PLC在軌道交通直流牽引監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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1引言
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/330114.htm近年來(lái)隨著城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)的快速發(fā)展，很多大型設(shè)備的監(jiān)視和控制都選用微型plc進(jìn)行改造。對(duì)某些控制點(diǎn)少而控制邏輯又較復(fù)雜的小型設(shè)備來(lái)說(shuō)，微型可編過程控制器緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格、強(qiáng)大的指令以及較高的可靠性和簡(jiǎn)便的維護(hù)近乎完美的滿足了小規(guī)模的控制要求。如750v直流開關(guān)柜的測(cè)控單元開關(guān)整流器的監(jiān)視單元和400v開關(guān)柜的測(cè)控單元等均采用了plc可編程程控制器，給安裝、運(yùn)行、維護(hù)帶來(lái)諸多的便利。以下給出的就是s7-200plc在北京軌道交通五號(hào)線直流牽引監(jiān)控系統(tǒng)中的一個(gè)典型應(yīng)用實(shí)例。
2 需求分析
2.1控制網(wǎng)絡(luò)
城市軌道交通供電系統(tǒng)是自成體系的配電系統(tǒng)，包含有傳統(tǒng)的交流供電系統(tǒng)和直流牽引供電系統(tǒng)兩部分。為了實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，必須實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的調(diào)度、運(yùn)營(yíng)和管理的自動(dòng)化。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是軌道交通供電自動(dòng)化的基本組成，是實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)功能的基本單元。軌道交通變電站內(nèi)各層之間的信息可充分共享，并通過通信接口與外系統(tǒng)交換信息。設(shè)計(jì)一個(gè)快速、穩(wěn)定、可靠的控制網(wǎng)絡(luò)是軌道交通變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本要求之一，是實(shí)現(xiàn)軌道交通供電系統(tǒng)運(yùn)行管理功能的前提。
2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
整個(gè)上來(lái)講，軌道交通變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為站級(jí)管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層，間隔層：
?。?）站級(jí)管理層為設(shè)置在控制信號(hào)盤內(nèi)的冗余熱備的通信控制器、通用測(cè)控裝置和一體化監(jiān)視計(jì)算機(jī)。
?。?）間隔層包括分散安裝于供電一次設(shè)備中的各種微機(jī)保護(hù)測(cè)控單元、信息采集設(shè)備、智能測(cè)控單元以及采用硬接點(diǎn)接入的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。設(shè)備包括400v及10kv交流保護(hù)測(cè)控單元、750v直流保護(hù)測(cè)控單元、變壓器溫控器、軌電位限制裝置、制動(dòng)能量吸收裝置、雜散電流監(jiān)控單元、ups直流屏、電度表、上網(wǎng)隔離開關(guān)、跟隨所負(fù)荷開關(guān)等。
（3）網(wǎng)絡(luò)通信層即為所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)和接口設(shè)備，間隔單元通過所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)層與站級(jí)管理層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
整個(gè)系統(tǒng)面向變電所通盤考慮，通過間隔單元與一次開關(guān)設(shè)備、ct/pt等設(shè)備接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所設(shè)備的控制、監(jiān)視、測(cè)量、繼電保護(hù)及數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程通信等綜合自動(dòng)化管理，以保證供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
一般來(lái)講，軌道交通供電系統(tǒng)分為高壓電源系統(tǒng)，直流牽引供電系統(tǒng)，動(dòng)力、照明、信號(hào)電源三個(gè)系統(tǒng)。在軌道交通五號(hào)線供電系統(tǒng)中，作為軌道交通變電所自動(dòng)化系統(tǒng)間隔層非常重要的組成部分，直流牽引供電系統(tǒng)直接給列車提供動(dòng)力，其好壞直接影響整個(gè)地鐵供電系統(tǒng)質(zhì)量的高低。如果牽引供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，小則影響某個(gè)變電站、幾個(gè)供電區(qū)間的輸送電，大則引起整個(gè)牽引供電系統(tǒng)崩潰，給地鐵列車的安全、運(yùn)營(yíng)造成影響。
軌道交通牽引供電系統(tǒng)是直接為地鐵列車提供動(dòng)力的系統(tǒng)，可以保證地鐵列車高速、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)電地運(yùn)行。目前北京軌道交通五號(hào)線牽引供電的運(yùn)行采用雙機(jī)組雙邊供電方式，即每個(gè)牽引變電站2臺(tái)牽引機(jī)組帶2臺(tái)總閘，并列向直流母線供電運(yùn)行，直流母線下設(shè)4臺(tái)分閘，即饋線開關(guān)（加上備用共5臺(tái)），分別向上行、下行車輛進(jìn)行主備供電，兩個(gè)相鄰的牽引變電站同時(shí)向站內(nèi)同一饋電區(qū)間供電，如圖1所示。
3 s7-200 plc具體實(shí)現(xiàn)功能
圖1中，r1、r2為整流器裝置，60、70為直流進(jìn)線隔離開關(guān)，10、20、30、40和50為饋線斷路器，61和71為進(jìn)線斷路器，65和75為負(fù)極斷路器，14、24、34和44為旁路隔離開關(guān)，而16、26、36和46為上網(wǎng)隔離開關(guān)，813和824為越區(qū)隔離開關(guān)，除了旁路隔離開關(guān)和上網(wǎng)隔離開關(guān)之外，所有的保護(hù)和測(cè)控工作一般均由直流保護(hù)裝置（如dpu96）進(jìn)行監(jiān)視和控制，而對(duì)于旁路隔離開關(guān)和上網(wǎng)隔離開關(guān)的監(jiān)視和控制工作將是由s7-200plc來(lái)完成，對(duì)于每一個(gè)饋線開關(guān)來(lái)講，均配置一個(gè)型號(hào)為“6es7 277-0aa2-0xa0”的s7-200plc，該plc主要有8個(gè)字節(jié)的輸出和8個(gè)字節(jié)的輸入，其完成的監(jiān)控功能如表1所示。
- 4 s7-200plc與上位機(jī)通信過程
以北京軌道交通五號(hào)線為例，變電所自動(dòng)化系統(tǒng)采用的是南瑞的rt21-sas系統(tǒng)，而750v直流開關(guān)柜測(cè)控單元s7-200plc與上位機(jī)rt21-sas系統(tǒng)的通信接口采用就是profibus-dp規(guī)約與南瑞的c101通信控制器profibus主站進(jìn)行連接，c101通信控制器除了s7-200plc進(jìn)行主從連接外，還提供另一路profibus-dp接口與750v直流開關(guān)柜直流保護(hù)測(cè)控單元dpu96，每個(gè)站設(shè)置2套協(xié)議及光電轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)profibus-dp信息的接入。此外，10kv的整流器監(jiān)控單元與rt21-sas系統(tǒng)的通信接口方案也是經(jīng)過profibus-dp規(guī)約與c101通信控制器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。具體連接方案如圖2所示。
評(píng)論