基于PLC的電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

1 引言
　　電源監(jiān)控是鐵路信號的重要的監(jiān)控系統(tǒng)。在此之前信號的電源監(jiān)控系統(tǒng)基本上是采用單片機作為信號采集系統(tǒng)的核心。單片機監(jiān)控系統(tǒng)一方面存在采集速度慢、界面不友好、操作不方便等技術(shù)局限，另一方面由于其中的電源模塊部分的監(jiān)控相對獨立，對電源系統(tǒng)帶來了諸多不便，比如維護困難、界面顯示繁瑣等。基于以上原因本項目配套開發(fā)了基于臺達PLC作為信號采集核心、臺達HMI觸摸屏作為操作和監(jiān)視界面的電源監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控子系統(tǒng)與電源模塊通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)互連實現(xiàn)整合的經(jīng)濟實用、技術(shù)先進的鐵路信號的電源監(jiān)控系統(tǒng)。
2 硬軟件系統(tǒng)設(shè)計
2.1硬件體系設(shè)計

圖1 硬件體系設(shè)計

　　鐵路信號電源監(jiān)控硬件體系設(shè)計參見圖1。系統(tǒng)規(guī)模：44個數(shù)字量輸入；1個數(shù)字量輸出；6個電源模塊；39路模擬量輸入。
　　控制系統(tǒng)配置如下：觸摸屏：DOPA75CSTD；PLC：DVP16EH00T＋1個DVP04AD-H＋3個DVP16HM11N；電源模塊通訊卡1塊；分時采集電路卡1塊。
　　觸摸屏主要是用來顯示采集數(shù)據(jù)、報警、報警上下限設(shè)定、采集數(shù)據(jù)顯示微調(diào)、報警數(shù)據(jù)顯示、歷史趨勢圖顯示等。PLC主要是采集數(shù)據(jù)并計算，由于考慮系統(tǒng)對模擬量采集的速度要求不是很高，為了節(jié)省成本，系統(tǒng)中使用了1 個DVP04AD-H對39路模擬量進行了分時采集，為了實現(xiàn)這個功能我們與廠家共同實驗開發(fā)了一個電子開關(guān)電路，對39路模擬量分了十組、每組4路，通過輸出不同的組別進行采集。電源通訊卡主要負責把6塊電源模塊的數(shù)據(jù)匯總并且通過RS484接口以MODBUS協(xié)議與PLC通訊，使PLC采集得到6塊電源模塊的數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)這個功能我們公司的電源研發(fā)部門做了大量的工作，最終使PLC與電源模塊的通訊卡實現(xiàn)了通訊，電源模塊的信息得到了采集。

2.2軟件體系設(shè)計
　?。?）系統(tǒng)功能設(shè)計：44個數(shù)字量采集顯示，故障判斷；6個電源模塊的數(shù)據(jù)采集顯示、顯示電源模塊的工作狀態(tài)并判斷報警；39路模擬量顯示、并判斷上下限報警；顯示報警畫面、報警信息、當前報警、報警頻次；報警上下限設(shè)定；數(shù)據(jù)微調(diào)功能，并且顯示微調(diào)值；
歷史趨勢圖顯示；不同畫面開啟權(quán)限設(shè)定；
　　以上有必要說明的是數(shù)據(jù)微調(diào)功能，由于現(xiàn)場的一次測量元件測量會有誤差，而且此誤差是固定的，短時間內(nèi)是不變的，所以在程序當中增加這部分功能，使最終顯示出來的數(shù)值是消除誤差之后的值；
　?。?）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計分為HMI人機對話界面部分和PLC現(xiàn)場監(jiān)控部分。HMI部分主要構(gòu)架參見圖2。

圖2 HMI人機對話界面