中低壓配電網自動化及PLC實現方案討論

3 RTU功能的PLC實現

RTU功能的PLC實現包括硬件實現和軟件實現兩個方面。

3.1 硬件實現方面

在硬件方面，主要存在PLC的電源如何提供，PLC如何實現長距離的通信，遙控、遙信、遙測、遙調如何具體實現等問題。

由于PLC都有配套的專用電源模塊，因此在設計RTU時，主要應考慮電網斷電后PLC 的供電問題，通常以配置充電電池的方式解決。

一般PLC的通信模塊只具有短距離的通信能力，雖然有些公司為PLC提供配套的組網模塊，但通信距離也限制在若干千米以內。而配電網的特點是點多、面廣，因此，必須借助其它方式以延長PLC的通信距離。方法很多，有電話調制解調器方案、專線調制解調器方案、無線方案、尋呼臺服務方案、光纖方案等。在同一個配電自動化工程中，可以根據具體情況，采用單一方法，也可以采用多種方法組合。

在RTU的四遙操作方面，由于PLC的電平以及功率容量同操作設備不可能正好一致，加上有電氣隔離的要求，因此，必須增加輔助的電位轉換、功率放大、電氣隔離等模塊和器件。

對于遙控，當PLC收到開關指令時，輸出點到內部電源的通路被接通或關斷，如果直接用輸出點的輸出電流去操作開關設備，則功率根本不夠。因此，可把PLC的輸出點作為一個小功率繼電器的激磁電源，以控制該繼電器的常開或常閉觸點的開合，再由該繼電器去控制配電網的配電開關的操作電源，使配電開關動作，線路或配電設備被投切。

對于遙信，則是將被測開關的輔助觸點兩端引線接到PLC的輸入點和地，當配電開關動作時，輔助觸點相應開閉，PLC的相應輸入點與地之間被斷開或短接，從而在PLC內部獲得一個高電平或低電平。

對于遙測，經互感器出來的信號，必須落在PLC的A／D轉換模塊的測量范圍之內，才能接入到相應模塊的輸入端。此外，在選擇PLC的A／D模塊時，還要考慮采樣周期問題。周期太長，將無法獲得精確數值。

PLC可以實現遙調功能，但因電網中應用很少，這里不予詳述。

3.2 軟件實現方面

在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，因此為了完成所有RTU功能，PLC軟件應包括：循環掃描執行的主程序；通信程序（接收和發送報文）；收到報文分析程序；上發報文產生程序；輸入點電平中斷掃描程序；操作執行程序（遙控、遙信、遙測等）。

在上述程序模塊的編制中，應重點考慮以下問題：

a）PLC的主CPU的速度是否足夠快？如何編制出執行時間短的程序？

b）PLC和監控中心的通信要利用一套復雜的通信規約，PLC的程序容量能否容下所有程序？如何編制出短小精干的程序？

c）PLC是通過循環掃描輸入點的內存映像以獲取輸入點的輸入狀態的，在配電開關動作時，相應輔助觸點往往存在短暫的抖動。抖動的機械頻率雖然很高，但相對于PLC的程序掃描執行的頻率卻是很低的，因此這種抖動會在PLC的內存映像中反映為多次不相干的開關動作，如何在程序上消除這種開關動作的假象？

實踐證明，采用恰當的編程技巧，以上各種問題都可以得到圓滿解決。

4 結論

實現我國中低壓配電網自動化，是提高供電質量、用電可靠性和提高電力企業自身水平的需要。利用PLC來實現中低壓配電網的RTU功能，具有簡單、可靠、易用等特點，是一個比較有應用前景的實現方案。