供电监控系统设计

表4 变量分配表
名称 电源 G1 电源 G2
变量类型 内存离散型 内存离散型
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描述 电源 G1 的开启状态 电源 G2 的开启状态
供电监控系统方案设计
T1 T2 K1 K2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 QF7 过流延时 3）新建画面
内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存离散型 内存整型
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供电监控系统方案设计
附录一 ：
int i=0; if((\\local\电源G1==1)&&(\\local\电源G2==1)) { if((\\local\T1==1)&&(\\local\T2==0)) { \\local\QF1=0; \\local\QF4=0; \\local\QF2=1; \\local\QF7=1; i=1; { \\local\QF2=0; \\local\QF1=1; \\local\QF7=1; i=1; { \\local\QF1=0; \\local\QF4=0; \\local\QF7=0; i=1; } if(\\local\K1==1) { \\local\QF7=0; i=1; } if(\\local\K2==1) { \\local\过流延时=\\local\过流延时+1; if(\\local\过流延时>=2) { \\local\过流延时=2; } i=1; } else { \\local\过流延时=0; } if(\\local\过流延时==2) { 8 \\local\QF2=0; \\local\QF5=0; \\local\QF3=0; \\local\QF6=0; } if((\\local\T1==1)&&(\\local\T2==1)) \\local\QF5=0; \\local\QF3=0; \\local\QF6=1; \\local\QF4=1; } if((\\local\T2==1)&&(\\local\T1==0)) \\local\QF3=0; \\local\QF6=1; \\local\QF5=1;
先画出电线、开关、变压器、短路开关的精灵图，如图 10 所示。
图 10
精灵图
利用精灵图搭建如图 11 所示的监控画面。
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供电监控系统方案设计 图 11 监控画面
4）动画连接 首先给每个期间关联变量，如电源 G1 关联变量、变压器 T1 关联变量、短路 开关 K1 关联变量等如图
12 所示
图 12 电源 G1、变压器 T1、短路开关 K1 关联变量
供电监控系统方案设计
《控制系统软件设计 1》设计方案报告
综合项目:供电监控系统 一.设计任务
随着电力事业的快速发展， 目前对于骨干输变电线路上的超高压变电站 （500KV,220KV,及绝大部分 110KV 变电站）大多已经建立起光纤传输连接，并在 生产管理上建立了 SCADA 系统， 可以进行中心调度、地区调度的多级监控、调 度管理。但是对于数量快速增加的农网的变电站、开闭所，由于数量大、分布范 围广而大多尚未纳入电力 SCADA 系统中， 随着针对这类无人值守站的管理监控 要求的不断提高， 以及对供电质量提高的需要，势必要将这类数量较大的配电网 变电站、 开闭所纳入统一的监控管理。本系统的建设是为了提高供电系统的管理 水平， 迅速而准确的获得系统的的运行实时信息，及时发现供电系统运行时出现 的故障，并做出相应决策和处理，缩短事故停电时间，实现对供电系统的现代化 管理。
表3 I/O 分配表
输入 电源 G1 电源 G2 变压器 T1 变压器 T2 短路开关 K1 短路开关 K2 2）定义设备与变量
输出 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 QF7
在 IOserver 应用组里新增一个 IO 应用组，并在其下添加设备 modbus,设备 驱动选 Simulate PLC 地址为 1，新建变量如表 4 所示，并将变量导入数据词典 中。
变压器 T1 是否故障 变压器 T2 是否故障 短路开关 K1 是否短路 短路开关 K2 是否短路 开关 QF1 的闭合状态 开关 QF2 的闭合状态 开关 QF3 的闭合状态 开关 QF4 的闭合状态 开关 QF5 的闭合状态 开关 QF6 的闭合状态 开关 QF7 的闭合状态 K2 短路时 QF 断开之 前的延时
图 18 变压器 T1 故障
④ 短路开关 K2 短路：延时 2s 后开关 QF7 断开（过流保护） ，如图 19 所示。
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⑤ 电源 G1、G2 同时掉电或变压器 T1、T2 同时故障时，QF1-QF7 全部断开。如 图 20 所示。
图 19 K2 短路
图 20 T1、T2 同时故障
\\local\K2=0; \\local\T1=0; \\local\T1=0;
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二.设计要求
1ห้องสมุดไป่ตู้监控系统总体设计 了解系统设计要求， 进行需求分析， 确定组态软件输入输出点、 内部变量等， 构思监控系统的组态框架。 2．监控系统画面 所设计的监控系统应具有以下内容，并有动态显示和操作功能。 (1)可模拟各种故障的操作面板； (2)反应各控制开关状态的历史报表； (3)反映数据实时报警状态的报警画面。 3．运行控制策略 采用脚本语言建立监控系统的运行策略，控制所建立的软件系统的运行流程， 实现系统的模拟运行。 4．历史和趋势记录报表设计 建立历史数据报表，实现监控系统的历史数据记录。
三.系统设计方案
1．供电监控系统设计要求与内容 设计一个供电监控系统，系统的初始状态为： 1）2 套电源均正常运行，状态检测信号 G1、G2 都为“1”。
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2）供电控制开关 QF1、QF2、QF4、 QF5、QF7 都为“1”，处于合闸状态（绿 色） ； QF3、QF6 都为“0”，处于断开状态（红色） 。 3）T1、T2 变压器故障信号和供电线路短路信号 K1、K2 都为 0。 控制要求： 1）正常情况下，系统保持初始状态，2 套电源分列运行。 2）若电源 G1、G2 有 1 个掉电（=0） ，则 QF1 或 QF2 跳闸，QF3 闭合。 3）若变压器 T1、T2 有 1 个故障（=1） ，则 QF1 和 QF4 跳闸或 QF2 和 QF5 跳闸， QF6 闭合。 4）若 K1 短路（=1） ，QF7 立即跳闸（速断保护） ；若 K2 短路（=1） ，QF7 经 2s 延时跳闸（过流保护） 。 5） 若 G1、G2 同时掉电或 T1、T2 同时故障，QF1～QF7 全部跳闸。 6）要求要有能模拟各种故障的控制面板和对个开关状态、变压器故障等进行 记录的历史报表。 2、系统设计与分析 1)供电监控系统的 I/O 分配 监控系统的 I/O 分配由输入输出设备两大部分组成。其中输入包括电源、变压器 和短路开关，输出 QF1-QF7 等开关，如表 3 所示。
供电监控系统方案设计 \\local\QF7=0; } if(i==1) { } if (i==0) { \\local\QF1=1;\\local\QF2=1; \\local\QF5=1; } } if((\\local\电源G1==0)&&(\\local\电源G2==1)) { \\local\QF1=0; \\local\QF4=1; } if((\\local\电源G1==1)&&(\\local\电源G2==0)) { \\local\QF2=0; \\local\QF4=1; } if((\\local\电源G1==0)&&(\\local\电源G2==0)){ \\local\QF1=0; \\local\QF5=0; } \\local\QF2=0;\\local\QF3=0; \\local\QF4=0; \\local\QF6=0; \\local\QF7=0; \\local\QF3=1; \\local\QF5=1; \\local\QF1=1; \\local\QF6=0; \\local\QF7=1; \\local\QF3=1; \\local\QF5=1; \\local\QF2=1; \\local\QF6=0; \\local\QF7=1; \\local\QF6=0; \\local\QF3=0; \\local\QF7=1; \\local\QF4=1; \\local\K1=0;
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① 初始状态：两套电源分别独立运行，如图 16。
图 16
初始状态
② 电源 G1（G2）掉电：QF1(QF2)断开，QF3 闭合，如图 17。 ③ 变压器 T1(T2)故障：QF1 和 QF4（QF2 和 QF5）断开，电源 G1（G2）给系统供 电。如图 18 所示。
图 17 电源 G1 掉电
四、设计过程评估与改进
设计过程中基本分为四步走。一是分析题目要求，列出输入量与输出量；二 是建立工程，建立需要的变量，其中包括变量的类型分析；三是建立画面与动画 连接，其中主要的是动画的实现，采用编写脚本的方式实现；四是调试运行。 本设计基本实现课题要求， 适当的考虑到实际工程中的具体问题，比如监控 画面的合理性与美观性， 现场画面与操作台都会有器件的状态显示，其设计很符 合工程应用，各种数据在监控画面显示很详细。 本设计最大的创新在于精灵图是自己绘制， 因为软件自带的精灵图关于电器 之间的线路不是很直观和切合实际，为了更加的逼真的模拟实际中的供电问题， 本设计自行画了精灵图。 其中难点主要是历史报表的设置，历史报表的查询按钮设置监本时，使用的 新函数比较多，应用起来有些吃力，通过软件帮助，学习新函数，最终完美实现 报表和报名功能， 其中历史报表还自行添加了打印和保存的功能，是将查询的历 史结果通过.xlsx 的文件形式保存。
图 14
历史数据报表 4
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报表实现查询功能的脚本如图 15 所示。
图 15 历史报表查询脚本
打印按钮的脚本设置只需设置左键按下时执行一个函数Report1.Print()即 可，保存按钮同理左键按下时执行 Report1.ReportSaveAs("D:\\Software\KingSCADA\My project\供电监控系 统\Report1.xls"); 5）系统运行 系统进入运行模式时是默认的初始状态， 当模拟故障电源掉电、 变压器故障、 短路开关短路时， 各个开关就会有相应的动画显示，每个器件旁都会有文字的状 态显示和颜色区分，控制面板有更直观的器件状态显示。可以通过报警、历史报 表等按钮查看报警窗口和历史数据。
采用脚本语言建立监控系统的运行策略， 控制所建立的软件系统的运行流程， 实现系统的模拟运行。如电源 G1（G2）掉电时，QF1(QF2)断开，QF3 闭合，其脚 本如下图所示，其他动画脚本见附录一所示。
图 13
电源 G1(G2)掉电动画脚本
在工程中建立一个新的画面，添加如图 14 的历史报表，主要用来对各种故 障时各个开关状态、变压器故障等进行记录，具体有查询、打印和保存的功能。