基于Forcecontrol配電監控系統的設計

摘要：針對配電網中結構復雜、位置分散、管理手段落后的問題，利用MODBUS通信協議和RS 485、RJ45接口等技術，結合現場總線控制理論，開發了一種基于Forcecontrol組態軟件的低壓配電智能監測系統。整個監控系統由控制室中工控機和光纖適配器組成，每個無人低壓配電室由基于MODBUS—RTU通信協議的RS 485通信端口的智能控制器和光纖適配器組成。系統具有數據自動采集、動態數據和曲線顯示、故障記錄報警、實時通信等主要特點。
關鍵詞：低壓配電；遠程監控；MODBUS通信協議；Forcecontrol

0 引言
在生產企業中，由于低壓配電室分布過于分散，使得配電室的維護非常不方便。本文針對河南某鋁廠分散的低壓配電室，設計了基于工業以太網的遠程監控系統。在無人值守低壓配電室中三相電壓U、三相電流I、頻率f、功率P、功率因數cosφ電度Ep、遠程設備運行狀態等數據通過帶RS 485通信端口的智能控制器讀取，利用MODBUS—RTU通信協議通過光纜向工控機中傳送數據；在控制室中，通過工控機可以實現各種狀態的報警，各種數據參數的監控，及繪制實時變化曲線和歷史曲線。

1 配電監控系統
1．1 系統整體結構
本系統主要是對17個配電室中的各種功耗參數(如電壓、電流、功率等)進行測試并實現實時動態顯示與處理。通信結構如圖1所示，系統主要由兩大部分組成，即硬件連接和軟件平臺。

整個系統硬件包括H型智能控制器、串口服務器、光纖適配器、交換機、工控機。H型控制器采集數據，串口服務器是通過網絡，用計算機來存取、管理和配置遠程的設備，光纖適配器連接不同類型的光纖跳線接口，交換機是一種用于電信號轉發的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節點提供獨享的電信號通路。在此串口通信系統中，計算機為上位機，H型智能控制器為下位機，二者之間的通信遵循MODBUSRTU協議。通信介質為雙絞線，H型智能控制器作為RS 485通信網絡的工作站節點，將采集的信號通過MODBUS協議轉換為控制信號傳送到上位機，實現對電量信號的監控；上位PC選用聯想IdeaCentre工控機，監控軟件選用的是國產軟件ForceControl 6．0。總線結構安全、簡潔，具有很高的可靠性和實用性。
1．2 系統功能的實現
數據自動采集與檢測：通過帶RS 485通信端口的智能控制器來實現無人值班低壓配電室的三相電壓U、三相電流J、頻率f、功率P、功率因數cosφ、電度Ep、遠程設備運行狀態等數據的采集和檢測，再利用MODBUS—RTU通信協議通過光纖適配器后，通過光纜向工控機中傳送實時數據。
通信網絡構成：在現場無人值班低壓配電室，通過新配置的帶MODBUS—RTU通信協議的RS 485通信口的智能控制器檢測數據，再將多臺各種型號的智能控制器中的數據統一通過光纖適配器后，經過光纜傳送到中央監控室中的光纖適配器上，轉化為RJ45接口連接到工控機上，從而實現各種實時數據的監控。
動態顯示：在控制室內，通過工控機經由光纖適配器通過光纖傳送現場智能控制器中的各種參數數據，從而在顯示器上動態顯示各種參數的當前運行狀態和實時動態數據，采用改變圖形顏色和閃爍功能進行各種報警，并為操作人員提供決策信息。此外，操作人員的級別和代碼，各種數據的實時曲線和歷史曲線，各種日報表、周報表和月報表等都可以在上位機中實現。