基于上、下位機(jī)的無軌電車整流站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

介紹了一種基于上、下位機(jī)的無軌電車整流站自動(dòng)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?cái)⑹隽硕搪窓z測系統(tǒng)的基本原理、組成和工作過程。

　　隨著交通運(yùn)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(shì)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(duì)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(dòng)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(shí)，需要防止事故擴(kuò)大、壓縮停電時(shí)間、盡快恢復(fù)電車運(yùn)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(jī)的無軌電車整漢站自動(dòng)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?cái)⑹隽硕搪窓z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(jī)監(jiān)控部分。主機(jī)選用臺(tái)灣研華公司生產(chǎn)的IPC-586工控機(jī)。采用WINDOWS95NT、VC++5.0畫面開發(fā)軟件。通過上位機(jī)畫面可以對(duì)站內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)站內(nèi)運(yùn)行情況發(fā)生異常時(shí)，可進(jìn)行越限或故障的聲音報(bào)警及文字提示，同時(shí)自動(dòng)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(shí)間恢復(fù)供電。其報(bào)警內(nèi)容包括：母排失壓或超低限的報(bào)警;送出回路失壓、故障跳閘、短路或末端短路的報(bào)警;油開關(guān)跳閘的報(bào)警;在早6：30～晚21：00之間，對(duì)饋出回路電流I30A、時(shí)間T≥15min的超低限報(bào)警;某饋出回路I≥1500A、時(shí)間T持續(xù)達(dá)5秒時(shí)間的超大電流報(bào)警;火災(zāi)、防盜門訊的報(bào)警等。此外，該系統(tǒng)還可對(duì)各控制開關(guān)執(zhí)行合、跳閘命令時(shí)不到位故障進(jìn)行報(bào)警提示。各類報(bào)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(jī)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(hào)傳給上位機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的顯示或報(bào)警，另一方面根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的運(yùn)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(jī)構(gòu)。該系統(tǒng)的上、下位機(jī)比例為1：

　　8。上位機(jī)可以接收八個(gè)站端PLC的信息，并按八個(gè)站的聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)下位機(jī)全自動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控、上位機(jī)手動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控和保留原來現(xiàn)場控制臺(tái)手動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控三種運(yùn)行狀態(tài)的自由切換。在該控制系統(tǒng)投入運(yùn)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(jī)或控制柜選擇下面任意一種工作狀態(tài)。

　　(1)現(xiàn)場手動(dòng)操作狀態(tài)：PIC系統(tǒng)將上、下位機(jī)的輸出命令全部封鎖。由現(xiàn)場操作臺(tái)來受控開關(guān)。通過上位機(jī)畫面可對(duì)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(dòng)記錄各類事件，以便事手查閱、分析。

　　(2)上位機(jī)手動(dòng)操作狀態(tài)：可從上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)視運(yùn)行，可以利用鼠標(biāo)和鍵盤以口令形式對(duì)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(duì)其操作過程自動(dòng)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(duì)變電運(yùn)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(jī)自動(dòng)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(yùn)行時(shí)，當(dāng)某一路高速開關(guān)發(fā)生故障跳閘時(shí)，系統(tǒng)一方面通過上位機(jī)發(fā)出報(bào)警提示，并自動(dòng)彈出故障回路相應(yīng)畫面;另一方面通過下位機(jī)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(shí)，通過上位機(jī)發(fā)出告警提示，直至人為確認(rèn)。同時(shí)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(shí)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(jī)人為解除對(duì)該路高速開關(guān)的屏蔽，而下位機(jī)則再自動(dòng)進(jìn)行短路檢測，確認(rèn)無短路故障時(shí)，則延時(shí)28s后自動(dòng)重合閘。

　?、谌缛魴z測結(jié)果為“無”短路故障，同時(shí)該回路處在“備用自動(dòng)并送”功能設(shè)置狀態(tài)時(shí)，該系統(tǒng)將自動(dòng)檢測其跳閘瞬間前8點(diǎn)(每點(diǎn)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(jī)自動(dòng)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(shí)，將自動(dòng)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(shí)過載檢測也為“否”，則延遲28s后自動(dòng)重合“高速開關(guān)”。

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

　?、?在“上位機(jī)手動(dòng)操作”及“下位機(jī)自動(dòng)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(shí)，時(shí)間在0.5分鐘內(nèi)，其電流上下波動(dòng)范圍不超過±

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

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　　在“下位機(jī)自動(dòng)運(yùn)行”狀態(tài)時(shí)，如若某一回路高速開關(guān)需要檢修維護(hù)，可通過上位機(jī)發(fā)出“代送”命令，PLC自動(dòng)遙控切斷該路高速開關(guān)。同時(shí)合上該回路備用刀閘及對(duì)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(dòng)遙控?cái)嚅_備用回路高速開關(guān)及該路備刀，合上該路高速開關(guān)。