地鐵變電站PLC自動化系統(tǒng)設(shè)計

　　間隔層的微機(jī)保護(hù)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(luò)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(shè)備之間的接口需要。MODBUS網(wǎng)橋NW-BM85C002 MB+網(wǎng)橋/多路轉(zhuǎn)換器，每臺網(wǎng)橋具有4個通訊口與間隔層的智能設(shè)備通訊，網(wǎng)橋?qū)ODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)化，通過MB+網(wǎng)絡(luò)與PLC建立網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(jìn)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(luò)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)約實現(xiàn)與控制中心通訊;向下網(wǎng)絡(luò)通訊層通過網(wǎng)橋RS-422接口MODBUS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約實現(xiàn)與主變電站內(nèi)的各開關(guān)柜或保護(hù)屏內(nèi)的微機(jī)綜合保護(hù)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(hù)的技術(shù)要求。通過網(wǎng)橋與智能設(shè)備及控制中心通訊，由網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，降低PLC的CPU模塊負(fù)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(hù)，設(shè)備調(diào)試，站控層操作等人機(jī)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(yù)告信號、所內(nèi)各微機(jī)綜合保護(hù)測控單元的運(yùn)行狀態(tài)。事件變位的內(nèi)容、時間等。當(dāng)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(jìn)行選擇,必要時操作員可通過該組操作按鈕對開關(guān)進(jìn)行所內(nèi)集中控制。

　　“就地-遠(yuǎn)方”控制切換裝置。為便于系統(tǒng)運(yùn)行的需要，在中央信號屏內(nèi)裝有“就地-遠(yuǎn)方”切換開關(guān)，實現(xiàn)就地控制和遠(yuǎn)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(yùn)行，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　3.2 開放式、宜擴(kuò)展性設(shè)計

　　可以與滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約(profibus, spabus, modbus等)的其它公司相關(guān)的(IED)互聯(lián)進(jìn)行信息交換。充分考慮到變電站擴(kuò)建、改造等因素，間隔層設(shè)備基于模塊式標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，可根據(jù)要求隨意配置，變電站層設(shè)備設(shè)置靈活。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)計考慮到工業(yè)以太網(wǎng)、CAN、422、modbus＋等現(xiàn)場總線的接口設(shè)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(shè)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(hù)單元進(jìn)行通訊。通過Modbus總線，讀取各個保護(hù)單元的遙測、遙信信息，同時通過總線通訊對各個智能保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)點(diǎn)操作，實現(xiàn)對開關(guān)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)功能塊，也可以自己定義，自己獨(dú)特的功能塊。

　　遙信的實現(xiàn)，有兩種方式。一種是通訊方式，當(dāng)變電站設(shè)備發(fā)生變位時，通過PLC與智能保護(hù)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(shè)備的位置繼電器，PLC的DI模塊能夠感知設(shè)備的變位信息。

　　圖2 遙控功能的組態(tài)