基于PLC的自备电厂监控系统的设计与实现

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(Guangxi University ElectricalEngineering Institute,Guangxi, Nanning530004,China) Abstract:This paper presents a supervisory system for the small power station ( Transformer substation ) .The system is based on
2、模拟量输出模块:ADAM-5024(4 通道) 3、开关量输入模块:ADAM-5051 (16 路) 4、开关量输出模块:ADAM-5056 (16 路)
2.2 采样部分
为了能对信号统一采样处理,采用了经典的直流采样技术, 所有的信号经直流变送器变成0-10V的标准信号,经过高速高精 度 A/D 模块进行模 / 数转换后送给 PLC 处理。
2.5 MIS接口
作为生产管理的领导也需要实时的监视生产情况,一般情 况来讲,生产管理部门的办公室离生产第一线都有一定的距离, 各种干扰比现场已少了许多,但需要传送的数据量却大了许多, 在通讯链路上需要传送的是生产第一线所有被监测对象的参数, 数据传输的速率就有比较高的要求,工业现场总线的通讯模式无 法满足通讯速率的要求,工业以太网就成为我们的首选,它满足 了我们的对通讯速率和通讯距离的要求,同时也为企业MIS系统 提供数据接口。
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PLC 与 DCS
PLC and DCS

《自动化技术与应用》 2006年第25卷第9期
①限制鼠标的活动范围:可通过调用 Windows 的 API 函数 得以实现;要解除限制必须获得足够的权限;
②关闭键盘:可以通过工控机的键盘锁或通过调用 Win- dows 的 API 函数得以实现;
3.3 企业内部网部分
考虑到企业信息化管理,上位机部分作了企业内部网 (Intranet)应用的扩展,为及时将工业现场信息的传送到远方,
可采取两种方式: ①采用基于 TCP/IP 协议族的 UDP 广播方式,发送方和接
收方无需建立联接,接收方即可接收到信息,在接入Intranet的 所有的客户机上运行指定的程序就可接收到监控系统上位机发送 的现场信息。
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⑥通信信号隔离:为防止其他信号的对通讯通道的干扰以及 对计算机串行口的损坏,所采用的RS485转RS232接头必须带光 电隔离功能。
5 结论
该模型于2002年10月在广西迁江糖业集团公司发电部计算 机监控系统的一应用,投入实际运行以来,稳定可靠运行了3 年 有余,取得了满意效果。
参考文献:
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《自 动 化 技 术 与 应 用 》2 0 0 6 年 第 2 5 卷 第 9 期
PLC 与 DCS
PLC and DCS
号的采样上没有丝毫的影响,完全达到用户的要求。
2.3 开关控制部分
电信号、压力、温度和转速等信号经过模/ 数转换后,送给 PLC 处理进行处理。PLC 对所采样的信号进行分析计算,按照预 先制定的约束条件进行判断,在相应的I/O通道发脉冲驱动继电 器,对开关进行分合闸控制。
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the PLC with the fieldbus RS-485.The A/D channel is expanded by using the timesharing technique. Key word:supervisory system ; PLC ; timesharing sample ; RS-485 fieldbus
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②采用B/S模式,在Intranet网络中需要架设服务器,包括 提供 WEB 服务和数据库服务等,数据库服务器可采用 MSSQL 小 型数据库服务器,系统向上位机用户开放权限,上位机可把现场 信息写到 MSSQL 数据库服务器上,客户机可通过服务器提供的 WEB 服务来获取现场信息。在低成本的方案下,选择第一种方 案是合理的,可满足用户远程监视要求。
2 硬件构成
2.1 主机部分
研华 ADAM5510 可编程逻辑控制器: CPU:Intel 80188 16 位微处理器 Flash ROM:256 KB Flash ROM(170 KB 可供用户使用)256 KB Flash memory (仅用于数据存储)S R A M:6 4 K B 电池备份 SRAM(数据可 保存 2 年)192 KB SRAM 用于系统运行。 1、模拟量输入模块: ADAM -5017H(12 位,8 通道)
1 引言
发电厂计算机监控系统是近年来发电厂或自备电厂实施技 术改造的重点领域之一。大型电厂由于投资规模大,运行的可靠 性要求高,有大量的二次设备,监控系统的功能分的更细致,常 采用成本较高的交流采用技术,并与保护系统构成一体,系统构 成的成本高。而小型电厂和自备电厂的建设投资有限,主要的资 金用于主要的一次设备中,还是采用大量的常规的电磁型保护系 统,受到投资规模的限制,监控系统功能无需过于详尽。本文就 小型电厂和自备电厂提出一种计算机监控系统的体系结构,在系 统稳定可靠运行的前提下,最大限度降低成本。
③数据库的安全设计:系统的实时数据库较大,每天必须清 除同时产生前一工作日的历史数据库。为避免数据丢失,要关闭 系统或磁盘的缓存,强制数据写盘;
④微机的电源冗余设计:考虑到现场的工作环境比较恶劣, 应采用工控机的冗余电源,同时配备在线式的不间断电源 (U P S );
⑤信号采样滤波:由于采用直流采样,为防止干扰信号的窜 入,可在变送器的信号输出端加上RC 阻容滤波,并在上位机程 序里利用软件滤波和补偿的方法加以校正;
金用于主要的一次设备中还是采用大量的常规的电磁型保护系
PLC 与 DCS
PLC and DCS
《自动化技术与应用》 2006年第25卷第9期
基于 PLC 的自备电厂监控系统的设计与实现
莫仕勋, 杨柳林, 蔡义明
(广西大学 电气工程学院,广西 南宁 530004)
摘 要:发电厂计算机监控系统是近年来发电厂(站)实施技术改造的热点领域之一。本文针对小型发电厂(变电站)计算机监控系统功 能和技术指标要求,采用稳定可靠的 PLC 作为监控系统的控制核心,通过分时复用的多路开关对 A/D 通道进行扩展,数据 链路采用了经典的 485 现场总线,构成了一个投资少,功能完善的监控系统模型。在实际工程应用中取得了满意的效果。
活,应用程序可以在 Borland Turbo C 或 Microsoft C 下编写 调试并下载到 ADAM-5510 的 Flash Rom 中。可以设置看门狗, 当系统异常时,系统重起,恢复现场信息,重新跟踪监视。以下 是 A D A M - 5 5 1 0 P L C 配合高速数据采样装置(MDAD )采样 部分的程序流程图(图3)。
现场的各种干扰相对比较大,RS-485 由于采用共模差动输 入,能有效地抑制小干扰信号,稳定地实现通讯。在这里我们采 用了 RS-485 总线形式的实现通讯网络。首先是利用其共模差动 输入[8],可以将干扰减少到最低,其次是有利于为今后的系统扩 展。RS-485 总线形式的通讯网络如图示:
图2 RS-485总线网络
关键词:监控系统;PLC;分时复用;RS485 总线 中图分类号:TM769 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2006)09-0031-03
PLC-Based Supervisory System for a Self-powered Station
MO Shi-xun ,YANG Liu-lin , CAI Yi-ming
3 软件结构
3.1 下位机部分
ADAM-5510 PLC 具有运行 ROM-DOS 操作系统的基于 Intel x86 CPU 的独立控制器。可利用丰富的 C/C++ 编程灵
4 系统安全控制
监控系统一旦投入运行,将24 小时连续工作,其稳定可靠 运行是最基本的要求,在硬件和软件上都要充分地予以考虑,采 取了如下措施:
用户也可通过上位机的操作屏幕,在获取了一定的权限后, 点击鼠标确认后完成开关量的控制。
ADAM-5510PLC 的 DI 模块 5051(16 路开关量输入模块) 通过对开关的常开/ 常闭节点进行监测,由DO 模块 5056(16 路 开关量输出模块)在相应的I/O 通道发脉冲驱动继电器,完成开 关分合闸控制。
[2] 李幼仪,甘志. C++ Builder 高级应用开发指南[M]. 北 京 清华大学出版社,2 0 0 2 .
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[4] 梁凤,等. 基于现场总线的变电站综合自动化系统[J] ,电 力学报,2 0 0 2 ,1 9 (4 ):2 7 5 - 2 7 8 .
图3 采样部分程序流程图
3.2 上位机部分
实现的功能有实时数据通信的接收,形成监视控制系统的 实时数据库和历史数据库,电厂主接线图显示,报表打印,控制 操作的事件顺序记录(SOE),Intranet企业信息网接入等。
系统基于通用的Windows 平台,采用 C++ Builder 6.0 编 程,通讯部分深入 Windows 内核,利用消息传递机制和多线程 技术,调用了操作系统底层的API 函数,使应用程序与操作系统 紧密、高效的结合[2]。数据库部分采用Borland 公司的BDE引擎, 对数据库和事件顺序记录(SOE)实施高效的管理。Intranet 企 业信息网部分采用基于 T C P / I P 协议的 UDP 广播方式,调用 WinSocket API 函数实现,系统运行高效可靠[1]。
收稿日期:2006-05-29
图1 系统结构 由于 ADAM-5510PLC 的 AI 模块 5017H(12 位精度,8 通 道的模拟量输入模块)的限制,一次最多只能实现8 路的 A/D 转 换,但总共有56 路模拟信号需要采样(3 台发电机,2台变压器, 另加上 6 个非电量信号),考虑用分时复用电子开关来切换模拟 信号,选用了ns 级开断时间的DG407 集成电路构成了高速数据 采集装置(MDAD)。由于该装置的通断时间在 ns 级,对模拟信
2.4 通讯部分
串口(RS232)是 PC 机的标准配置,它用于数据的串行传 输。其特点是开发和应用简单,在通信距离较近,数据传输率要 求不高的情况下,可以直接采用。但是,由于RS232 接口标准的 最大缺点是数据传输速度缓慢,仅为 20KbpS - 115KbpS,而 且接口电平为-12V~+ 12V,使用时常需要加专用的信号调理 器。同时,串口抗共模干扰能力也比较差[4]。
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