西门子模块6ES7332-5HB01-0AB0技术参数

PLC在电压无功综合控制装置中的应用

电压的稳定对于保证国民经济的生产、延长生产设备的使用寿命有着重要的意义，而尽量减少无功在线路上的流动，降低网损、经济供电又是每一供电部门的目标。老式变电站通常是人为调节电压无功，这一方面增加了值班员的负担，另一方面人为去判断、操作，很难保证调节的合理性。迄今为止，国内用于变电站的电压无功综合控制装置有很多，从控制原理来讲大体可以分为以下几种：时间顺序控制法，测量电压控制法，测量无功控制法，测量功率因数及电压控制法，测量电压和无功控制法。目前在国内运行的电压无功综合控制装置大多是按第五种控制原理设计的。随着近几年我国电力系统自动化水平的迅速提高，尤其是变电站自动化的发展已突破传统使用大量电缆组成复杂的二次控制回路，取而代之的是通讯网，将变电间隔层与变电站层连接起来，使各间隔层的控制终端能够资源共享。而作为变电站自动化重要组成部分的电压无功综合控制也随之出现多种实现方式。本研究采用PLC作为核心控制元件，实现了对变压器分接头开关及电容器组开关的控制、减轻运行人员的负担、达到经济供电的目标。

二、系统简介

根据变电站电压无功综合控制要求，综合控制点数，本装置选择了三菱公司的FX2N－128MR型PLC，它包括输入、输出、程序存储器和处理器4部分，具有指令速度快、可靠性高、中断灵活、内置计数器、抗干扰能力强等特点。

触摸屏采用三菱公司F940－SWD型，它是基于PLC的软硬一体人机界面，能以图形界面方式实现各种工作状态的显示，并具有使用方便、人机对话界面友好、组态技术易掌握、与PLC可进行良好的通讯。通过触摸屏可以实现控制装置的定值浏览和修改、运行时的主要参数和重要的开关信号显示等。

模拟量采样单元是本公司自己研制的，主要对变压器三侧电压和电流采样计算，并由采样的数据计算出相关的测量值，如有功功率、无功功率、功率因数等。它还具有两个通讯接口，把计算出的数据或变电站监控系统的遥控指令通过RS－485通讯接口传给PLC，同时接受PLC传过来的数据。另外的一个RS－485／RS－232通讯接口和变电站监控系统通讯。

档位显示单元是本公司自己研制的，主要用来对有载调压变压器分接头开关位置显示，并把分接头开关位置信号转换为BCD码给PLC。

系统的总体结构如图1所示：

三、系统功能设计

1、控制原理

2、主要功能

（1）采用微电脑和数字信号处理技术，根据电网的实时参数，自动综合控制变压器的有载分接开关和电容器组的投切，使变压器工作在佳状态，可以显著降低变压器的损耗，提高电网的安全运行水平，具有较大的经济效益；

（2）多可以同时控制3台主变和12组电容器，能自动识别并适应主变运行方式的变化，保证电压合格率在95％以上；

（3）有完善的保护和闭锁措施，可以防止主变分接开关的连续调节故障，运行安全可靠；

（4）具有打印、通信接口，可以与RTU或变电站综合自动化系统通讯，远方修改运行参数；

（5）参数整定方便，密码保护安全。

3、PLC程序设计

应用编程软件SWOPC－FXGP／WIN－C完成系统控制程序的编制工作。该编程软件具有梯形图、指令表两种输入方式，相互之间可以转化。本装置的程序采用时梯形图方式。由屏蔽通讯电缆的RS－232串行端口和触摸屏的串口RS－232通讯，触摸屏和PLC之间以RS－422通讯来上传或下载程序

西门子6SL3000-0CE15-0AA0

　说明

　　如果项目包含多语言且在另一台拥有不同用户语言的 STEP7(TIA博途) 的 PC 上打开该项目，系统自动在项目语言切换编辑语言。如果 STEP7(TIA博途) 的编辑语言不是用来创建文本的语言，HMI 设备中原有的文本，标题和注释不再显示。

　　例子

　　在 STEP7(TIA博途) 中创建带网络注释的项目，用户语言设置为“English (USA)"。在另一台 PC 中 STEP7(TIA博途) 的用户语言为“German"，在此 PC 中打开这个项目，则编辑语言自动切换为“English (USA)"，即使 PC 的 STEP7(TIA博途) 编辑语言设置为“German"。

　　项目中的文本，标题和注释使用编辑语言创建。创建新项目时，编辑语言要与用户语言相匹配。

　　修正

　　改变编辑语言设置。打开项目时编辑语言必须与用户语言相匹配。

　　在项目树中，打开“Languages & Resources"文件夹，在该文件夹中双击“Project languages"。

　　在“General"的“Editing language"中选择需要的语言。在上面的例子中，需要设置“German (Germany)"。

　1．是否采用plc
　　设计一个控制系统，首先应该考虑的是：是否采用PLC。考虑的原则除控制功能外，主要是经济性和可靠性。如果被控制系统很简单，I/O点数很少，或者I/O点数虽多、但控制不复杂，特别是各部分相互联系很少，那就没有必要采用PLC。下列情况可考虑采用PLC：
　　1）I/O点数多，控制复杂。若用继电器控制需大量的中间继电器、时间继电器、计数器等。
　　2）对可靠性要求特别高，用继电器控制不能满足。
　　3）生产需要经常改变控制程序和修改控制参数。
　　4）可以用一台PLC控制多台设备。
　　2．PLC的选型
　　一旦决定采用PLC，可从以下几个方面考虑选型：
　　1）结构型式及档次——按照物理结构，PLC分为整体式和模块式。整体式的每一I/O点的价格较低。对于单台仅需开关量控制的设备，一般选小型整体式PLC就可满足要求。对于复杂的、要求较高的系统可考虑采用模块式的中、大型机，这样能灵活地配置I/O模块的点数和类型。根据要求使之具有数值运算、模拟量控制、PID闭环控制、运动控制、通讯联网等功能。
　　2）容量——PLC的容量指用户存储器容量（步数）和I/O点数两方面的含义。选择存储器容量可按25％留裕量。I/O点数可按10～15％考虑裕量。
　　3．开关量I/O模块的选择——输入模块有交流输入和直流输入两种类型。交流输入方式接触可靠、适合有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。直流输入的延迟时间短，还可以与接近开关、光电开关等电子输入开关连接。输入电压5V、12V、24V属低电平，传输距离不宜太远，如5V模块远距离不得超过10m，距离较远的设备应选用较高电压的模块。
　　输出模块中，继电器输出的价格便宜，适用的电压范围较宽，承受瞬时过电压和过电流的能力较强。对于不频繁通断的负载应优先选用（电感性负载高通断频率不得超过1Hz）。对于频繁通断的负载，应采用无触点开关输出，即选用晶体管输出（直流输出）或双向晶闸管输出（交流输出）。在选用输入、输出模块时还应考虑同时接通的点数。一般来讲，同时接通的输入或输出点数不要超过输入或输出点数的60％。
　　3．I/O模块的外部接线
　　开关量输入、输出模块的外部接线分为汇点式、分组汇点式和分离式三种，汇点式的各输入回路有—个公共端COM，并共用—个电源（直流电源一般是PLC自带）；分组汇点式由几个电源供电，分离式各个输入输出回路由单独电源供电，后5种输入、输出模块的交流或直流电源一般由用户提供。

　　输入端或输出端有电感性元件时，对于直流电路，应在它们两端并联续流二极管；对于交流电路，应在它们两端并联阻容电路，以抑制电路断开时产生的电弧对PLC的影响（右图）。电阻可取50～120Ω，电容可取0.1～0.47mf，电容的额定电压应大干电源峰值电压。续流二极管可以选1A的管子，其额定电压应大于电源电压的3倍。