中低壓配電網(wǎng)自動化及PLC實(shí)現(xiàn)方案討論

3 RTU功能的PLC實(shí)現(xiàn)

RTU功能的PLC實(shí)現(xiàn)包括硬件實(shí)現(xiàn)和軟件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面。

3.1 硬件實(shí)現(xiàn)方面

在硬件方面，主要存在PLC的電源如何提供，PLC如何實(shí)現(xiàn)長距離的通信，遙控、遙信、遙測、遙調(diào)如何具體實(shí)現(xiàn)等問題。

由于PLC都有配套的專用電源模塊，因此在設(shè)計(jì)RTU時(shí)，主要應(yīng)考慮電網(wǎng)斷電后PLC 的供電問題，通常以配置充電電池的方式解決。

一般PLC的通信模塊只具有短距離的通信能力，雖然有些公司為PLC提供配套的組網(wǎng)模塊，但通信距離也限制在若干千米以內(nèi)。而配電網(wǎng)的特點(diǎn)是點(diǎn)多、面廣，因此，必須借助其它方式以延長PLC的通信距離。方法很多，有電話調(diào)制解調(diào)器方案、專線調(diào)制解調(diào)器方案、無線方案、尋呼臺服務(wù)方案、光纖方案等。在同一個(gè)配電自動化工程中，可以根據(jù)具體情況，采用單一方法，也可以采用多種方法組合。

在RTU的四遙操作方面，由于PLC的電平以及功率容量同操作設(shè)備不可能正好一致，加上有電氣隔離的要求，因此，必須增加輔助的電位轉(zhuǎn)換、功率放大、電氣隔離等模塊和器件。

對于遙控，當(dāng)PLC收到開關(guān)指令時(shí)，輸出點(diǎn)到內(nèi)部電源的通路被接通或關(guān)斷，如果直接用輸出點(diǎn)的輸出電流去操作開關(guān)設(shè)備，則功率根本不夠。因此，可把PLC的輸出點(diǎn)作為一個(gè)小功率繼電器的激磁電源，以控制該繼電器的常開或常閉觸點(diǎn)的開合，再由該繼電器去控制配電網(wǎng)的配電開關(guān)的操作電源，使配電開關(guān)動作，線路或配電設(shè)備被投切。

對于遙信，則是將被測開關(guān)的輔助觸點(diǎn)兩端引線接到PLC的輸入點(diǎn)和地，當(dāng)配電開關(guān)動作時(shí)，輔助觸點(diǎn)相應(yīng)開閉，PLC的相應(yīng)輸入點(diǎn)與地之間被斷開或短接，從而在PLC內(nèi)部獲得一個(gè)高電平或低電平。

對于遙測，經(jīng)互感器出來的信號，必須落在PLC的A／D轉(zhuǎn)換模塊的測量范圍之內(nèi)，才能接入到相應(yīng)模塊的輸入端。此外，在選擇PLC的A／D模塊時(shí)，還要考慮采樣周期問題。周期太長，將無法獲得精確數(shù)值。

PLC可以實(shí)現(xiàn)遙調(diào)功能，但因電網(wǎng)中應(yīng)用很少，這里不予詳述。

3.2 軟件實(shí)現(xiàn)方面

在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，因此為了完成所有RTU功能，PLC軟件應(yīng)包括：循環(huán)掃描執(zhí)行的主程序；通信程序（接收和發(fā)送報(bào)文）；收到報(bào)文分析程序；上發(fā)報(bào)文產(chǎn)生程序；輸入點(diǎn)電平中斷掃描程序；操作執(zhí)行程序（遙控、遙信、遙測等）。

在上述程序模塊的編制中，應(yīng)重點(diǎn)考慮以下問題：

a）PLC的主CPU的速度是否足夠快？如何編制出執(zhí)行時(shí)間短的程序？

b）PLC和監(jiān)控中心的通信要利用一套復(fù)雜的通信規(guī)約，PLC的程序容量能否容下所有程序？如何編制出短小精干的程序？

c）PLC是通過循環(huán)掃描輸入點(diǎn)的內(nèi)存映像以獲取輸入點(diǎn)的輸入狀態(tài)的，在配電開關(guān)動作時(shí)，相應(yīng)輔助觸點(diǎn)往往存在短暫的抖動。抖動的機(jī)械頻率雖然很高，但相對于PLC的程序掃描執(zhí)行的頻率卻是很低的，因此這種抖動會在PLC的內(nèi)存映像中反映為多次不相干的開關(guān)動作，如何在程序上消除這種開關(guān)動作的假象？

實(shí)踐證明，采用恰當(dāng)?shù)木幊碳记?，以上各種問題都可以得到圓滿解決。

4 結(jié)論

實(shí)現(xiàn)我國中低壓配電網(wǎng)自動化，是提高供電質(zhì)量、用電可靠性和提高電力企業(yè)自身水平的需要。利用PLC來實(shí)現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的RTU功能，具有簡單、可靠、易用等特點(diǎn)，是一個(gè)比較有應(yīng)用前景的實(shí)現(xiàn)方案。