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1、精选优质文档-倾情为你奉上基于西门子200PLC的10KV变电所监控系统的设计【摘 要】介绍了基于西门子200PLC的变电所监控系统。该系统的设计主要分为上位机，下位机以及上下位机之间的通信部分。系统上位机采用VB开发基于Windows的友好人机界面，下位机选用西门子S7-226CPU作为控制核心，上位机与下位机采用主从式PPI协议组成通信网络。结果表明，该系统控制有效，运行安全，维护量小，成本低廉。【关键词】S7-226CPU；VB；PPI通信1 概述作为电力系统的重要用户，煤矿企业对其供电系统的可靠性有很高的要求。近年来，伴随着煤矿变电所电压等级的不断升高和容量的扩大，其结构也越来越复杂，
2、同时也对自动化程度的要求越来越高，常规的监控设备如仪表、光字牌、开关等在大中型变电所难以实现。基于此，为适应煤矿综合自动化发展方向，对变电站提出了新的要求。例如：（1）具有对每路开关的电流、电压、功率因数进行采集，并进行实时监控和监测的功能；（2）具有报表输出电流、电压、功率因数、无功功率功能；（3）具有控制和查询状态功能；（4）具有对每路参数进行设定功能。为了满足以上的新要求，本文设计了一种基于S7-226CPU的微机监控系统。该系统主要分为上位机、下位机以及上下位机之间的网络通信三部分。在该系统上可随时对供电系统的状况进行监控监测，实现合理调配负荷与优化运行，并能随时发现和迅速处理故障。2
3、 下位机的设计2.1 S7-200PLC介绍下位机采用S7-226PLC作为控制核心。该CPU具有能够满足复杂技术任务的高性能套件PPI端口，增强的CPU与外部的通讯能力。另外，CPU自带24个数字量输入端口和16个数字量，并且扩展机架的扩展能力达到7个，大大提升了CPU的系统处理能力。可以根据系统实际需要，配置EM235（4路模拟量输入、1路模拟量输出）和EM232（2路模拟量输出模块）模块，CPU可结合各模块更好的对系统进行控制和处理。2.2 下位机工作原理下位机硬件电路框图如图1所示。下位机中每台S7-226CPU智能控制单元都扩展有开关量、模拟量输入，从电网一次设备电流互感器CT及电压
4、互感器PT采样来得到测量电压、电流、零序电流。这些电压、电流信号经过电压电流变换器采样，并经信号保持，接入EM235模块，S7-226CPU对采集过来的模拟量输入信号进行运算处理，对电压电流信号进行测量与控制。当满足一定条件时，S7-226CPU通过数字量输出模块输出控制信号，驱动继电器，实现开闸、合闸以及报警等功能。图1 下位机硬件电路框图2 上位机的设计2.1 上位机的主要功能概述本系统上位机具有数据采集与处理、控制所有远端设备的功能。下位机的数据信息通过CPU上的PPI串口传到上位机，上位机对通讯数据进行实时处理。当远端设备有异常情况或故障出现时，S7-226CPU智能单元能及时报警或跳
5、闸，同时将数据传送到上位机，存入数据库并进行模拟曲线的绘制。在系统上位机上，通过人机对话，能够很方便的排除异常使系统能够正常工作。本系统的上位机采用Visual Basic进行软件设计。VB软件以其编程方便、用户界面友好、通讯能力强、软件易维护等优点在设计电力系统远程监控程序中具有很大的优越性，它具有以下特点：1）可视化的程序设计；2）面向对象的程序设计思想；3）事件驱动的编程机制；4）支持访问动态链接库和应用程序接口；5）交互式的集成开发系统。2.2 上位机工作原理本系统上位机采用VB开发基于Windows的友好人机界面。实现了以PC主机与多台S7-226CPU分站的串行通信。本系统中，利用
6、S7-226CPU智能单元对数据进行实时采集处理及控制，同时将数据传送至上位机，上位机可实时显示、查询多个变电站的各种状态信息，对各变电站进行远距离操作控制，打印各种报表，进行系统参数修改，数据库管理，画面显示，系统自检等。能对每路开关的电流、电压、功率因数进行采集，实现实时测量和监控 。2.3 上位机的调试打开VB界面，等系统自动加载完毕后，出现的是MDI主窗口，它是此程序的主界面。如图2所示：图2 MDI窗体点击“系统参数设定”的子菜单“下位机模拟发送”进行设置各项参数，弹出自动接收数据窗体，并显示由下位机上传过来的数据。如图3所示。图3 自动接收数据窗体3 上下位机之间的通信上位机与下位
7、机之间的通信协议：本系统中VB6.0利用MSCOM控件实现上下位机之间的串口通讯，该通讯遵循PPI通讯协议。西门子PPI（Point to Point）通讯协议采用主从式通讯方式，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令，S7-226CPU作出接受正确的响应，上位机接收到此响应后则发出缺人申请命令，S7-226CPU智能单元则完成正确的读写响应，回应给上位机数据，这样收发两次数据，完成一次数据的读写。4 总结本系统采用集检测、控制和管理为一体的计算机网络，并采用主从式PPI通信方式，即用一台高性能的PC机（上位机）对整个系统进行管理，而用多个S7-226CPU智能控制单元执行分布式检测与控制任务。S7-226CPU智能控制单元既能独立地完成数据处理和控制任务，又可将数据传输给PC机；PC机则将这些数据显示于显示器。结果表明，本系统的设计顺应了变电所内综合自动化的发展方向，具有很好的应用前景。参考文献：1许伟，赵学玲.变电所微机监控系统的开发与应用J.山东煤炭科技，2005（05）.2刘和平，邓力，江渝.等.西门子200PLC控制应用M.北京航空航天大学出版社，2006。3乔和，汪玉凤，石平.基于组态软件的变电所微机监控系统J.辽宁工程技术大学学报，2004（01）.4郭怡倩，赵笑生.小型变电所微机监控系统的研制J.电子质量，2003（06）.专心-专注-专业