基于WinAC的高壓防爆開關(guān)保護(hù)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對煤礦井下高壓供電系統(tǒng)中開關(guān)保護(hù)裝置可操作性、可靠性差，測量、通信等方面的問題，設(shè)計(jì)出一種基于WinAC的高壓防爆開關(guān)保護(hù)測控系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以WinAC RTX為控制核心，運(yùn)用Profibus現(xiàn)場總線進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軟件開發(fā)以西門子公司的組態(tài)軟件Win-CCV6．0和Step7V5．2為平臺，設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)界面和防爆開關(guān)測控功能。結(jié)果表明，該測控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和保護(hù)動(dòng)作的靈敏度，具有強(qiáng)大而友好的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)了集測量、控制、保護(hù)、通信等功能。
關(guān)鍵詞：高壓防爆開關(guān)；保護(hù)測控；WinAC；組態(tài)軟件

伴隨微電子、微機(jī)、PLC、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，煤礦現(xiàn)代化和自動(dòng)化已成為我國煤礦企業(yè)發(fā)展的趨勢，煤礦供電系統(tǒng)作為煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)中極其重要的一部分，自動(dòng)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(tǒng)的高壓防爆開關(guān)的綜合保護(hù)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(jìn)困難等等，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足井下高壓供電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的需要。本文就是基于上述各種情況，運(yùn)用西門子軟PLCWinAC、WinCC6．0和必須的硬件，實(shí)現(xiàn)了集測量、控制、保護(hù)、通信功能于一體的高壓防爆開關(guān)保護(hù)測控系統(tǒng)裝置。

1 智能型保護(hù)裝置的主要功能分析
經(jīng)過對煤礦高壓供電系統(tǒng)的實(shí)際調(diào)研，智能高壓隔爆開關(guān)保護(hù)裝置最好集“檢測、控制、保護(hù)、通信”4功能于一體。
具體主要功能與特點(diǎn)描述：
1)檢測功能。能夠精確實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)運(yùn)行中的參數(shù)，如Ua、Ub、Uc等。
2)控制功能。具有就地與遠(yuǎn)程控制功能。
3)保護(hù)功能。能與10／6kV電壓等級的高壓防爆開關(guān)配套使用，可完成、過載、短路、欠壓等多種保護(hù)功能，且漏電保護(hù)具有選擇性。
4)通信功能。裝置具有Profibus-DP通信接口，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、操作功能，這樣便于實(shí)現(xiàn)礦井管理的現(xiàn)代化。
5)事件及故障記憶功能。每次調(diào)整的各項(xiàng)保護(hù)功能參數(shù)與故障信息均記憶保存，下次上電或系統(tǒng)復(fù)位時(shí)自動(dòng)提取上一次設(shè)定的參數(shù)。
6)自檢功能。軟硬件自檢功能，如有問題，系統(tǒng)給出相應(yīng)的出錯(cuò)信息。
7)Window XP Embedded嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式PC平臺，提供強(qiáng)大的人機(jī)交互界面，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，可靠性。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)采用西門子基于PC控制的自動(dòng)化解決方案，在該解決方案中工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，即以裝有西門子公司的Win-AC RTX的工業(yè)PC機(jī)為核心，另外配置了數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊等。系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示，工控機(jī)上安裝了SIMATICW-inAC、WinCC6．0組態(tài)軟件，Net Working for System軟件與STEP7／編程軟件。