基于WinAC的高壓防爆開關保護測控系統設計

摘要：針對煤礦井下高壓供電系統中開關保護裝置可操作性、可靠性差，測量、通信等方面的問題，設計出一種基于WinAC的高壓防爆開關保護測控系統。硬件系統設計以WinAC RTX為控制核心，運用Profibus現場總線進行控制結構設計，軟件開發以西門子公司的組態軟件Win-CCV6．0和Step7V5．2為平臺，設計了友好的人機界面和防爆開關測控功能。結果表明，該測控系統的實時操作系統，提高了系統的實時性和保護動作的靈敏度，具有強大而友好的人機交互界面，實現了集測量、控制、保護、通信等功能。
關鍵詞：高壓防爆開關；保護測控；WinAC；組態軟件

伴隨微電子、微機、PLC、網絡技術以及控制技術的發展，煤礦現代化和自動化已成為我國煤礦企業發展的趨勢，煤礦供電系統作為煤礦自動化系統中極其重要的一部分，自動化、智能化的程度也必然越來越高。
因此以往煤礦井下高壓供電系統的高壓防爆開關的綜合保護裝置的缺陷也日益暴露出來，例如可操作性較差、可靠性不高、升級改進困難等等，這已經遠遠不能滿足井下高壓供電系統自動化發展的需要。本文就是基于上述各種情況，運用西門子軟PLCWinAC、WinCC6．0和必須的硬件，實現了集測量、控制、保護、通信功能于一體的高壓防爆開關保護測控系統裝置。

1 智能型保護裝置的主要功能分析
經過對煤礦高壓供電系統的實際調研，智能高壓隔爆開關保護裝置最好集“檢測、控制、保護、通信”4功能于一體。
具體主要功能與特點描述：
1)檢測功能。能夠精確實時檢測電網運行中的參數，如Ua、Ub、Uc等。
2)控制功能。具有就地與遠程控制功能。
3)保護功能。能與10／6kV電壓等級的高壓防爆開關配套使用，可完成、過載、短路、欠壓等多種保護功能，且漏電保護具有選擇性。
4)通信功能。裝置具有Profibus-DP通信接口，可以實現遠程數據采集、操作功能，這樣便于實現礦井管理的現代化。
5)事件及故障記憶功能。每次調整的各項保護功能參數與故障信息均記憶保存，下次上電或系統復位時自動提取上一次設定的參數。
6)自檢功能。軟硬件自檢功能，如有問題，系統給出相應的出錯信息。
7)Window XP Embedded嵌入式實時操作系統的嵌入式PC平臺，提供強大的人機交互界面，保證系統的實時性，可靠性。

2 硬件系統設計
該系統采用西門子基于PC控制的自動化解決方案，在該解決方案中工業控制計算機是整個控制系統的核心，即以裝有西門子公司的Win-AC RTX的工業PC機為核心，另外配置了數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊等。系統硬件框圖如圖1所示，工控機上安裝了SIMATICW-inAC、WinCC6．0組態軟件，Net Working for System軟件與STEP7／編程軟件。