基于上、下位機的無軌電車整流站自動化監(jiān)控系統(tǒng)

介紹了一種基于上、下位機的無軌電車整流站自動化監(jiān)控系統(tǒng)。敘述了該系統(tǒng)的組成、工作過程和功能，并著重敘述了短路檢測系統(tǒng)的基本原理、組成和工作過程。

　　隨著交通運輸行業(yè)的飛速發(fā)展，空氣污染日趨嚴(yán)重。無軌電車以其無污染、節(jié)省燃料等優(yōu)勢在該行業(yè)中占據(jù)著不可替代的位置。為無軌電車提供電能的整流站承擔(dān)著變壓、整流和輸送電的任務(wù)。隨著公共交通事業(yè)的發(fā)展，對無軌電車供電的可靠性提供了更高的要求。過去尋種靠工人監(jiān)視、手動操作的整流站控制方式已保證不了電能饋出系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)，不能正確判斷某些意外事故，人為故障羅多，效率較低。在供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，需要防止事故擴大、壓縮停電時間、盡快恢復(fù)電車運行。因此，建立現(xiàn)代化的無軌電車供電調(diào)度數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)是十分必要的.本文介紹了一種基于上、下位機的無軌電車整漢站自動化監(jiān)控系統(tǒng)。敘述了該系統(tǒng)的組成、工作過程和功能，并著重敘述了短路檢測系統(tǒng)的基本原理、組成和工作過程。

　　1 監(jiān)控系統(tǒng)的組成

　　該監(jiān)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖1所示。

　　圖1中，控制室屬于上位機監(jiān)控部分。主機選用臺灣研華公司生產(chǎn)的IPC-586工控機。采用WINDOWS95NT、VC++5.0畫面開發(fā)軟件。通過上位機畫面可以對站內(nèi)運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)站內(nèi)運行情況發(fā)生異常時，可進(jìn)行越限或故障的聲音報警及文字提示，同時自動彈出有關(guān)畫面，便于監(jiān)護(hù)人員迅速分析、處理，以最短的時間恢復(fù)供電。其報警內(nèi)容包括：母排失壓或超低限的報警;送出回路失壓、故障跳閘、短路或末端短路的報警;油開關(guān)跳閘的報警;在早6：30～晚21：00之間，對饋出回路電流I30A、時間T≥15min的超低限報警;某饋出回路I≥1500A、時間T持續(xù)達(dá)5秒時間的超大電流報警;火災(zāi)、防盜門訊的報警等。此外，該系統(tǒng)還可對各控制開關(guān)執(zhí)行合、跳閘命令時不到位故障進(jìn)行報警提示。各類報警按其緊急程度分別以四種聲音來提示。

　　控制柜里的PLC屬于下位機部分，也是該系統(tǒng)的核心部分，選用OMRON公司生產(chǎn)的C200.它一方面將通過開關(guān)量輸入單元和模擬量輸入單元檢測回來的各種信號傳給上位機進(jìn)行相應(yīng)的顯示或報警，另一方面根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的運行狀態(tài)，按照其內(nèi)部邏輯程序輸出命令，控制相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)。該系統(tǒng)的上、下位機比例為1：

　　8。上位機可以接收八個站端PLC的信息，并按八個站的聯(lián)網(wǎng)設(shè)計管理結(jié)構(gòu)程序。

　　2 監(jiān)控系統(tǒng)工作過程

　　改造后的整流站監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)下位機全自動狀態(tài)的監(jiān)控、上位機手動狀態(tài)的監(jiān)控和保留原來現(xiàn)場控制臺手動狀態(tài)的監(jiān)控三種運行狀態(tài)的自由切換。在該控制系統(tǒng)投入運行前，應(yīng)檢查確認(rèn)各受控開關(guān)及刀閘正常工作條件均已滿足，操作人員可從上位機或控制柜選擇下面任意一種工作狀態(tài)。

　　(1)現(xiàn)場手動操作狀態(tài)：PIC系統(tǒng)將上、下位機的輸出命令全部封鎖。由現(xiàn)場操作臺來受控開關(guān)。通過上位機畫面可對各開關(guān)量的“合”、“斷”狀態(tài)及各模擬量的變化進(jìn)行監(jiān)視，并自動記錄各類事件，以便事手查閱、分析。

　　(2)上位機手動操作狀態(tài)：可從上位機進(jìn)行監(jiān)視運行，可以利用鼠標(biāo)和鍵盤以口令形式對各受控開關(guān)發(fā)由“合”、“斷”命令，并人為發(fā)出短路檢測系統(tǒng)投入或撤出命令以及屏蔽封鎖某路受控開關(guān)，以便于維護(hù)人員進(jìn)行檢修。不同操作人員可以設(shè)置不同操作口令，并對其操作過程自動記錄，以便一旦發(fā)生事故后可迅速查閱，為查清事故責(zé)任人和對變電運行人員進(jìn)行經(jīng)濟(jì)考核提供了客觀準(zhǔn)確的依據(jù)。

　　(3)下位機自動操作狀態(tài)：這一狀態(tài)是該系統(tǒng)的主要工作狀態(tài)。在這種工作狀態(tài)下，系統(tǒng)具有下列功能：

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　　在系統(tǒng)進(jìn)行正常監(jiān)控運行時，當(dāng)某一路高速開關(guān)發(fā)生故障跳閘時，系統(tǒng)一方面通過上位機發(fā)出報警提示，并自動彈出故障回路相應(yīng)畫面;另一方面通過下位機命令短路檢測系統(tǒng)投入該回路進(jìn)行“短路故障檢測”。當(dāng)其檢測結(jié)果為“真”短路時，通過上位機發(fā)出告警提示，直至人為確認(rèn)。同時屏蔽該回路的高速開關(guān)的操作命令，使其“重合閘”命令送不出去。此時人為通知調(diào)度去檢修故障線路，經(jīng)確認(rèn)已排除后，再在上位機人為解除對該路高速開關(guān)的屏蔽，而下位機則再自動進(jìn)行短路檢測，確認(rèn)無短路故障時，則延時28s后自動重合閘。

　?、谌缛魴z測結(jié)果為“無”短路故障，同時該回路處在“備用自動并送”功能設(shè)置狀態(tài)時，該系統(tǒng)將自動檢測其跳閘瞬間前8點(每點間隔10ms)的電流平均值I均，當(dāng)I

　　均≥1300A，則系統(tǒng)認(rèn)定其為“過載”，下位機自動將該路高速開關(guān)、備刀和備用回路的高速開關(guān)投上。當(dāng)系統(tǒng)檢定其電流I均1200A、

　　T≥10min時，將自動切斷備用回路的高速開關(guān)及備刀。

　?、廴缛魴z測結(jié)果為“無”短路故障，同時過載檢測也為“否”，則延遲28s后自動重合“高速開關(guān)”。

　?、茉?ldquo;下位機自動操作”狀態(tài)時，可人為“設(shè)置”或“屏蔽”任一送出回路過載時的主、備用自動并送及恢復(fù)正常功能。

　　⑤ 在“上位機手動操作”及“下位機自動操作”兩種狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)檢測到某一饋出回路的電流I為900A時，時間在0.5分鐘內(nèi)，其電流上下波動范圍不超過±

　　50A，即I最大-I最小≤100A時，PLC均可以自動切斷該路高速開關(guān)，上位機發(fā)出“末端短路”(即穩(wěn)定負(fù)荷)報警。在“下位機自動操作”狀態(tài)時，下位機可自動投入短路檢測裝置，進(jìn)行相應(yīng)的操作。在“上位機手動操作”狀態(tài)時，以上工作均由操作員來完成。

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　　在“下位機自動運行”狀態(tài)時，如若某一回路高速開關(guān)需要檢修維護(hù)，可通過上位機發(fā)出“代送”命令，PLC自動遙控切斷該路高速開關(guān)。同時合上該回路備用刀閘及對應(yīng)備用回路高速開關(guān)，檢修完畢，可發(fā)出“恢復(fù)”正常命令，PLC自動遙控斷開備用回路高速開關(guān)及該路備刀，合上該路高速開關(guān)。