基于上、下位機的無(wú)軌電車(chē)整流站自動(dòng)化監控系統

介紹了一種基于上、下位機的無(wú)軌電車(chē)整流站自動(dòng)化監控系統。敘述了該系統的組成、工作過(guò)程和功能，并著(zhù)重敘述了短路檢測系統的基本原理、組成和工作過(guò)程。

　　隨著(zhù)交通運輸行業(yè)的飛速發(fā)展，空氣污染日趨嚴重。無(wú)軌電車(chē)以其無(wú)污染、節省燃料等優(yōu)勢在該行業(yè)中占據著(zhù)不可替代的位置。為無(wú)軌電車(chē)提供電能的整流站承擔著(zhù)變壓、整流和輸送電的任務(wù)。隨著(zhù)公共交通事業(yè)的發(fā)展，對無(wú)軌電車(chē)供電的可靠性提供了更高的要求。過(guò)去尋種靠工人監視、手動(dòng)操作的整流站控制方式已保證不了電能饋出系統工作在最佳狀態(tài)，不能正確判斷某些意外事故，人為故障羅多，效率較低。在供電系統發(fā)生故障時(shí)，需要防止事故擴大、壓縮停電時(shí)間、盡快恢復電車(chē)運行。因此，建立現代化的無(wú)軌電車(chē)供電調度數據采集和監視控制系統是十分必要的.本文介紹了一種基于上、下位機的無(wú)軌電車(chē)整漢站自動(dòng)化監控系統。敘述了該系統的組成、工作過(guò)程和功能，并著(zhù)重敘述了短路檢測系統的基本原理、組成和工作過(guò)程。

　　1 監控系統的組成

　　該監控系統的基本構成如圖1所示。

　　圖1中，控制室屬于上位機監控部分。主機選用臺灣研華公司生產(chǎn)的IPC-586工控機。采用WINDOWS95NT、VC++5.0畫(huà)面開(kāi)發(fā)軟件。通過(guò)上位機畫(huà)面可以對站內運行狀態(tài)進(jìn)行監視。當站內運行情況發(fā)生異常時(shí)，可進(jìn)行越限或故障的聲音報警及文字提示，同時(shí)自動(dòng)彈出有關(guān)畫(huà)面，便于監護人員迅速分析、處理，以最短的時(shí)間恢復供電。其報警內容包括：母排失壓或超低限的報警;送出回路失壓、故障跳閘、短路或末端短路的報警;油開(kāi)關(guān)跳閘的報警;在早6：30～晚21：00之間，對饋出回路電流I30A、時(shí)間T≥15min的超低限報警;某饋出回路I≥1500A、時(shí)間T持續達5秒時(shí)間的超大電流報警;火災、防盜門(mén)訊的報警等。此外，該系統還可對各控制開(kāi)關(guān)執行合、跳閘命令時(shí)不到位故障進(jìn)行報警提示。各類(lèi)報警按其緊急程度分別以四種聲音來(lái)提示。

　　控制柜里的PLC屬于下位機部分，也是該系統的核心部分，選用OMRON公司生產(chǎn)的C200.它一方面將通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入單元和模擬量輸入單元檢測回來(lái)的各種信號傳給上位機進(jìn)行相應的顯示或報警，另一方面根據系統設置的運行狀態(tài)，按照其內部邏輯程序輸出命令，控制相應的執行機構。該系統的上、下位機比例為1：

　　8。上位機可以接收八個(gè)站端PLC的信息，并按八個(gè)站的聯(lián)網(wǎng)設計管理結構程序。

　　2 監控系統工作過(guò)程

　　改造后的整流站監控系統可實(shí)現下位機全自動(dòng)狀態(tài)的監控、上位機手動(dòng)狀態(tài)的監控和保留原來(lái)現場(chǎng)控制臺手動(dòng)狀態(tài)的監控三種運行狀態(tài)的自由切換。在該控制系統投入運行前，應檢查確認各受控開(kāi)關(guān)及刀閘正常工作條件均已滿(mǎn)足，操作人員可從上位機或控制柜選擇下面任意一種工作狀態(tài)。

　　(1)現場(chǎng)手動(dòng)操作狀態(tài)：PIC系統將上、下位機的輸出命令全部封鎖。由現場(chǎng)操作臺來(lái)受控開(kāi)關(guān)。通過(guò)上位機畫(huà)面可對各開(kāi)關(guān)量的“合”、“斷”狀態(tài)及各模擬量的變化進(jìn)行監視，并自動(dòng)記錄各類(lèi)事件，以便事手查閱、分析。

　　(2)上位機手動(dòng)操作狀態(tài)：可從上位機進(jìn)行監視運行，可以利用鼠標和鍵盤(pán)以口令形式對各受控開(kāi)關(guān)發(fā)由“合”、“斷”命令，并人為發(fā)出短路檢測系統投入或撤出命令以及屏蔽封鎖某路受控開(kāi)關(guān)，以便于維護人員進(jìn)行檢修。不同操作人員可以設置不同操作口令，并對其操作過(guò)程自動(dòng)記錄，以便一旦發(fā)生事故后可迅速查閱，為查清事故責任人和對變電運行人員進(jìn)行經(jīng)濟考核提供了客觀(guān)準確的依據。

　　(3)下位機自動(dòng)操作狀態(tài)：這一狀態(tài)是該系統的主要工作狀態(tài)。在這種工作狀態(tài)下，系統具有下列功能：

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　　在系統進(jìn)行正常監控運行時(shí)，當某一路高速開(kāi)關(guān)發(fā)生故障跳閘時(shí)，系統一方面通過(guò)上位機發(fā)出報警提示，并自動(dòng)彈出故障回路相應畫(huà)面;另一方面通過(guò)下位機命令短路檢測系統投入該回路進(jìn)行“短路故障檢測”。當其檢測結果為“真”短路時(shí)，通過(guò)上位機發(fā)出告警提示，直至人為確認。同時(shí)屏蔽該回路的高速開(kāi)關(guān)的操作命令，使其“重合閘”命令送不出去。此時(shí)人為通知調度去檢修故障線(xiàn)路，經(jīng)確認已排除后，再在上位機人為解除對該路高速開(kāi)關(guān)的屏蔽，而下位機則再自動(dòng)進(jìn)行短路檢測，確認無(wú)短路故障時(shí)，則延時(shí)28s后自動(dòng)重合閘。

　?、谌缛魴z測結果為“無(wú)”短路故障，同時(shí)該回路處在“備用自動(dòng)并送”功能設置狀態(tài)時(shí)，該系統將自動(dòng)檢測其跳閘瞬間前8點(diǎn)(每點(diǎn)間隔10ms)的電流平均值I均，當I

　　均≥1300A，則系統認定其為“過(guò)載”，下位機自動(dòng)將該路高速開(kāi)關(guān)、備刀和備用回路的高速開(kāi)關(guān)投上。當系統檢定其電流I均1200A、

　　T≥10min時(shí)，將自動(dòng)切斷備用回路的高速開(kāi)關(guān)及備刀。

　?、廴缛魴z測結果為“無(wú)”短路故障，同時(shí)過(guò)載檢測也為“否”，則延遲28s后自動(dòng)重合“高速開(kāi)關(guān)”。

　?、茉?ldquo;下位機自動(dòng)操作”狀態(tài)時(shí)，可人為“設置”或“屏蔽”任一送出回路過(guò)載時(shí)的主、備用自動(dòng)并送及恢復正常功能。

　?、?在“上位機手動(dòng)操作”及“下位機自動(dòng)操作”兩種狀態(tài)，當系統檢測到某一饋出回路的電流I為900A時(shí)，時(shí)間在0.5分鐘內，其電流上下波動(dòng)范圍不超過(guò)±

　　50A，即I最大-I最小≤100A時(shí)，PLC均可以自動(dòng)切斷該路高速開(kāi)關(guān)，上位機發(fā)出“末端短路”(即穩定負荷)報警。在“下位機自動(dòng)操作”狀態(tài)時(shí)，下位機可自動(dòng)投入短路檢測裝置，進(jìn)行相應的操作。在“上位機手動(dòng)操作”狀態(tài)時(shí)，以上工作均由操作員來(lái)完成。

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　　在“下位機自動(dòng)運行”狀態(tài)時(shí)，如若某一回路高速開(kāi)關(guān)需要檢修維護，可通過(guò)上位機發(fā)出“代送”命令，PLC自動(dòng)遙控切斷該路高速開(kāi)關(guān)。同時(shí)合上該回路備用刀閘及對應備用回路高速開(kāi)關(guān)，檢修完畢，可發(fā)出“恢復”正常命令，PLC自動(dòng)遙控斷開(kāi)備用回路高速開(kāi)關(guān)及該路備刀，合上該路高速開(kāi)關(guān)。