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PLC在直流电源监控器中的应用

作者:银河总站 发布时间:2021-02-25 20:20 点击:

  直流电源设备是电力系统不可缺少的辅机设备。供给断路器分合闸用电,后备电池充电以及二次回路的仪器仪表等低压设备用电都采用直流电源。目前国内发电厂及变电站使用的直流电源设备已广泛采用高频整流模块为功率单元,为了对整个直流系统进行合理的实时监控、管理,本文设计了一种基于西门子s7-200plc[1]的高频直流监控器。其功能主要是实时采集直流系统的电压、电流及供电支路的开关状态等运行参数,并对数据进行分析处理,判断直流系统的运行工况,并根据pid控制理论进行实时运行控制和故障处理,并对蓄电池进行在线监测,为电力综合自动化控制系统提供安全、稳定、可靠的直流电源。

  系统硬件组成原理框图如图1所示。系统主要由高频直流监控器(以下简称监控器)、模拟量采样板、高频整流模块等组成。其中监控器是整个系统的核心部分,主要由西门子s7-216cpu配以em-235模拟量模块、台湾人机电子mt-510t触摸屏等组成。

  系统交流供电采用两路三相三线制方式实现主备用供电电源的自动切换,经过交流配电输入单元供电给智能高频整流模块,智能高频整流模块按监控器控制方式输出所需的直流电压供合闸母线、控制母线、蓄电池充电用。监控器通过plc各开关量输入通道采集各模块报警量输入、各馈线开关量输入、各熔断器信号输入等开入量;通过模拟量采样板将模块采集交流输入电压、直流输出电压、合母电压、蓄电池电压、输出电流、控母电流、合母电流、充电电流等模拟转化为0-5vdc电压量或4-20ma电流量由em-235模块12位a/d通道采样;通过程序内部数据处理,按照程序设定的控制曲线,利用比例微分积分pid(proportional integral differential)控制算法[2],产生调节量,由em-235模拟量输出口产生0-10vdc电压量,控制高频整流模块的输出电流、电压,实现闭环控制。

  监控器采集现场各种运行参数,系统故障时发报警信息;系统事故时保护动作,保护充电设备和电池安全。触摸屏是整个监控器的人机接口部分,通过rs485与plc通讯,显示直流系统的各种信息,如系统直流电压、电流参数,系统状态信息、故障信息、系统设置参数等,并可设置系统各参数,控制监控器的运行状态。可通过rs485通信接口与上位计算机及智能通讯设备通讯,以实现“四遥”功能[3]。

  plc终端软件采用stl语言编写,程序设计采用模块化,功能化结构,便于维护、扩展。为提高终端的抗干扰能力,软件控制中采用了数字滤波、故障自检、控制口令等措施,保证控制操作的正确性和可靠性。装置plc主要程序流程如图2所示,主要由初始化程序、数据采集处理子程序、时钟处理子程序、充电转换子程序、故障报警及保护子程序、交流中断子程序、pid调节计算子程序、硅链投切控制子程序等组成。

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