地鐵變電站PLC自動化系統(tǒng)設計

　　間隔層的微機保護裝置經(jīng)過RS-485總線分成幾個組，連接到網(wǎng)橋的Modbus通訊口上，通過網(wǎng)橋收集數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)通過MB+網(wǎng)絡送到主監(jiān)控單元PLC。

　　系統(tǒng)的主監(jiān)控單元可通過可編程網(wǎng)橋編制不同的規(guī)約，滿足與不同智能設備之間的接口需要。MODBUS網(wǎng)橋NW-BM85C002 MB+網(wǎng)橋/多路轉換器，每臺網(wǎng)橋具有4個通訊口與間隔層的智能設備通訊，網(wǎng)橋將MODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)進行協(xié)議轉化，通過MB+網(wǎng)絡與PLC建立網(wǎng)絡通訊;同時在中央信號屏中還配有可編程網(wǎng)橋NW-BM85C485，通過MB+網(wǎng)絡與PLC連接，每個可編程網(wǎng)橋具有四個通訊協(xié)議可編程的RS-485口，在本方案中對其中的兩個口進行編程，使之通過IEC-60870-7-101與中央控制中心通訊。

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊層向上通過可編程網(wǎng)橋的RS-422接口采用IEC60870-5-101國際標準規(guī)約實現(xiàn)與控制中心通訊;向下網(wǎng)絡通訊層通過網(wǎng)橋RS-422接口MODBUS標準規(guī)約實現(xiàn)與主變電站內(nèi)的各開關柜或保護屏內(nèi)的微機綜合保護測控單元等智能裝置通訊，滿足變電所綜合自動化系統(tǒng)控制、測量、保護的技術要求。通過網(wǎng)橋與智能設備及控制中心通訊，由網(wǎng)橋實現(xiàn)協(xié)議轉換，降低PLC的CPU模塊負荷率，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　配置液晶顯示器，用于變電所內(nèi)監(jiān)控、軟件維護，設備調(diào)試，站控層操作等人機接口。帶有液晶顯示器實現(xiàn)站內(nèi)數(shù)據(jù)的顯示和控制。液晶顯示以漢字實時顯示所內(nèi)所有事故、預告信號、所內(nèi)各微機綜合保護測控單元的運行狀態(tài)。事件變位的內(nèi)容、時間等。當多個事故信號同時發(fā)生時,液晶顯示報警裝置按新舊次序，在所內(nèi)時間分辨率的范圍內(nèi)依次顯示各種信息,并能存儲。操作員通過按鈕對顯示進行選擇,必要時操作員可通過該組操作按鈕對開關進行所內(nèi)集中控制。

　　“就地-遠方”控制切換裝置。為便于系統(tǒng)運行的需要，在中央信號屏內(nèi)裝有“就地-遠方”切換開關，實現(xiàn)就地控制和遠方控制之間的方式切換和閉鎖。在變電站控制上，方便分層控制和管理。

　　系統(tǒng)的電源采用冗余配置，系統(tǒng)輸入兩路直流電源，保證系統(tǒng)在一路電源失電時，系統(tǒng)仍可無擾動安全運行，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　3.2 開放式、宜擴展性設計

　　可以與滿足相應標準規(guī)約(profibus, spabus, modbus等)的其它公司相關的(IED)互聯(lián)進行信息交換。充分考慮到變電站擴建、改造等因素，間隔層設備基于模塊式標準化設計，可根據(jù)要求隨意配置，變電站層設備設置靈活。

　　網(wǎng)絡通訊層設計考慮到工業(yè)以太網(wǎng)、CAN、422、modbus＋等現(xiàn)場總線的接口設計，能充分滿足大流量實時數(shù)據(jù)傳送的實時性和可靠性。

　　3.3 軟件設計

　　PLC軟件方面，由于PLC以循環(huán)掃描和中斷兩種方式來執(zhí)行程序。為了完成所有RTU功能，PLC采用循環(huán)掃描方式，與各個間隔層保護單元進行通訊。通過Modbus總線，讀取各個保護單元的遙測、遙信信息，同時通過總線通訊對各個智能保護裝置進行設點操作，實現(xiàn)對開關的遙控功能。本系統(tǒng)采用了Quantum系列PLC配套的concept編程軟件中的FBD方式，進行了PLC的組態(tài)，實現(xiàn)了變電站自動化的三遙功能。

　　如圖2所示的遙控功能的組態(tài)。通過使用合適的功能塊的組合，可以實現(xiàn)你所要的功能。其中的功能塊有concept軟件的FFB libarary 提供的標準功能塊，也可以自己定義，自己獨特的功能塊。

　　遙信的實現(xiàn)，有兩種方式。一種是通訊方式，當變電站設備發(fā)生變位時，通過PLC與智能保護裝置的通訊，讀取變位的信息到PLC中，并將其上送給控制中心。另一種為DI模塊方式，通過連接設備的位置繼電器，PLC的DI模塊能夠感知設備的變位信息。

　　圖2 遙控功能的組態(tài)