直流屏PLC监控系统详述

液晶面板式PZK系列智能直流屏使用说明书PZK程控直流屏使用说明书1．简介PZK系列程控直流电源屏是采用了当今直流领域最先进的高频开关电源与PLC、液晶显示屏控制相组合的方法，结合本公司多年研制的一套系统软件而构成的新一代无人职守直流电源产品。

它的各部分元件都选用了目前国内外最合适、高可靠的器件。

同传统直流屏相比，它的显示操作单元选用了液晶显示屏，采用人机对话方式直观操作；它的监控单元选用了高速、高性能的PLC，采用对直流屏各组成单元实时扫描实现全面监测和闭环控制；它功率输出单元采用高频开关技术和冗余配置，输出电压电流都具有很高的精度和很低的纹波系数；它的电池选用了高性能免维护系列电池。

PZK程控直流电源屏设计参照了电力部《DL/T 459-2000》及《JB/T 5777.4-2000》技术标准，能可靠满足输配电系统正常或非正常状态下的直流控制电源和高低电压开关分合闸的供电需求，并能直接实现“四遥”。

它广泛适用于500KV以下的变配电站和60万KW以下发电厂的直流操作电源需求。

本产品自动化程度高，作为常规操作它对值班人员的专业知识要求并不高，使用本直流屏时，可详细遵照本使用手册规范操作。

2．使用环境2.1 海拨高度不超过于1000米。

2.2 环境温度-10～＋50℃。

2.3 日平均相对湿度不大于95％，月平均相对湿度不大于90％。

2.4 无强烈振动和冲击，无强烈电磁场干扰。

2.5 周围无严重尘土、爆炸危险介质、腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体、导电微粒和严重的霉菌。

2.6 垂直倾斜度不大于5度。

3．技术指标3.1 三相交流输入电压380V（+15%，-10%），频率50 HZ±0.5 。

3.2 控制母线直流输出电压： 220V（可据用户要求进行调整）。

3.3 控制母线直流输出电流额定值：5A（可据用户要求进行调整）。

3.4 免维护全密封铅酸蓄电池的电池容量额定值：65AH。

3.5 直流屏在0.5秒内瞬时输出电流值：50A。

概述：直流屏由高频开关整流模块，可编程控制器(PLC)，蓄电池组，绝缘监视装置，蓄电池自动监测装置，母线电压自动调节装置，触摸屏，预告信号装置等组成。

蓄电池采用免维护电池。

主要技术参数：1.交流输入电压：三相AC380±15%V、50±1HZ。

2.母线电压：DC 220V/110V。

3.整流器输出额定电流：可选。

4.浮充电压：DC 246V/123V（标准）。

5.额定充电电流：0.1CA。

6.稳压精度：≤±0.2%。

7. 纹波系数：≤0.2%。

8.限流精度：≤±0.2%。

操作顺序：本设备交流进线分两路即Ｉ路电源和II路电源：I、II路交流电源操作，首先合上I路交流输入总电源开关，II路交流输入总电源开关，当I路交流电源正常工作时，I 路交流电源工作指示灯亮，表明系统已接通交流电源，II路电源只作为备用；以第I路为主回路，第II回路为备用辅助回路，当第I路交流失压时，自动切换到交流第II路（前提条件是第II 路交流正常，如果第II路交流电源本身不正常的话，则无法自动进行切换），一旦交流I路电源恢复正常，则自动切换回到交流I路，II 路交流电源工作指示灯亮。

如切断I路和II路交流输入电源，可断开交流输入开关。

故障分析：A、如果I路交流进线电源正常，I 路交流电源工作指示灯不亮，II路交流电源不能自动投入，可能是I 路交流接触器KMA11烧坏，处理方法为更换接触器，或者把I路交流输入总电源开关断开，合上II路交流输入总电源开关。

B、交流输入空气开关故障现象：交流输入不能正常接入系统，充电模块不能工作。

处理：a）暂时切换到另外一路交流输入，待电池充满电后，关断外部交流输入，更换损坏的空气开关。

b）如果两路交流输入空气开关同时损坏，应同时将两路外部交流输入电源断开，更换空气开关；在无相应配件的情况下，可以直接将交流输入接入交流空气开关的输入端子上暂时供电。

2. 启动整流模块：整流模块在交流上电时可自启动，或在触摸显示屏画面上操作起动整流模块；模块工作指示绿灯亮（启动是软启动需3~4秒），启动后模块显示模块输出电压（在模块有A/V选择按钮，可选择显电压、电流），触摸屏上有电压显示，然后相继投入控制系统各回路开关，其对应的指示灯亮，表明系统全部回路接通得电；整流器停止可按整流器停止按钮。

四川师范大学成都学院本科毕业设计
图 2.3-2 PLC-5 的面板示意图
2.4 操作员终端 PanalView1400e PanalView 1400e 的高端 CRT 图表终端是 PanalView 1200 系列产品的新型产品，提
供 VGA 彩色点阵图象。另外，有一个单独的接口提供可与 A-B 公司的 PLC 和 SLC 控制器 的 DH+和增强型远程 I/O 通信，也可以利用 ControlNet 进行通信。终端有触摸屏和键盘 两种选择，使操作员在输入是更加简便灵活。其特性如下：
四川师范大学成都学院本科毕业设计
基于 PLC 的直流电源监控系统设计
前言
直流电源监控系统主要用于电力系统中的发电厂、水电站和各类变电站等重要场 合，它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。
直流电源监控系统主要包括降压装置、交流配电、整流器、蓄电池组、直流配电、 监控装置等部分。其所要实现功能是：蓄电池电压电流监控、充电机充电方式自动控制、 蓄电池-充电机系统的智能化管理、控制回路和动力回路的状态监控、绝缘监控、三相 交流电源监测等。
使用 FLEX I/O 可以独立的选择 I/O 种类以适应应用的需要。一个 FLEX I/O 适配器 可以接 8 个接线基座。在需要较多的 I/O 或组合使用不同种类的 I/O 时，可以无须购买 附加电源和通讯适配器即可适应系统要求。FLEX I/O 是 I/O 接口与端子排的组合，使用 接线基座上的端子排就可以直接进行现场接线。这样节省了安装和调试的时间和空间以 及扩展端子的费用。采用基座接线端子，可以在底板带电的情况下拔插模块，因而无须 重新接线或断开系统。只要配上合适的适配器 FLEX I/O 系统就可以在远程 I/O， DeviceNet 和 ControlNet 网上进行通讯，可以根据需要增减元件。FLEX I/O 是适用于 分布式应用场合的小型模块式 I/O 系统，系统由以下元件构成：

监控系统是直流屏系统的控制管理核心部件；监控系统的主要任务是：对直流屏的交流输入、高频整流模块、蓄电池组、馈线状态、绝缘状况等进行检测、控制、并报警，并与综合自动化通讯，实现四遥功能，能够满足电厂自动化和电力系统无人值守变电站的要求。

1．PSM-E02监控单元功能●采用128×64点阵LCD液晶显示，轻触按键操作，友好人机界面，工作参数、故障状态一目了然；●测量功能：电池电压、控母电压、充电电流、放电电流、控母电流、单体电池电压；●控制功能：均浮充自动或手动控制、充电模块开关机控制；均充电压、浮充电压、电池充电限流连续可调；●报警功能：合母电压越限、控母电压越限、开关跳闸、母线接地、馈出支路接地、单体电池电压越限。

●自动管理功能：电池自动管理，如均浮充自动转换、定期均充、均充限时、温度补偿等；●支持一组电池巡检。

●支持母线绝缘故障报警，30支路接地巡检。

●带内部RS485通信接口，可与其它厂家智能化仪器通讯。

●接口功能：通过RS232接口实现与自动化连接(CDT和MODBUS通讯)。

2．监控单元基本组成监控系统基本配置由主监控组成。

选配单元有电池巡检单元、绝缘支路检测单元、开关量单元。

系统原理框图如下：主监控防类雷单元绝缘检测整流模块01整流模块08 •••供电(220VDC/110VDC)RS485ARS485B可选件电池巡检1合母电压： 243V 控母电压： 220V 电池浮冲： 0.2A 控母电流： 0.1A 3．监控单元基本原理以微处理器为核心，采集各路模拟信号、数字信号进行数据处理，并做出告警信息，远传到后台，同时自动对电池进行均浮充电管理。

监控单元原理框图4． 显示及操作说明4.1 显示及按键说明● 面板有两个指示灯，绿色指示灯表示CPU 是否正常工作，当该指示灯按照一定频率闪烁时，那么CPU 工作正常。

红色指示灯表示系统是否异常，当系统出现故障时，该指示灯亮。

● 面板的正下方有五个按钮，分别为增加键、减少键、向上键，向下键和设置键。

1.1主要技术规格和技术指标1.1.1电气数据⑴交流输入电压：单相220V±10%，频率45-65Hz⑵直流输出电压：110V⑶直流输出电流：10-15A⑷蓄电池容量：10-65Ah⑸蓄电池规格：密封铅酸蓄电池。

1.1.2机械数据屏体尺寸：高×宽×深1660×800×600mm3重量：约290kg1.1.3技术指标:⑴稳压精度: ≤1%⑵稳流精度: ≤1%⑶纹波系数: ≤1%⑷控制母线电压波动范围: ≤5%⑸充电机直流输出电压范围: 0-150V1.2使用条件⑴工作环境温度：－10℃～40℃⑵空气相对湿度：≤85%⑶海拔高度不超过1000米；⑷无爆炸、易燃气体、尘埃及各种化学腐蚀性气体的地主；⑸无剧烈震动和冲击的地方。

1.3功能特点及适用范围可编程控制器（PLC）型全自动直流屏，充分利用软件模块、软继电器等功能，大量减少了中间继电器（硬件）的使用，简化了控制、执行机构，使系统具有硬件少，功能多的特点，提高了系统的可靠性。

主要软件块有：⑴电池恒流充电的PID调节；⑵电池恒压充电的PID调节；⑶电池自动均衡充电的PID调节；⑷电池容量监测；⑸直流输出自动调压（硅堆投切）控制；⑹充电机输出电流限制；⑺电池充电电流限制；⑻电池电压过压限制；⑼充电曲线选择并计算（选用）；⑽充电电流及电压按环境温度自动补偿（选用）；⑾交流失电再恢复供电时的软启动功能；⑿系统硬件、软件自诊断及故障报警功能；⒀数字滤波；⒁抗干扰及自恢复处理；⒂通信及打印机处理模块（选用）。

主要特点是：⑴智能化管理常规直流屏对蓄电池只能进行充电和浮充电，而可编程控制器（PLC）型直流屏除具有常规直流屏的基本功能外，还具有对电池容量的实时监测和自动补充电、自动均衡充电以及恒流恒压的自动转换、电池温度自动补偿等功能。

在充电过程中，根据监测的电池容量，在不同的充电阶段，自动调整充电电流。

使蓄电池能够充分的存贮能量，并可延长其活性物质的寿命。

人工智能技术
人工智能技术在安防系统中的应用日益广 泛，包括图像识别、语音识别、行为分析 等方面，提高了系统的智能化水平。
04
PLC在安防系统中的智能化 监控应用
智能化监控系统的架构与设计
总体架构
基于PLC的智能化监控系统通常采用分布式架构，包括监控中心、 传输网络、前端设备等组成部分，实现全方位、实时的监控。
PLC可与视频监控系统结合，实现视频的自 动采集、压缩、存储和传输，以及对异常 事件的自动检测和报警。
报警联动系统
智能化分析系统
PLC可实现报警信号的自动接收和处理，触 发相应的联动措施，如开启警灯、警笛、 自动拨打报警电话等。
PLC可结合大数据、人工智能等技术，对安 防数据进行深度挖掘和分析，提供更为精 准的预警和决策支持。
大数据分析应用
通过对PLC采集的大量数据进行分析和处 理，可以挖掘出更多有用的信息，为安防 系统提供更加精准的决策支持。
06
案例分析与实践经验分享
典型案例介绍与分析
案例一
某大型工厂安防系统
背景
该工厂占地面积广阔，安防需求复杂，传统安防 手段难以满足需求。
解决方案
采用PLC技术，构建智能化监控网络，实现远程监 控、报警联动、数据分析等功能。
成本较高
相对于其他控制器， PLC的价格较高，可能 会增加安防系统的成本
。
技术门槛高
PLC编程需要专业的技 术人员进行，对技术人
员的素质要求较高。
兼容性差
不同品牌的PLC之间兼 容性较差，可能会导致
系统集成难度增加。
网络安全问题
随着工业互联网的发展 ，PLC面临着网络安全 威胁，需要加强安全防
护措施。
结构化文本语言

浅析PLC在轨道交通直流牵引监控系统中的应用1引言近年来随着城市轨道交通自动化系统的快速发展，很多大型设备的监视和控制都选用微型plc进行改造。

对某些控制点少而控制逻辑又较复杂的小型设备来说，微型可编过程控制器紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、强大的指令以及较高的可靠性和简便的维护近乎完美的满足了小规模的控制要求。

如1500v直流开关柜的测控单元开关整流器的监视单元和400v开关柜的测控单元等均采用了plc可编程程控制器，给安装、运行、维护带来诸多的便利。

以下给出的就是sepcos-NG plc在苏州轨道交通一号线直流牵引监控系统中的一个典型应用实例。

2需求分析2.1控制网络城市轨道交通供电系统是自成体系的配电系统，包含有传统的交流供电系统和直流牵引供电系统两部分。

为了实现整体系统的安全可靠运行，必须实现电力系统的调度、运营和管理的自动化。

变电站综合自动化系统是轨道交通供电自动化的基本组成，是实现电力监控系统功能的基本单元。

轨道交通变电站内各层之间的信息可充分共享，并通过通信接口与外系统交换信息。

设计一个快速、稳定、可靠的控制网络是轨道交通变电站自动化系统的基本要求之一，是实现轨道交通供电系统运行管理功能的前提。

2.2网络结构整个上来讲，轨道交通变电站综合自动化系统划分为站级管理层，网络通信层，间隔层：(1) 站级管理层为设置在控制信号盘内的冗余热备的通信控制器、通用测控装置和一体化监视计算机。

(2) 间隔层包括分散安装于供电一次设备中的各种微机保护测控单元、信息采集设备、智能测控单元以及采用硬接点接入的现场设备。

设备包括400v 及35kv交流保护测控单元、1500v直流保护测控单元、变压器温控器、轨电位限制装置、制动能量吸收装置、杂散电流监控单元、ups直流屏、电度表、上网隔离开关、跟随所负荷开关等.(3) 网络通信层即为所内通信网络和接口设备，间隔单元通过所内通信网络层与站级管理层进行数据交换。

2.4 8250中断控制初始化通常情况下,8250设置成允许接收中断,禁止发送中断,接收中断向量类型号为05H,只要中断号小于8,则中断向量为中断号+8。

初始化由recopen()函数完成。

2.5 主函数发送程序和接收中断服务程序当主函数要求发送中断数据,从发送缓冲器取1个字符发送,指针加1,延时一段时间,再发送下一个字符直到发送完毕。

接收数据时,每当接收到1个字符便产生接收中断,跳转到接收中断处理函数中接收,存放到接收缓冲区,中断返回前,要向8250写一个正常中断结束命令20H到20H端口地址,即语句:Outportb(0x20,0x20)。

3 结语详细介绍了基于单片机的温度采集器软硬件设计及其与PC104串行通信程序的设计。

上述设计已应用到矿用变电所远程监控系统的PC104分站中,温度采集与串口通信均正常可靠。

参考文献:[1] 张小鸣,王正洪,朱正伟.高精度定点数平方根汇编子程序的实现原理[J].江苏石油化工学院学报,2004,14(4):58~60.文章编号:1671-251X(2006)03-0036-03基于PLC的直流电源屏监控系统王静爽(河北工程大学信电分院,河北邯郸 056038)摘要:介绍了一种利用PLC控制的直流电源屏监控系统的控制要求、系统组成及功能等。

关键词:直流电源屏;监控系统;PLC中图分类号:TM76 文献标识码:BA M onitoring and Control System of DC Pow er Source Screen Based on PLCWAN G Jing shuang(H ebei Univer sity of Eng ineering,H andan056038,China)Abstract:T he co ntro l demands,sy stem's constitution and functions of a monitoring and co ntro l sy stem of DC pow er source screen based on PLC w ere introduced in the paper.Key words:DC pow er sour ce screen,mo nitoring and co ntro l sy stem,PLC0 引言直流电源屏在供配电系统中主要用于水电站、发电厂、地区变电所与厂矿企业的变电所内,作为高压断路器的操作电源及控制、保护、信号、照明、二次回路仪表等设备的后备电源,特别是在交流供电回路故障时,它是整个变电站内部控制装置和照明设收稿日期:2006-02-27作者简介:王静爽(1966-),女,副教授,1989年毕业于河北工程大学,现主要从事企业自动化的理论研究和产品开发工作,已发表论文多篇。

直流屏监控系统TPM7直流屏监控系统1．TPM7系统简介TPM7直流监控系统主要是由7寸彩色监控装置TP760–T、通信控制器MCT001、交流监控模块和直流监控模块MCT002以及各功能模块所组成。

各功能模块独立运行处理，采用多重总线方式连接，提高了系统的可靠性稳定性。

2．系统结构框图如1-1-1 所示。

系统结构图1-1-13．系统主要功能3.1 监测功能：3.1.1 监测两路交流进线电压、电流及接触器工作状态；当一路交流供电出现故障时系统将自动切换到另一路供电并给出声光告警指示。

3.1.2 监测两路合闸母线、控制母线和电池组两端电压，两组电池充放电流和控制母线输出电流。

3.1.3 两组电池的放电容量计算和充放电曲线监测，其中充放电曲线监测可记录3天的实时数据。

3.1.4 一路系统环境温度检测。

3.1.5 15路开关量状态监测，根据需要可以扩展多个开关量检测模块以满足系统需求。

3.2 电池管理：两组电池的全自动均充∕浮充转换、充电限流、计时均充、均充限时、维护均充、温度补偿，实时控制充电模块自动完成对电池的充电过程。

3.3 控制功能：3.3.1 两路交流进线的手动∕自动切换，及供电方式的选择（一路供电或二路供电）。

3.3.2 两组充电模块的开机∕关机，均充∕浮充控制。

3.4 告警继电器输出功能：系统共配有8路继电器输出功能，其中一路作为系统总故障告警输出，其余作为备用继电器输出可根据用户要求定制输出功能。

3.5 断电数据保存功能：当系统断电后将自动保存系统之前所发生的历史故障信息，包括故障发生的时间、内容等详细记录。

3.6 后台通信功能：配有一个独立的上微机接口和标准的MODBUS通信协议，可接后台计算机或电力自动化控制系统。

3.7 附带功能：系统母线绝缘检测功能，及闪光继电器输出功能。

3.8 可扩展功能：3.8.1 开关量监测模块，开关量控制模块。

3.8.2 电池巡检模块：最多可扩展12台，实现两组108节电池电压的巡检功能。

—
人们想要进入 Ｐ Ｌ Ｃ系统时 ， 首先应该进入控制界面 ， 然 要途径。西门子 ｓ ７ — ２ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ作为小型 Ｐ Ｌ Ｃ系统中的佼佼者 ， 在各种工 行保护的窗 口， 程中等到了广泛应用。 因此， 配通过对 ｓ ７ — ２ ０ ０的介绍 ， 希望使学生掌握 后需要在这个界面输入系统 中所储存的已经默认 的密码 ，这样才能够 操作界面也分为很多部分 ， 它主要石油很多 Ｐ Ｌ Ｃ的基本工作原理 、 硬件结构 、 指令、 梯形图编程的基本方法 ， 以及开 顺利进步想要操作的平台， 首先， 实施监控具体就是在各个被监控对象 发Ｐ Ｌ Ｃ控制生产过程的基本方法 ，为 自动化等到相关专业学生毕业后 模块构成的。操作界面中， 内部安装传感器 ， 这样才 出现状况的时候 ， 传感器就会将这些 问题 ， 及 从事工业生产过程 自动化打下良好 的基础。 ３ Ｐ Ｌ Ｃ控 制 技术在 电解 锰 电源监控 系统 设计 中的应 用 时的传递给工作人员 ， 进而实现整个工作系统的监控。 那么定时对监控 并将这些数据反映到显示屏上 ， 这些就是其最为 ３ ． １ 监 控系 统 的总体设 计结 构 。 电解金 属锰 直流 电源 的监控 系统 选 数据进行读取和分析， Ｌ Ｃ就可以根据这些数据进行故障的分析和诊 用Ｔ Ｄ ２ ０ ０ 文本 显示 器和 ｓ ７ — ２ ０ ０可编 程控 制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ） 作 为系统 设 备。 其 主要的工作内容 ，这样 Ｐ 进而对其采取处理措施。 中， Ｐ Ｌ Ｃ控制技术在电解锰电源监控 系统设计 中应用 的基本检测系统 断， 构成 如 图 １ 所示 。 ４ ． ３ ． ２ 设定加以控制 ， 将上下极限 亍 合理的设置。 ４ ３ ＿ ３ 数据查询 ， 是为了方便用户 ， 用户能够通过数据查询进行 日 期 由图 １ 可知，在电解锰电源基本检测 系统主要包括 Ｐ Ｌ Ｃ主控单 元、 Ｔ Ｄ ２ ０ ０ 显示单元 、脉 冲信号 、数据传输及各种被控对象如水温 、 电 以及数据的调取和使用。 ５ Ｐ Ｌ Ｃ控制技术在大功率直流电源监控系统中应用的重大意义 压、 电流、 桥臂的热度等等。 在大功率直流电源监控系统中引入 Ｐ Ｌ Ｃ控制技术 ，能够提高系统 ３ ． ２电解金属锰直流电源的监控系统的工作原理。 该电源监控系统 我们将这种技术应用在大功率直流电源控制系统 中， 其 主要是对水冷却器的启停 、移相触发电路的触发角度以及高压开关断 的安全可靠 陛。 路器进行监控， 检测的指标包括桥臂是否热量过高、 晶闸管整流器的器 目的就是为了能够最大限度 的保障系统数据在采集的过程中，能够更 并且系统还能够发现故障， 因而工作人员就可以马上采 件是否已经失效 、 水冷却器是否发生故障、 整流变压器油温是否过高以 加智能和准确， 从而达到提高设备运行安全 ｌ 生和可靠性的目的。同 及轻重瓦斯是否超出标准等。此外， 需要注意地是， 当将高压分闸信号 取相应的处理措施 ， 这种 技术 能够 实 现人 机交互 ， 这样 能 够使 操作 人员 的实施 监视 更 加 输送至 Ｐ Ｌ Ｃ可编程控制器之后，应该首先将该整流壮汉子的触发脉冲 时 ， 这也在很大程度上为设备的稳定 Ｉ 生鼹供了保障。 进行封锁 ， 等待数秒的延时后 ， 再对整流电源装置实行 自动分闸操作。 快捷和方便， 结莉 吾 ４ Ｐ Ｌ Ｃ控 制技 术在 电解锰 电源 监控 系统 中应用 的 系统软 件设计 电力系统的稳定运行是人们正常生产和生活的保障，为了能够保 ４ ． １ 大功率电解锰直流电源监控系统的 Ｐ Ｌ Ｃ梯形图设计。 该设计主 要包括通讯及控制参数初始化的初始化模块 ；对主要系统参数正常与 障电力系统的正常运行 ，我们的工作人员从其各个环境以及组成部分 否进行测试及诊断的 自诊断模块 ； 含有参数设定 、 数据采集、 故障诊断 、 入手 ， 逐渐加大的控制力度和科技投入 ， Ｐ Ｌ Ｃ控制技术在大功率直流监 使得水冷却器的停止和启动 、 触发电路的触发角度以 通讯等在内的主程序模块等。 其中系统模拟量采取 Ｄ Ｖ Ｐ 一 ０ ４ Ａ Ｄ — Ｓ 输入 控系统中的应用 ， 及高压开关断路器等得到了及时的监督和控制 ，对电源设备运行 的各 模块 ，包含 ４路模拟量输入 ，并且 电压及电流信号分别为 ０ — １ ０ Ｖ和 ４ — ２ ０ ｍ Ａ 。若将第一路模拟通道的输人 电压设置成 一 １ ０ ～＋ １ ０ Ｖ，而把 个指标也能够及时进行检测和分析 ， 得 出其是否与实际指标相一致 ， 进 以上阐述 ， 我们能够清晰的明 Ｏ Ｆ Ｆ Ｓ Ｅ Ｔ 及 Ｇ Ａ Ｉ Ｎ的值分别设为 ０ Ｖ和 ２ ． ５ Ｖ， 那么该模拟通道的指令程 而对设备中的故障能够及时发现并处理 。 序图 如图 ２ 所示 。 白， 这种技术 的应用大大提高 了系统运行的稳定与安全ｌ 生， 为人们的正 ４ ． ２大功率电解锰直流电源监控系统的智能监控算法设计。 利用过 常生活提供了更多保障。 去 的样 本 在模 拟训 练 中选 取科学 合 理 的主元 变量 ， 通过 计算 ， 得 到与 之 参考 文献 １ 】 艾 立军 ． 可编 程控 制技 术在 直 流调速 系统 中的 应 用 ． 科技 致 富向 导 ， 对应的 Ｓ Ｐ Ｅ 及１ ’ ２ 在置信度为 ９ ５ ％下的控制限；对新样本的残差统计 ［ 量Ｓ Ｐ Ｅ及过程统计量 Ｔ ２进行计算 ， 并与主元变量的标准 Ｓ Ｐ Ｅ和 Ｔ ２ 加 ２ ０ １ ２ ， （ ２ ｏ ） ： ３ ８ ０ － ３ ８ ８ ． 以比较 ， 判断系统是否存在故障。

轻触《信息查询》按钮，可切换到下图“信息查询”目录页，该画面将系统个各种信息进 行归类，方便用户准确的查询到各种信息。 以下画面依次为信息查询目录下的子画面，显示各类具体参数和信息。
6 / 13
★系统设置 显示用户已设置的各项参数，但这些参数是只读的，不能加以更改；各菜单界面和信息
界面与<主菜单>下的<系统设置>中的各参数相同。如下图
★放电计量 实时监测两组电池的放电情况分为：电池（1）组和电池（2）组放电计量如下图 电池（1）组放电计量
8 / 13
★系统设置 系统设置完成系统运行所必须的参数设定，非法更改可能造成严重损害，因此必需进行
操作权限管理，输入正确密码方可进行。在系统模拟图页，按（系统设置）按钮并输入正确 的 7 位密码后（系统万能密码为七个 2），将进入系统设置目录页，如图所示。 直接按确认键，取消键，则返回系统模拟图页； 输入正确密码后，按确认键可进入设置菜单；出厂默认系统设置密码 1234567。 输入错误的话，不用退格，重新输入一遍就可以了。这也是这种输入法最大的优点。
遥功能，施实远程控制。 1.2 系统 “四遥”量
遥测量 系统设置参数、两路交流三相电压、每个模块工作参数、合母电压、合母电流、控 母电压、控母电流、电池充放电电流、环境温度、母线绝缘电阻、单体电池电压、 支路绝缘电阻
遥信量 交流接触器状态、工作模块序号、合闸开关跳闸、控制开关跳闸、电池熔断器熔断、交 流过（欠）压、电池过（欠）压、控母过（欠）压、单体电池过（欠、差）压、母线绝 缘故障、硅链开路故障、各监控单元通讯故障、模块通讯故障
说明：显示系统状态（正常或故障）、当前日期（时间）和交直流参数——交流电压、电池 电压、电池（充电）电流、控母电压、控母电流、合母电压、电池当前充电方式；充电 方式分均充和浮充，其中均充又分为限流（I）、恒压（U）、计时（T）三个阶段，浮充分为 恒压（U）、温补（T）二个状态。 ★模块参数

用PLC实现直流系统监控摘要：随着计算机和通讯技术的飞速发展，工业自动化成为现代工业改造的主要目标。

为了满足这种需求的增加，现场总线技术也应运而生，并且得到了飞速发展，到了今天已经已经得到了广泛的应用。

与此同时，变电站综合自动化技术取代或更新传统的变电站技术已成为电力系统发展的趋势。

因此，以现代化方式对直流设备进行监控的直流监控系统的研究便倍受关注。

通过对电力系统直流监控系统要求的分析，结合装备现状、配电系统的设计要求，利用PLC（可编程控制器）改造现有直流监控系统。

关键词：PLC 直流监控系统Abstract: Along with the computer and communication technology rapid development, industrial automation becomes the main aim of the modern industrial transformation. In order to meet the increased demand, field bus technology also arises at the historic moment, and obtained the rapid development, to this day has already been widely used. At the same time, the substation integrated automation technology replaced or update the traditional substation technology has become the trend of the development of the power system. Therefore, in modern way for dc equipment monitoring of the monitor and control system of dc research would attract close attention.Through to the power system dc monitoring system requirements analysis, equipment present situation, the design requirements of power distribution system, using PLC (programmable controller) transform the existing dc monitoring system.Key Words: PLC dc monitoring system引言：随着科学技术的发展，电器控制技术在各个领域已得到越来越广泛的应用。

PLC在直流电源监控器中的应用
1 引言
直流电源设备是电力系统不可缺少的辅机设备。

供给断路器分合闸用电，后备电池充电以及二次回路的仪器仪表等低压设备用电都采用直流电源。

目前
国内发电厂及变电站使用的直流电源设备已广泛采用高频整流模块为功率单元，为了对整个直流系统进行合理的实时监控、管理，本文设计了一种基于西门子
s7-200plc［1］的高频直流监控器。

其功能主要是实时采集直流系统的电压、
电流及供电支路的开关状态等运行参数，并对数据进行分析处理，判断直流系
统的运行工况，并根据pid 控制理论进行实时运行控制和故障处理，并对蓄电
池进行在线监测，为电力综合自动化控制系统提供安全、稳定、可靠的直流电源。

2 系统硬件组成及工作原理
系统硬件组成原理框图如图1 所示。

系统主要由高频直流监控器（以下简称监控器）、模拟量采样板、高频整流模块等组成。

其中监控器是整个系统
的核心部分，主要由西门子s7-216cpu 配以em-235 模拟量模块、台湾人机电子mt-510t 触摸屏等组成。

系统交流供电采用两路三相三线制方式实现主备用供电电源的自动切换，经过交流配电输入单元供电给智能高频整流模块，智能高频整流模块按监控器
控制方式输出所需的直流电压供合闸母线、控制母线、蓄电池充电用。

监控器
通过plc 各开关量输入通道采集各模块报警量输入、各馈线开关量输入、各熔
断器信号输入等开入量；通过模拟量采样板将模块采集交流输入电压、直流输
出电压、合母电压、蓄电池电压、输出电流、控母电流、合母电流、充电电流。

直流屏PLC监控PLC-它是20世纪70年代以来,在集成电路,计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备,它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小,重量轻等优点．由于PLC是专为工业控制而设计,它采取了一系列措施,使其平均无故障间隔时间一般能达到6-7万H;它运用了计算机,电子技术和集成工艺的最新技术,在硬件和软件两方面不断发展升级,使其具备很强的信息处理能力和I/O控制能力,适应各种控制需要的智能I/O功能模块(如温度控制,位置控制模块,高速计算高速模拟量转换模块,远程I/O及各种通信模块等),同时PLC与上位机的通信与联网功能不断提高,使现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数,步进等功能,还能完成A/D、D/A转换,数字运算和数据处理以及通信联网,生产过程动态监控等．电源系统随着用电负荷多样化、复杂化,传统相控直流屏暴露出的问题越来越多,而国家电网进行数字、微机控制化的迅速发展,国家电网对电力系统进行自动化改造的步伐也越来越快,采用当前工控领域最流行的PLC/触摸屏控制技术与直流屏领域最先进的高频整流模块相组合的新一代触摸屏式程控直流屏应运而生.触摸屏式程控直流屏对传统的直流屏的两大关键性部分作了根本性的变革,它的控制部分摈弃了继电器电路和单片电路,运用了先进的程控/人机界面技术,将PLC、PID、数据采集、运动控制、图形组合等多种功能集成于一体,采用了一个系统解决的方法.它的整流部分采用高效热备的高频开关电源,运用软开关技术将交流电可靠地转变成高品质的直流电源,从而在直流屏领域充分发挥了当代计算机的技术和高频开关的的优势,弥补了单片机和相控电源笨重、低效、精度差、响应速度慢、噪声及抗扰能力差等的不足.但是由于PLC触摸屏监控系统的造价比单片机高的多,由此部分厂家对单片机进行改进,使其功能与PLC监控的基本功能一样,然后拿到市场上来与PLC进行打价格战, 很多对PLC的优越性不是很了解的就很容易被其蒙骗.现在就PLC监控与单片机监控进行一些比较:先讲PLC监控的组成:PLC+触摸屏+传感器+高频充电模块+电池单节巡检装置+支路绝缘监察装置+调压器1.PLC监控系统由硬件和软件两部分构成.(1)硬件PLC监控硬件由PLC控制器、传感变送器及人机界面三部分构成.①PLC中央控制器PLC中央控制器由PLC主机和扩展二模块构成,它们对外备有多个I/O接口和双通讯口,主机内部装载了一套适合于直流屏智能控制的程序软件.②一体式传感变送器一体式传感变送器由十个传感变送器集成,它的作用是采集交/直流的电压/电流外部信号通过变送后送向PLC.③人机界面人机界面是PLC监控的窗口和输入部分,它有液晶面板和触摸屏二种,能时实显示直流屏运行中所有状态和数据,并对PLC输入信号.液晶面板通过薄膜键操作,触摸屏则可在屏幕上直接操作,并增加了动画功能.(2)软件PLC监控系统软件由两套逻辑严密功能强大的PLC程序和人机界面程序组成,由于PLC和人机界面都是通用产品,在开放的软件环境下用户都可以自行调阅和修改,或者重新编制,不像单片机必须由专业软件研发人员才能制作和修改.①PLC程序: 用于严格控制PLC 按逻辑要求完成所有检测、控制与通讯.②人机界面程序:用于在液晶屏幕上组态成各种画面来表达直流屏各单元当前状况和数据.2．原理PLC监控原理就是通过微机处理保证系统的连续性和可靠性.电气原理图见下,由主回路、控制回路和通讯回路三部分构成.(1)．主回路二路交流经自切后进入高频开关电源,在PLC对高频开关电源的数字或模拟接口调节下,高频电源严格遵循V-T曲线对电池进行强充、均充和浮充电,按设定条件自动进行温度补偿和均浮冲转换;同时另一路通过硅链五级自动降压,由控母输出.(2).控制回路通过各节点传感变送器信号反馈,PLC微处理器采用系统集成的方法全方位控制充放电的全过程,从交流保护、整流、补偿、均浮充转换、降压、活化、闪光,到电网解列后恢复送电,并按设定条件PLC自动报警和记录.(3)．通讯回路PLC有两个通讯口.其中COM1口用于与人机界面通讯,将控制过程中所有的状态及计量值,包括交直流电压/电流、温度、绝缘阻值、放电容量等传送给人机界面显示,并读出人机界面输入的ON/OFF命令和设置值.PLC的COM2口用于远端上位机通讯.3．功能PLC监控系统具有涵盖所有直流系统检测和控制功能.(1).控制和保护功能①输入两路交流的过、欠压,缺相的手/自动切换.②闪光操作.③通过模拟或数字口调节,严格控制高频电源按电池V-T曲线充电,自动温度补偿,自动强充、均充、浮充的转换.可调高频开关电源输出电压稳定度≤±0.2%,电流稳定度≤±0.5%,纹波系数≤±0.1%,调整精度12位.④高频电源功率输出限压、限流,严格防止电池过、欠充.⑤控制母线手/自动降压,可支持5或7级硅链自动控制.⑥电池活化手/自动控制.⑦充电机故障保护,包括开/关机,重新均分整流模块负载.⑧提供多个继电器常开输出接点,告警项目可由用户自行设定.(2).检测功能①三相交流电压(包括缺相)自动检测.②充电机输出电压自动检测.③充、放电电流自动检测.④控母电压、电流自动检测⑤电池组及单体电池电压(加扩展最多可达二组108节)自动检测.⑥正负母线对地漏电流自动检测.⑦电池组温度自动检测.⑧馈线通断检测,馈线绝缘电阻值检测(加扩展最多64路).⑨电池组放电容量自动检测.(3)．显示功能通过人机对话方式,屏幕自动显示充放电所有动态过程和静态资料,可取消传统面板上电流表、电压表、按钮、指示灯及图示标识.①开机自检后屏幕自动显示直流屏型号规格、生产厂铭牌及有关资料.②主画面模拟显示系统原理和流程,显示系统当前状况及触点通断后动态变化.③各分画面模拟显示充放电过程各部分实时状态,包括交流、充电机、均浮充、硅链、电池、绝缘、温度、闪光、活化、馈线通断及系统功能设置等状况.④计量项目的量化显示:三相交流电压,充电机输出电压,电池充电电压/电流,单体电池电压,合闸母线电压,控制母线电压/电流,正/负母线绝缘电阻值,电池柜温度,温度补偿值,各馈线接地电阻值,电池组放电容量,活化时间,报警上/下限设定值.⑤开关跳闸、熔断器熔断、交流缺相、高频电源故障以及电压、电流、温度超限报警显示,显示故障类型、部位和数值.⑥均充曲线、浮充曲线、单体电池充电曲线、活化曲线显示. ⑦各项参数设置值及历史告警记录查阅,温度补偿参数设置查阅图示如上右.(4).轻触输入功能①屏幕或键盘保护密码输入.②选择画面.③背景光调整.④键入各控制对象触点信号,包括交流切换、高频模块输出、降压、均浮充转换、闪光、活化等启、停.⑤设置各项参数,包括报警上下限、活化时间、均浮恒充电压/电流等各项数据,修改均浮充转换条件、温度补偿值等运行参数.(5).报警功能①U、V、W相电缺/欠/过压报警.②高频开关电源工作不正常报警.③高频电源输出电压、电流超限报警.④控制母线电压、电流超限报警.⑤合闸母线电压超限报警.⑥充电电压/电流超限报警.⑦单体电池异常报警,提示故障电池位置.⑧正/负母线绝缘不良报警.。

菜单及操作（彩色液晶触摸屏）1．密码：维护级密码：86370799主要用于生产厂家或专业人员，对系统的各种参数的设定和修改、载入出厂设置等。

2．触摸屏操作的说明2.1触摸屏中的功能模块是：绿色的是正常状态；浅紫色的是通讯故障；红色的是有报警信息；2.2 进入菜单后，如果要返回主界面，可以直接点返回键。

也可以触摸屏幕最下边的2.32.4不得使用任何其它尖锐物体接触屏幕。

3.名词解释3.1 最大浮充电流设备正常运行时，流过电池组的浮充电流是很小的。

当事故或其它原因（交流停电后再来电）引起电池组放电时，浮充电流就会增大，如果浮充电流上升到较大的值，说明电池组亏容较大，需要对电池组进行充电。

设定“最大浮充电流”就是设定整流模块由浮充状态转换为均充状态的转换点。

“最大浮充电流值”一般设定在额定充电电流值的80％左右。

如100AH的电池，额定充电电流为10A, “最大浮充电流值”设定在8A左右。

3.2 最小均充电流“最小均充电流”是设定整流模块由均充状态转换为浮充状态的转换点，一般设定在额定充电电流值的20％左右。

如100AH的电池，额定充电电流为10A, “最小均充电流值”设定在2A左右。

3.3 自动浮充时间电池组长期处于浮充状态，电池极板的活性物质容易硫化，造成电池组容量的降低。

单体电池之间存在离散性，长期处于浮充，会造成部分单体电池过压和部分单体电池欠压。

为了解决这一问题，就需要定期对电池组进行均衡充电。

“自动浮充时间”就是规定浮充多长时间，对电池组进行一次均衡充电。

一般浮充三个月对电池组进行一次均衡充电，换算成小时为2160小时。

3.4 自动均充时间“自动均充时间”是设定整流模块在均充状态时，均充多长时间后，转换为浮充状态。

一般设定10小时。

如果“最小均充电流”的条件满足，设备会很快转换为浮充状态。

3.5 均充倒计时整流模块在均充状态时，如果“最小均充电流”的条件满足，设备就会转换为浮充状态，为了在“最小均充电流”的条件满足时，不立即转换为浮充状态，而是延时一段时间后，再转换为浮充状态，延时的这段时间定义为“均充倒计时”。

CC08 直流屏语音监控技术说明书拟制：审核：批准：欢迎您使用本公司直流屏智能语音监控系统，设备安装操作之前请仔细阅读本说明书。

如有疑问，请联系设备供应商。

1触摸屏操作说明当监控模块系统得电后（DC24V,注意极性），主监控（触摸屏）点亮，触摸屏此时会进入如图 1 的画面；并有语音“欢迎您使用智能直流屏监控系统！”，直流屏若存在故障，则蜂鸣器断续报警，同时语音系统播报对应故障信息。

如图1）点击首页下“进入系统”进入“菜单” （如图2），并伴有语音播报“菜单！”。

用户可以从该画面各个功能区域点击进入相应的运行界面。

如图2）点击菜单中“系统模拟”按键进入“系统模拟”界面，并伴有语音播报“系统模拟！”，用户可以从该画面查看直流屏中运行状态。

按右下角的“返回菜单”可以返回菜单。

左下角的“故障解除”为报警蜂鸣器声音解除按钮。

点击充电机按键可以进入充电机运行画面，如图6 所示。

点击“调压硅链”进入降压装置界面，如图4 所示。

点击“绝缘检测” ，可进去绝缘检测页面，如图5 所示。

如设备配置单体电池巡检装置，可点击蓄电池组图片进入单体电池状态界面，如图 5 所示。

如图3)如图4)点击菜单中的“实时数据”按键画面进入运行数据(如图5)所示画面，并伴有语音播报“运行数据！如图5）按充电机数据可进入1#充电模块画面（如图6），并伴有语音播报“ 1#充电模块运行状态！如图6）按2# 模块数据可进入2 号充电模块页面（如图7），并伴有语音播报“ 2# 充电模块运行状态！如图7）按菜单中的“参数设置” ，进入用户级参数设置（如图8）所示，并伴有语音播报“用户级参数设置！”，这里用户可以根据需要修改参数，但是一定要注意不正确的参数设置可导致系统不能正常运行，建议用户不要随意修改，如果要修改需和厂家取得联系，否者造成的后果厂家不予以负责。

当参数错误系统不正常时，可点击“导入默认参数”系统将恢复出厂默认参数。

如图8）在用户级参数设置界面点击“维护级参数设置” ，并伴有语音播报“维护级参数设置” 。

直流屏介绍一、概念：直流屏是直流电源操作系统的简称二、作用：1、为高压开关的合闸机构提供电源2、为控制机构、继电保护和自动装置提供直流电源三、特点：高可靠性1、采用开关电源的模块化设计，N+1热备份2、充电模块可以带电热插拔，平均维护时间大幅度减少3、动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接提供，可以通过4、降压装置热备份硬件抵差自主均流技术，模块间输出电流最大5、可靠地防雷和电气绝缘措施，选配的绝缘监控装置能够实时监测系统绝缘，确保系统和人生安全四、工作原理：在正常情况下由充电单元对电池进行充电的同时并向经常性负载（继电保护装置、控制设备等）提供直流电源直流屏的原理框图五、组成：交流输入单元、充电单元、微机监控单元、电压调整单元、绝缘监测单元、直流馈电单元、蓄电池组、电池巡检单元1、 交流输入单元交流输入单元通常由两路380V╱50Hz的交流电源互投电路手动或自动选择一路向充电单元供电(另一路作备用电源)，交流输入单元配有防雷电路和三相输入状态监视电路，当缺相或失电时，监视电路启动，自动投切备用电源的同时发出声光报警，并将故障信号通过监控器送往后台和远方遥信装置。

2.充电单元的工作原理（1）充电单元分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计，〈所谓N+1冗余设计是指：若直流屏满足正常工作需直流输出电流为10A的高频开关模块3台，实际该直流屏配置4台(N+1)，用备份的方式充电模块向蓄电池组进行均充或浮充电〉，控制模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷(继电保护装置、控制设备)提供直流电源。

这样当其中任一台模块出现故障后，不会影响装置的正常工作，使装置运行的可靠性大大提高。

（2）高频开关电源模块的工作原理 高频开关电源模块将50Hz交流电源经整流滤波成为直流电源，逆变部份将直流逆变为高频交流(20KHz～300KHz)，通过变压器隔离，高频经整流和滤波后输出(直流)，其基本原理示意图（见图5-4-4（3）高频开关电源模块的外观（见图5-4-5）（4）高频开关电源模块的优点输入、输出的电压范围宽、均流度好、功率密度高、实现N+1备份冗余配置，可靠性高、体积小、重量轻、保护功能强(具有过、欠压告警，温度过高、限流和输出短路保护等)、直流输出指标好(稳压精度≤±0.5%、稳流精度≤±0.5%、纹波系数≤0.1%)、效率高(采用软开关技术)、功率因数高(可达0.99以上)，并可通过智能监控接口(RS232)实现对模块的“三遥”控制(遥测、遥控、遥信)，当监控单元出现故障退出运行时，高频开关模块仍可自主运行。