基于PLC的电力监控系统设计

摘要 本文论述了一种煤矿井下电力监控系统，该系统基于西门子S7-300及WINCC FLEXIBLE 2008开发而成，可以实时监控井下电网参数并及时显示和报警，也可以对井下隔爆配电开关的远程控制，缩短了井下电力线路问题的发现时间及管理员的工作强度； 关键词:矿井电力监控，可编程控制机，WINCC FLEXIBLE 2008 目录摘要??? 1Abstract??? 2第1章? 绪论??? 61.1 课题题目及课题简介??? 61.2 选题目的及意义??? 61.3 设计要求??? 7第2章? 系统结构及其工作原理??? 82.1 系统主框图??? 82.2 基本结构及工作原理??? 82.3 系统工作流程简述??? 9本章小结??? 10第3章 电力监控系统硬件设计??? 113.1 工控机的选型??? 113.2 PLC的优点及选型??? 113.2.1? PLC控制的优点??? 113.2.2 PLC的选型??? 123.3 井下智能高压综合保护装置选型??? 13本章小结??? 14第4章 矿井电力监控系统的仿真??? 154.1 西门子WINCC FIEXIBLE 2008 简介及开发流程??? 154.2 WINCC 软件画面介绍??? 164.3 S7-300系列PLC的软件设计??? 174.3.1编程软件STEP介绍??? 174.3.2西门子PLC程序结构介绍??? 194.4? SETP 7? PLCSIM仿真软件 的介绍及应用??? 204.4.1 仿真软件启动??? 214.4.2 使用S7-PLCSIM 仿真软件调试程序的步骤??? 214.4.3仿真PLC与实际PLC的区别??? 234.4.3?? 电力监控系统程序介绍??? 244.2.3?? PLC的I/O分配??? 254.5 监控系统设计??? 264.6变量的定义??? 304.7 组态王的调试??? 314.7.1 画面仿真的调试??? 314.7.2 测试开关操作功能??? 31本章小结??? 34第5章 PLC与各部分的连接??? 355.1 传感器与PLC的数据交换??? 355.2 PLC与组态王的连接设置??? 355.3 PLC与触摸屏的连接??? 36本章小结??? 37结论??? 38致? 谢??? 39参考文献??? 40附录1 译文??? 41附录2 英文参考资料??? 43Programmable logic controller??? 43 课题题目及课题简介 本次选题题目为矿山井下电力监控系统的仿真设计。 随着科技的发展与进步，人们进人了自动化的，以微处理器为核心的技术正在快速的融入我们的生活中，而煤炭作为人类早期能源依旧扮演着重要的角色，同时煤矿的开采安全则是安全生产中的焦点问题之一。 现在煤矿系统的自动化程度越来越高，很多地面变电所都实现了综合自动化控制，但煤矿井下变电所的供电系统比较复杂，环境也比较恶劣，各种高低压综合保护器的类型也不相同，而且变电所和配电点也比较多，加之距离较远，很难实现无人值守。在大多数情况下，配电开关掉电 并不是由于供电电缆漏电或短路等故障引起，多是由于线路受到干扰而产生的误动作，由于井下值班人员的专业素质往往不是很高，所以现场很难做到及时送电，严重影响了煤矿安全生产。另一方面，为了便于煤矿安全生产的科学管理，实时了解井下变电所各设备的运行状态，了解某路负载的电流、电压和功率等参数也非常重要。 1.2 选题目的及意义 随着人们防范意识的加深和矿井事故爆发的频率，使得人们开始思考使电力系统自动化来避免人为的因素，我国电力系统很多还是依靠人工的操作，这种操作取决于工人的经验和责任心，而且耗费资金，效率低。本设计要实现一种能够取代人工操作的自动化系统，从而在效率和安全上都有提升，另一方面，为了便于煤矿安全生产的科学管理，实时了解井下变电所各设备的运行状态，了解某路负载的电流、电压和功率等参数也非常重要。煤矿井下变电所供电服务对象为采煤、掘进、排水、通风等重要生产环节，供电负荷种类繁多，区域分布广，它的安全可靠运行是煤矿安全生产的重要保证。为了保证煤矿井下的安全供电，各种高低压防爆开关都装有带漏电、过压、过流和短路等保护功能的综合保护器，一般都具有通信单元，如提供接口。由于煤矿井下中央变电所和各配电点的综合保护器和配电开关较多，各配电点之间的距离又较远，要传输的数据量非常大，要是一个个把它们都串在RS485总线上，数据读取速度会非常慢，实时性较差，不能满足实际需求。所以本系统采用分路采集的方法，采用工业以太网通信，它的传输速度快，传输量大，实时性好 1.3 设计要求 主要功能能实现显示矿井井下电力监控系统的工艺流程，能够显示矿井主电力控制系统的工况参图，及趋势图并可以使上位机软件离线运行。 量化技术指标是建立数据库，设置大于100个数据，进行上位机和下位机通信网络设置，设计矿井电力监控系统流程软件，设计参数趋势图软件，设计高防开关控制软件，将所设计的软件进行仿真调联，软件功能模块切换。