基于Forcecontrol配電監控系統的設計

摘要：針對配電網(wǎng)中結構復雜、位置分散、管理手段落后的問(wèn)題，利用MODBUS通信協(xié)議和RS 485、RJ45接口等技術(shù)，結合現場(chǎng)總線(xiàn)控制理論，開(kāi)發(fā)了一種基于Forcecontrol組態(tài)軟件的低壓配電智能監測系統。整個(gè)監控系統由控制室中工控機和光纖適配器組成，每個(gè)無(wú)人低壓配電室由基于MODBUS—RTU通信協(xié)議的RS 485通信端口的智能控制器和光纖適配器組成。系統具有數據自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)數據和曲線(xiàn)顯示、故障記錄報警、實(shí)時(shí)通信等主要特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：低壓配電；遠程監控；MODBUS通信協(xié)議；Forcecontrol

0 引言
在生產(chǎn)企業(yè)中，由于低壓配電室分布過(guò)于分散，使得配電室的維護非常不方便。本文針對河南某鋁廠(chǎng)分散的低壓配電室，設計了基于工業(yè)以太網(wǎng)的遠程監控系統。在無(wú)人值守低壓配電室中三相電壓U、三相電流I、頻率f、功率P、功率因數cosφ電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數據通過(guò)帶RS 485通信端口的智能控制器讀取，利用MODBUS—RTU通信協(xié)議通過(guò)光纜向工控機中傳送數據；在控制室中，通過(guò)工控機可以實(shí)現各種狀態(tài)的報警，各種數據參數的監控，及繪制實(shí)時(shí)變化曲線(xiàn)和歷史曲線(xiàn)。

1 配電監控系統
1．1 系統整體結構
本系統主要是對17個(gè)配電室中的各種功耗參數(如電壓、電流、功率等)進(jìn)行測試并實(shí)現實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示與處理。通信結構如圖1所示，系統主要由兩大部分組成，即硬件連接和軟件平臺。

整個(gè)系統硬件包括H型智能控制器、串口服務(wù)器、光纖適配器、交換機、工控機。H型控制器采集數據，串口服務(wù)器是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，用計算機來(lái)存取、管理和配置遠程的設備，光纖適配器連接不同類(lèi)型的光纖跳線(xiàn)接口，交換機是一種用于電信號轉發(fā)的網(wǎng)絡(luò )設備。它可以為接入交換機的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)提供獨享的電信號通路。在此串口通信系統中，計算機為上位機，H型智能控制器為下位機，二者之間的通信遵循MODBUSRTU協(xié)議。通信介質(zhì)為雙絞線(xiàn)，H型智能控制器作為RS 485通信網(wǎng)絡(luò )的工作站節點(diǎn)，將采集的信號通過(guò)MODBUS協(xié)議轉換為控制信號傳送到上位機，實(shí)現對電量信號的監控；上位PC選用聯(lián)想IdeaCentre工控機，監控軟件選用的是國產(chǎn)軟件ForceControl 6．0?？偩€(xiàn)結構安全、簡(jiǎn)潔，具有很高的可靠性和實(shí)用性。
1．2 系統功能的實(shí)現
數據自動(dòng)采集與檢測：通過(guò)帶RS 485通信端口的智能控制器來(lái)實(shí)現無(wú)人值班低壓配電室的三相電壓U、三相電流J、頻率f、功率P、功率因數cosφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數據的采集和檢測，再利用MODBUS—RTU通信協(xié)議通過(guò)光纖適配器后，通過(guò)光纜向工控機中傳送實(shí)時(shí)數據。
通信網(wǎng)絡(luò )構成：在現場(chǎng)無(wú)人值班低壓配電室，通過(guò)新配置的帶MODBUS—RTU通信協(xié)議的RS 485通信口的智能控制器檢測數據，再將多臺各種型號的智能控制器中的數據統一通過(guò)光纖適配器后，經(jīng)過(guò)光纜傳送到中央監控室中的光纖適配器上，轉化為RJ45接口連接到工控機上，從而實(shí)現各種實(shí)時(shí)數據的監控。
動(dòng)態(tài)顯示：在控制室內，通過(guò)工控機經(jīng)由光纖適配器通過(guò)光纖傳送現場(chǎng)智能控制器中的各種參數數據，從而在顯示器上動(dòng)態(tài)顯示各種參數的當前運行狀態(tài)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數據，采用改變圖形顏色和閃爍功能進(jìn)行各種報警，并為操作人員提供決策信息。此外，操作人員的級別和代碼，各種數據的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史曲線(xiàn)，各種日報表、周報表和月報表等都可以在上位機中實(shí)現。