中低壓配電網(wǎng)自動(dòng)化及PLC實(shí)現方案討論

3 RTU功能的PLC實(shí)現

RTU功能的PLC實(shí)現包括硬件實(shí)現和軟件實(shí)現兩個(gè)方面。

3.1 硬件實(shí)現方面

在硬件方面，主要存在PLC的電源如何提供，PLC如何實(shí)現長(cháng)距離的通信，遙控、遙信、遙測、遙調如何具體實(shí)現等問(wèn)題。

由于PLC都有配套的專(zhuān)用電源模塊，因此在設計RTU時(shí)，主要應考慮電網(wǎng)斷電后PLC 的供電問(wèn)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?xún)?。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(cháng)PLC的通信距離。方法很多，有電話(huà)調制解調器方案、專(zhuān)線(xiàn)調制解調器方案、無(wú)線(xiàn)方案、尋呼臺服務(wù)方案、光纖方案等。在同一個(gè)配電自動(dòng)化工程中，可以根據具體情況，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換、功率放大、電氣隔離等模塊和器件。

對于遙控，當PLC收到開(kāi)關(guān)指令時(shí)，輸出點(diǎn)到內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(kāi)關(guān)設備，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(kāi)或常閉觸點(diǎn)的開(kāi)合，再由該繼電器去控制配電網(wǎng)的配電開(kāi)關(guān)的操作電源，使配電開(kāi)關(guān)動(dòng)作，線(xiàn)路或配電設備被投切。

對于遙信，則是將被測開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)兩端引線(xiàn)接到PLC的輸入點(diǎn)和地，當配電開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，輔助觸點(diǎn)相應開(kāi)閉，PLC的相應輸入點(diǎn)與地之間被斷開(kāi)或短接，從而在PLC內部獲得一個(gè)高電平或低電平。

對于遙測，經(jīng)互感器出來(lái)的信號，必須落在PLC的A／D轉換模塊的測量范圍之內，才能接入到相應模塊的輸入端。此外，在選擇PLC的A／D模塊時(shí)，還要考慮采樣周期問(wèn)題。周期太長(cháng)，將無(wú)法獲得精確數值。

PLC可以實(shí)現遙調功能，但因電網(wǎng)中應用很少，這里不予詳述。

3.2 軟件實(shí)現方面

在PLC軟件方面，由于PLC以循環(huán)掃描和中斷兩種方式來(lái)執行程序，因此為了完成所有RTU功能，PLC軟件應包括：循環(huán)掃描執行的主程序；通信程序（接收和發(fā)送報文）；收到報文分析程序；上發(fā)報文產(chǎn)生程序；輸入點(diǎn)電平中斷掃描程序；操作執行程序（遙控、遙信、遙測等）。

在上述程序模塊的編制中，應重點(diǎn)考慮以下問(wèn)題：

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

b）PLC和監控中心的通信要利用一套復雜的通信規約，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(guò)循環(huán)掃描輸入點(diǎn)的內存映像以獲取輸入點(diǎn)的輸入狀態(tài)的，在配電開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，相應輔助觸點(diǎn)往往存在短暫的抖動(dòng)。抖動(dòng)的機械頻率雖然很高，但相對于PLC的程序掃描執行的頻率卻是很低的，因此這種抖動(dòng)會(huì )在PLC的內存映像中反映為多次不相干的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，如何在程序上消除這種開(kāi)關(guān)動(dòng)作的假象？

實(shí)踐證明，采用恰當的編程技巧，以上各種問(wèn)題都可以得到圓滿(mǎn)解決。

4 結論

實(shí)現我國中低壓配電網(wǎng)自動(dòng)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(lái)實(shí)現中低壓配電網(wǎng)的RTU功能，具有簡(jiǎn)單、可靠、易用等特點(diǎn)，是一個(gè)比較有應用前景的實(shí)現方案。