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西门子可编程控制器S7-200Smart 在电力一体化电源设备中的应用

西门子可编程控制器S7-200Smart 在电力一体化电源设备中的应用

* 来源: * 作者: admin * 发表时间: 2018-10-23 18:14:05 * 浏览: 96

电力用交直流一体化电源发展至今已有十余年的历史,主要应用于电力二次系统中交直流电源的供给,适用于10KV-220KV输配电及通讯机房等场所。主要应用行业有市政电力、冶金石化、矿场及大型工厂等。

该设备由交流系统、电力操作电源系统、通讯电源系统、逆变电源系统等四部分组成,一般将电力操作电源系统配置相应的蓄电池组,通讯电源系统及逆变电源系统的直流电源由电力操作电源供给,重要场合可将通讯电源系统及逆变电源系统单独配置蓄电池组,以提高用电的安全可靠性。

电力用一体化电源监控主要检测上述四大电源系统的模拟量和开关量等运行数据,根据这些信息通过通讯或者开关量输出的方式发出相应的控制指令。我公司的一体化电源监控系统以西门子S7-200Smart可编程控制器为核心,配置相应的传感器及扩展功能模块,通过触摸屏显示及操作。

西门子S7-200Smart可编程控制器标配以太网接口,用于下载程序和与人机界面的数据交换,控制器本体自带一个RS485串口,支持Modbus主站通讯,可用于监控系统的内部总线,连接交流系统中的多功能仪表、开关量检测模块,电力操作电源系统中的充电模块、电池巡检模块、绝缘巡检模块、开关量模块,逆变电源系统中的逆变器模块、开关量模块及通讯电源系统中的通讯电源模块、开关量模块等。控制器主机拥有4个单相高速计数器,用我公司生产的WS-X/N系列压频传感器,可以检测电力操作电源系统中的电池组充放电电流、负载电流、母线对地电压(或者电池组电压、合母电压,根据配置不同检测项目有所区别)。可编程控制器配置模拟量扩展模块EM-AE04或者EM-AE08(如果检测两路交流电压),检测电力操作电源系统中的控母电压及一路三相交流输入电压。

关于后台通讯,接口分为以太网口和串口RS485/232。以太网接口连接时,应加装至少4通道路由器,分别接入人机界面、S7-200Smart可编程控制器主机及后台计算机,支持西门子S7协议。当选择串口时(一般为RS485接口),人机界面为西门子品牌时,可配置PLC通讯扩展板SB-CM01,支持Modbus从站协议,可在线修改通讯参数,与上位机实现四遥功能。也可扩展EM-DP01模块,将控制器作为Profibus-DP从站。当人机界面为国产其他品牌时,后台一般由人机多余串口接出,通过人机界面间接对S7-200Smart可编程控制器进线数据读写,实现四遥功能。如下图所示:

 

 



 

 

 

串口通讯1

 

 

串口通讯2

交流电源系统的监控,检测1-2路交流进线电源的全电量参数,检测进线开关、母联开关、母线馈出开关的状态及报警。主回路接线方式国内大致分为四种,1、单路交流进线;2、两路交流电源进线,两段交流母线,开关(电操)设置为两进线一母联接线方式;3、两路交流进线,一段交流母线,设置一台ATS切换装置;4、两路交流进线, 两段交流母线,设置两台ATS切换装置。由控制器主机输出开关量控制电操开关的分合或ATS的投切。控制方式一般分为六种模式:强制一路电源工作、强制二路电源工作、一路电源优先、二路电源优先、自投不自复(针对ATS装置)/自投自复(针对电操开关)、停止工作(ATS要有中间位置)。

电力操作电源系统的监控,检测控母电压、负载电流、合母电压、电池组电压、电池组电流、充电模块信息、电池巡检数据、直流绝缘数据、开关的状态及报警,根据上述信息进行逻辑判断是否发出声光报警,控制充电模块按照预先设定的程序给电池组充电。

控制器预先设定的充电曲线示意图

逆变电源系统及通讯电源系统的监控,S7-200Smart可编程控制器通过串口通讯的方式采集数据,两个电源系统开关的状态及报警信息,通过开关量模块采集并上传,如通讯电源系统中有独立的电池组,需增加直流数据采集模块,以便控制通讯电源模块给电池组充电。