地鐵變電站PLC自動(dòng)化系統設計

　　間隔層的微機保護裝置經(jīng)過(guò)RS-485總線(xiàn)分成幾個(gè)組，連接到網(wǎng)橋的Modbus通訊口上，通過(guò)網(wǎng)橋收集數據并將這些數據通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò )送到主監控單元PLC。

　　系統的主監控單元可通過(guò)可編程網(wǎng)橋編制不同的規約，滿(mǎn)足與不同智能設備之間的接口需要。MODBUS網(wǎng)橋NW-BM85C002 MB+網(wǎng)橋/多路轉換器，每臺網(wǎng)橋具有4個(gè)通訊口與間隔層的智能設備通訊，網(wǎng)橋將MODBUS協(xié)議的數據進(jìn)行協(xié)議轉化，通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò )與PLC建立網(wǎng)絡(luò )通訊;同時(shí)在中央信號屏中還配有可編程網(wǎng)橋NW-BM85C485，通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò )與PLC連接，每個(gè)可編程網(wǎng)橋具有四個(gè)通訊協(xié)議可編程的RS-485口，在本方案中對其中的兩個(gè)口進(jìn)行編程，使之通過(guò)IEC-60870-7-101與中央控制中心通訊。

　　系統網(wǎng)絡(luò )通訊層向上通過(guò)可編程網(wǎng)橋的RS-422接口采用IEC60870-5-101國際標準規約實(shí)現與控制中心通訊;向下網(wǎng)絡(luò )通訊層通過(guò)網(wǎng)橋RS-422接口MODBUS標準規約實(shí)現與主變電站內的各開(kāi)關(guān)柜或保護屏內的微機綜合保護測控單元等智能裝置通訊，滿(mǎn)足變電所綜合自動(dòng)化系統控制、測量、保護的技術(shù)要求。通過(guò)網(wǎng)橋與智能設備及控制中心通訊，由網(wǎng)橋實(shí)現協(xié)議轉換，降低PLC的CPU模塊負荷率，提高系統的可靠性。

　　配置液晶顯示器，用于變電所內監控、軟件維護，設備調試，站控層操作等人機接口。帶有液晶顯示器實(shí)現站內數據的顯示和控制。液晶顯示以漢字實(shí)時(shí)顯示所內所有事故、預告信號、所內各微機綜合保護測控單元的運行狀態(tài)。事件變位的內容、時(shí)間等。當多個(gè)事故信號同時(shí)發(fā)生時(shí),液晶顯示報警裝置按新舊次序，在所內時(shí)間分辨率的范圍內依次顯示各種信息,并能存儲。操作員通過(guò)按鈕對顯示進(jìn)行選擇,必要時(shí)操作員可通過(guò)該組操作按鈕對開(kāi)關(guān)進(jìn)行所內集中控制。

　　“就地-遠方”控制切換裝置。為便于系統運行的需要，在中央信號屏內裝有“就地-遠方”切換開(kāi)關(guān)，實(shí)現就地控制和遠方控制之間的方式切換和閉鎖。在變電站控制上，方便分層控制和管理。

　　系統的電源采用冗余配置，系統輸入兩路直流電源，保證系統在一路電源失電時(shí)，系統仍可無(wú)擾動(dòng)安全運行，提高系統的可靠性。

　　3.2 開(kāi)放式、宜擴展性設計

　　可以與滿(mǎn)足相應標準規約(profibus, spabus, modbus等)的其它公司相關(guān)的(IED)互聯(lián)進(jìn)行信息交換。充分考慮到變電站擴建、改造等因素，間隔層設備基于模塊式標準化設計，可根據要求隨意配置，變電站層設備設置靈活。

　　網(wǎng)絡(luò )通訊層設計考慮到工業(yè)以太網(wǎng)、CAN、422、modbus＋等現場(chǎng)總線(xiàn)的接口設計，能充分滿(mǎn)足大流量實(shí)時(shí)數據傳送的實(shí)時(shí)性和可靠性。

　　3.3 軟件設計

　　PLC軟件方面，由于PLC以循環(huán)掃描和中斷兩種方式來(lái)執行程序。為了完成所有RTU功能，PLC采用循環(huán)掃描方式，與各個(gè)間隔層保護單元進(jìn)行通訊。通過(guò)Modbus總線(xiàn)，讀取各個(gè)保護單元的遙測、遙信信息，同時(shí)通過(guò)總線(xiàn)通訊對各個(gè)智能保護裝置進(jìn)行設點(diǎn)操作，實(shí)現對開(kāi)關(guān)的遙控功能。本系統采用了Quantum系列PLC配套的concept編程軟件中的FBD方式，進(jìn)行了PLC的組態(tài)，實(shí)現了變電站自動(dòng)化的三遙功能。

　　如圖2所示的遙控功能的組態(tài)。通過(guò)使用合適的功能塊的組合，可以實(shí)現你所要的功能。其中的功能塊有concept軟件的FFB libarary 提供的標準功能塊，也可以自己定義，自己獨特的功能塊。

　　遙信的實(shí)現，有兩種方式。一種是通訊方式，當變電站設備發(fā)生變位時(shí)，通過(guò)PLC與智能保護裝置的通訊，讀取變位的信息到PLC中，并將其上送給控制中心。另一種為DI模塊方式，通過(guò)連接設備的位置繼電器，PLC的DI模塊能夠感知設備的變位信息。

　　圖2 遙控功能的組態(tài)