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煤矿井下变电所监控系统
[ 录入者:admin | 时间:2012-01-03 11:44:21 | 作者: | 来源: | 浏览:3653次 ]

1、 概述

随着计算机技术的飞速发展,地方变电所采用微机进行集中监控已越来越普遍,技术也越来越先进,相当一部分变电站甚至已经实现了综合自动化和无人值守。目前煤矿主要是针对地面供电系统应用了自动监控系统。煤矿井下变电所主要由中央变电所和若干个采区变电所组成。由于采区变电所环境非常恶劣,设备分散布置在有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境中,故中央变电所与采区变电所一般不可能采用同一种保护装置,其通信规约往往也有很大的不同,实现自动监控非常困难。济南开元世纪科技有限公司开发了一种基于PLC 的煤矿井下变电所自动监控系统,经实际投入运行,取得了很好的效果。
 
2 系统设计方案
(1)煤矿井下变电所概况
煤矿井下中央变电所是井下供电的枢纽,其高压部分的高压柜内装设有综保装置或测控单元,一般都配备通信单元,可以与调度端进行通信,实现“三遥”、SOE 等功能;低压部分一般不设综保装置,只装设有采集电流、电压等运行参数的智能仪表,通常都具有通信功能,一般提供一个485 接口,组成485 网络。智能仪表作为从站,通过网络接收主站的数据查询命令,然后将采集数据发送给主站。煤矿井下采区变电所是采区供电的枢纽,自中央变电所送来的高压电变换成低压电,向采区的生产机械供电。由于采区环境相当恶劣,必须采用高压防爆开关。其保护测控装置装设在高压防爆开关的腔体内,并提供通信接口(一般也是485 接口),可与调度端进行通信,实现“三遥”功能。
(2)系统设计思路
1)系统设想
井下变电所要实现自动监控,其系统的控制方式必须具备就地手动控制、井下就地集中监控及地面远方集中监控等功能。为此,在井下中央变电所设置控制柜,采用西门子S7 - 300 系列PLC 作为井下变电所集中控制站。通过PLC 与中央变电所和采区变电所的综保装置及智能仪表进行通信,在井下就地实现“三遥”功能;PLC 又起数据中转站的作用,与地面调度中心进行通信,实现地面远方集中监控。系统的结构如图1 所示。
图1 系统结构图

 

2)PLC 与现场设备的通信
为解决S7 - 300 PLC 与中央变电所和采区变电所综保装置及智能仪表之间的通信,选用CP340 通信模块。它可以提供RS - 232 接口,也可以提供RS- 422 / 485 接口,既可以实现点对点通信(232 方式),又可实现主从通信方式(485 网方式)。为了正确地传送和接收信息,必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定,这一套约定称为规约或协议。本系统在进行通信程序设计时,采用模块化编程的设计思想,把程序分成若干程序块,各程序块分别含有一些设备和任务的程序指令,每个功能区被分成不同的块进行编程,有利于多人同时编程,也有利于程序调试和故障的查找。系统中PLC 需处理多种通信协议,单独编制每种协议的处理程序,分别放在不同的功能模块(FC)中。在PLC的主程序块OB1 中,通过调用语句,可依次执行这些协议的处理程序,实现与这些综保装置或智能仪表进行通信的目的。
井下中央变电所低压柜内设有综保装置,主要通过扩展远程I / O 的方式实现遥信、遥控功能,即对主PLC 柜CPU 选用CPU315 - 2DP。该CPU 模块上提供有一个Profibus - DP 接口,利用它在低压柜内扩展一个ET200M 从站,挂接数字量输入输出模块,就可以采用硬接线的方式实现低压部分的遥信和遥控功能。
3)井下就地集中监控
主要在主PLC 柜内加装一个西门子TP270 触摸屏,显示井下变电所各部分的主接线图,图上可以看到各开关的遥信状态,还能看到各条线路的电流、功率因数、有功、无功等遥测值。此外,可以通过点击主接线图上的开关图标,发出遥控命令,实现遥控功能。整个界面直观鲜明,操作简单易学。触摸屏的界面如图2 所示。
图2 触摸屏界面图

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