點(diǎn)。該設(shè)備更為強(qiáng)大的是有三個(gè)通信口：1個(gè)可作為通信用的編程口；1個(gè)RS485通信口；1個(gè)以太網(wǎng)接口，該PLC具有很強(qiáng)的集成與擴(kuò)展能力。參閱圖l中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，Twido作為核心控制單元，通過(guò)以太網(wǎng)上聯(lián)觸摸屏以及上級(jí)監(jiān)控平臺(tái)，通過(guò)RS485現(xiàn)場(chǎng)總線下接智能接口設(shè)備，還能通過(guò)I／O硬接線連接開關(guān)的輔助觸點(diǎn)，完成輸入輸出控制。
電力參數(shù)的采集主要使用施耐德公司的PM200，該產(chǎn)品通過(guò)對(duì)電流電壓的測(cè)量，計(jì)算出各種電力參數(shù)，并通過(guò)RS485通信口與上位機(jī)連接，是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的多功能電力測(cè)量?jī)x器。進(jìn)出線開關(guān)狀態(tài)采集使用PLC與CCMl6采集器相結(jié)合的方式。與PLC在同一面屏的開關(guān)，將其輔助觸點(diǎn)接入PLC開關(guān)量輸入點(diǎn)，與PLC不在同一面屏的開關(guān)，在該屏配備開關(guān)量采集模塊CCMl6，將輔助觸點(diǎn)接入CCMl6，然后通過(guò)通信口上傳至PLC。具體接線示意圖可參見(jiàn)圖l的左下角部分。