基于plc的直流电源监控系统设计

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1、四川师范大学成都学院本科毕业设计基于PLC的直流电源监控系统设计前言直流电源监控系统主要用于电力系统中的发电厂、水电站和各类变电站等重要场合，它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。直流电源监控系统主要包括降压装置、交流配电、整流器、蓄电池组、直流配电、监控装置等部分。其所要实现功能是：蓄电池电压电流监控、充电机充电方式自动控制、蓄电池-充电机系统的智能化管理、控制回路和动力回路的状态监控、绝缘监控、三相交流电源监测等。1总体设计方案1.1方案的选择蓄电池直流电源通常使用于发电站、变电站等供电配电部门，作为不间断供电电源应用于控制、信号、保护、事故照明、直流油泵、分合闸等装置。直流电源装

2、置是否可靠，将直接影响供电配电系统能否安全运行，而系统能否良性运行和蓄电池的使用寿命则是由直流电源装置的功能强弱决定的。目前，直流电源监控系统在我国主要有两种基本形式：第一种是PLC+触摸屏+采样电路的形式，但这种监控系统的不足之处在于PLC编程语言有局限性，与上位机通信协议适应性较差，采样显示的精度也较低；第二种是由单片机及其外围电路组成的形式，但这种监控系统的不足之处在于当前利用单片机开发的直流电源监控系统因大多采用分散结构，即将监控系统分成不同单元分别组件安装，再与主CPU通讯，使得这种监控方式需要CPU的数目较多，而且通讯程序和组屏复杂、电磁兼容性较差、误报率也较高。基于PLC的直流

3、电源监控系统设计采用的是罗克韦尔公司的网络体系，主要采用的是工业现场总线DeviceNet和控制网络ControlNet，并通过RI/O将PowerMonitor3000与可编程序处理器PLC-5相连接，所有的数据通过ControlNet送入PLC-5，再由PLC-5处理转换成控制信息以后发送到各个控制单元。1.2工业现场总线概述随着计算机网络技术的迅速发展，由全数字现场控制系统代替数字与模拟分散型控制系统已成为工业自动化控制系统结构发展的必然趋势。以现场总线为基础的全数字化自动控制系统是当今世界各国在工业自动化领域关注的热点课题。根据国际电工委员会IEC6115828四川师范大学成都学院本

4、科毕业设计标准定义，现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。目前市场上正在应用的各种现场总线有数十种，主要归类在两个标准族。一个为IEC/SC65C的IEC61158标准，另一个为IEC17B的有关低压开关设备与控制设备、控制器与电气设备接口的IEC62026标准。IEC61158制订时间超过12年，先后经过9次投票表决，两次提交IEC执委会审议，直到2000年1月4日该标准才获通过。该标准容纳了八种互不兼容的协议，由美国罗克韦尔公司支持的控制网(ControlNet)成为IEC61158标准类型。2000年6月15日各国IEC

5、委员会投票通过IEC62026。由美国罗克韦尔公司支持的DeviceNet是IEC62026标准之一[1]。2系统涉及的网络硬件2.1罗克韦尔网络体系概述罗克韦尔自动化是一家工业自动化跨国公司，为制造业提供一流的动力、控制和信息技术解决方案。罗克韦尔自动化公司整合了工业自动化领域的知名品牌，致力于打造全方位自动化解决方案，帮助客户提高生产力。2.2罗克韦尔三层网络体系NetLinx是由罗克韦尔公司推出的一种先进的网络体系，是目前世界上最先进的开放式自动控制网络体系。它将网络服务、通用协议和开放式软件接口有机结合，保证了信息和控制数据高效率和无缝流动。在同一个网络上实现了控制、配置和采集数据三

6、个功能。NetLinx体系是ControlNet、DeviceNet和Ethernet/IP三个开放式网络的基础。其中，ControlNet的通信速率是5Mbs，可以提供介质冗余和本安选择，可以建立热备系统。NetLinx已经安装了二百万个节点，得到了广泛应用。罗克韦尔工业网络结构图如图2.2-1所示：图2.2-1罗克韦尔工业网络结构图28四川师范大学成都学院本科毕业设计★设备层（DeviceNet）：是面向现场设备的一层,也是整个自动化网络的最低层,它可以将操作信息送到现场设备,也可以将现场设备的情况反馈到操作者。★控制层（ControlNet）：这是操作所在的一层,它将处理器与处理器之间

7、的信息交流、将处理器与输入/输出接口之间的信息交流集成在这一层。★以太网（Ethernet）：这是整个自动化网络的最高层,也是对现场采集到的数据和信息进行处理和管理的一层。A-B公司还提供其他的网络，可以更加丰富网络的结构体系，方便连接和通信。★DH+工业局域网。控制层，除了强大的控制网以外，还有DH+(DataHighPlus)网络。DH+网是一种工业域网，其基本传输速率为57.6kb/s，最大的距离是30