地鐵變電站PLC自動化系統設計

　　間隔層的微機保護裝置經過RS-485總線分成幾個組，連接到網橋的Modbus通訊口上，通過網橋收集數據并將這些數據通過MB+網絡送到主監控單元PLC。

　　系統的主監控單元可通過可編程網橋編制不同的規約，滿足與不同智能設備之間的接口需要。MODBUS網橋NW-BM85C002 MB+網橋/多路轉換器，每臺網橋具有4個通訊口與間隔層的智能設備通訊，網橋將MODBUS協議的數據進行協議轉化，通過MB+網絡與PLC建立網絡通訊;同時在中央信號屏中還配有可編程網橋NW-BM85C485，通過MB+網絡與PLC連接，每個可編程網橋具有四個通訊協議可編程的RS-485口，在本方案中對其中的兩個口進行編程，使之通過IEC-60870-7-101與中央控制中心通訊。

　　系統網絡通訊層向上通過可編程網橋的RS-422接口采用IEC60870-5-101國際標準規約實現與控制中心通訊;向下網絡通訊層通過網橋RS-422接口MODBUS標準規約實現與主變電站內的各開關柜或保護屏內的微機綜合保護測控單元等智能裝置通訊，滿足變電所綜合自動化系統控制、測量、保護的技術要求。通過網橋與智能設備及控制中心通訊，由網橋實現協議轉換，降低PLC的CPU模塊負荷率，提高系統的可靠性。

　　配置液晶顯示器，用于變電所內監控、軟件維護，設備調試，站控層操作等人機接口。帶有液晶顯示器實現站內數據的顯示和控制。液晶顯示以漢字實時顯示所內所有事故、預告信號、所內各微機綜合保護測控單元的運行狀態。事件變位的內容、時間等。當多個事故信號同時發生時,液晶顯示報警裝置按新舊次序，在所內時間分辨率的范圍內依次顯示各種信息,并能存儲。操作員通過按鈕對顯示進行選擇,必要時操作員可通過該組操作按鈕對開關進行所內集中控制。

　　“就地-遠方”控制切換裝置。為便于系統運行的需要，在中央信號屏內裝有“就地-遠方”切換開關，實現就地控制和遠方控制之間的方式切換和閉鎖。在變電站控制上，方便分層控制和管理。

　　系統的電源采用冗余配置，系統輸入兩路直流電源，保證系統在一路電源失電時，系統仍可無擾動安全運行，提高系統的可靠性。

　　3.2 開放式、宜擴展性設計

　　可以與滿足相應標準規約(profibus, spabus, modbus等)的其它公司相關的(IED)互聯進行信息交換。充分考慮到變電站擴建、改造等因素，間隔層設備基于模塊式標準化設計，可根據要求隨意配置，變電站層設備設置靈活。

　　網絡通訊層設計考慮到工業以太網、CAN、422、modbus＋等現場總線的接口設計，能充分滿足大流量實時數據傳送的實時性和可靠性。

　　3.3 軟件設計

　　PLC軟件方面，由于PLC以循環掃描和中斷兩種方式來執行程序。為了完成所有RTU功能，PLC采用循環掃描方式，與各個間隔層保護單元進行通訊。通過Modbus總線，讀取各個保護單元的遙測、遙信信息，同時通過總線通訊對各個智能保護裝置進行設點操作，實現對開關的遙控功能。本系統采用了Quantum系列PLC配套的concept編程軟件中的FBD方式，進行了PLC的組態，實現了變電站自動化的三遙功能。

　　如圖2所示的遙控功能的組態。通過使用合適的功能塊的組合，可以實現你所要的功能。其中的功能塊有concept軟件的FFB libarary 提供的標準功能塊，也可以自己定義，自己獨特的功能塊。

　　遙信的實現，有兩種方式。一種是通訊方式，當變電站設備發生變位時，通過PLC與智能保護裝置的通訊，讀取變位的信息到PLC中，并將其上送給控制中心。另一種為DI模塊方式，通過連接設備的位置繼電器，PLC的DI模塊能夠感知設備的變位信息。

　　圖2 遙控功能的組態