摘 要:介紹S7—200PLC在變電站用交流配電盤上的應用。重點闡述了該系統的組成，系統功能及特點；該系統自運行以來，各項功能正常，設備運行穩(wěn)定，完全達到了設計要求。
關鍵字:S7-200PLC, 變電站, 配電盤
貴陽市南供電局110kV觀水變電站是貴陽市南明區(qū)的主要供電站，變電站用配電盤運行的穩(wěn)定可靠性直接影響到向整個區(qū)大部分的生產、生活供電，原用的配電盤系統功能簡單、自動化程度不高、控制方式落后，對供電局實現無人值守變電站和配網自動化帶來很多不變，也不能時刻保證城區(qū)電網供電的電源質量。因此，2005年5月對該配電盤進行了設備改造，改造以西門子公司的S7—200PLC做控制中心，TP270做監(jiān)控操作中心，其它配電設備和監(jiān)測設備均采用國外知名廠家產品。
新的配電盤通過電壓監(jiān)測模塊監(jiān)測1、2號變電站站用變壓器的供電情況，由PLC控制ATS開關（Automatic Transfer Switch）進行自動投切和互投操作，饋線監(jiān)測模塊將饋線裝置的狀態(tài)、動作及多種電能參數進行監(jiān)控，確保變電站的各輔助系統穩(wěn)定運行，所有裝置的操作、運行情況和電能參數通過PLC在TP270上得以體現和記錄，并通過RS-485或LAN將各種信號傳送到供電調度中心和集控中心，以便及時進行供電調度和設備檢修。
設備改造中使用了西門子公司的224XP-CPU、TP270人機界面、EM221數字量輸入模塊、EM222數字量輸出模塊和CP243-1以太網通訊模塊。


圖1 企業(yè)照片



圖2系統結構圖



表1 系統配置表



圖3應用中的畫面

應用S7-200PLC升級過后的變電站站用配電盤（智能配電屏），改變了以前電能數據采集麻煩、運行方式單一、必須現場手動操作等問題，現在除了保留必須的手動操作方式外，根據運行方式PLC能控制ATS開關任意切換在電源I或II上運行，當運行電源進線失壓時，另一電源進線能可靠自投或恢復，同時可進行遠程操作，解決了目前ATS產品控制投切不準確，操作方式單一和遠程控制的問題。改造以前的配電盤上有著各種電能儀表，現在只需一塊多功能儀表就能完成電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率等各種電能參數的監(jiān)測、采集和數據分析，還有諧波分析、模擬量和報警輸出等功能。站用配電屏還能監(jiān)控每一饋電回路的電流和工作狀態(tài)，整個配電盤的任何一個動作、操作和故障報警都及時顯示并儲存在TP270上，通過MODBUS總線可以把這些數據傳到附近的控制中心，也可以通過以太網將數據傳到數公里之外的調度中心，以便于進行更好的運行維護和管理。
在設計過程中最大的問題就是如何將智能儀表的數據通過S7-200PLC讀到TP270上。本系統中的智能儀表用的是MODBUS_RUT協議，只能做從站使用，也就是說S7-200PLC必須做主站去讀取儀表的數據，在現行的資料中只有S7——200PLC做MODBUS從站的資料，要S7-200PLC做主站就只有自己編寫用自由口做MODBUS主站的程序，由于儀表提供的數據較多且數據地址分散，再加上要求每秒刷新一次，還要做數據的CRC校驗，編寫這樣的通訊程序是有一定難度的，如果逐一地址的編寫程序，那么程序就會過長，會影響總循環(huán)時間，不但做不到1秒鐘刷新一次，可能還會引起端口發(fā)送、接收沖突和CRC校驗出錯，經過反復的研究實驗，最后在程序中采用了用計數器來輪詢地址的方法，從而減少了程序量和總循環(huán)時間。部分程序如下：（OB1主要功能為初始化端口為自由口，初始化發(fā)送和接收的數據格式，設定輪詢時間，輪詢和中斷連接；SBR5和SBR6做發(fā)送和接收數據的CRC校驗，CRC檢驗主要通過字節(jié)異或循環(huán)，移位循環(huán)和公式異或做發(fā)送數據的CRC校驗；中斷1為接收數據；中斷2對接收CRC校驗結果驗證）
OB1
LD SM0.1 初始化端口
MOVB 16#09, SMB30
MOVB 16#9C, SMB87
MOVW +150, SMW92
MOVW +0, SMW90
MOVB 50, SMB94
LD SM0.1 初始化發(fā)送數據
MOVB 16#08, VB2100
MOVB 16#05, VB2101
MOVB 16#03, VB2102
MOVB 16#03, VB2103
MOVB 16#0, VB2104
MOVB 16#0, VB2105
MOVB 16#02, VB2106
LD SM0.1 初始化接收數據
MOVB 16#09, VB1200
MOVB 16#05, VB1201
MOVB 16#03, VB1202
MOVB 16#04, VB1203
LD SM0.0 設定輪詢時間
AN T96
TON T32, +150
LD SM0.0
A T32
TON T96, +150
LD T32
EU
LD C1
CTU C1, 16#10
LD SM0.0
AW= 16#0, C1
EU
MOVW 16#0300, VW2103 發(fā)送輪詢數據
CALL CRC:SBR5
XMT VB2100, 0
LD SM0.0
AW= 16#1, C1
EU
MOVW 16#0302, VW2103
CALL CRC:SBR5
XMT VB2100, 0
LD SM0.0
AW= 16#02, C1
EU
MOVW 16#0304, VW2103
CALL CRC:SBR5
XMT VB2100, 0
…… ……
LD SM0.7 中斷連接
ATCH INT_0:INT0, 9
ATCH INT_1:INT1, 23
ENI

SRB6（SBR5同SBR6）
LD Always_On:SM0.0 讀出數據長度 ，初始化CRC字
MOVB VB1200, VB1301
MOVW VW1300, VW1302
-I 16#02, VW1302
MOVW 16#FFFF, VW1306
MOVD &VB1200, VD1400
FOR VW1304, 16#1, VW1302
LD Always_On:SM0.0 字節(jié)異或循環(huán)
+D 16#1, VD1400
MOVB ＊VD1400, VB1410
XORB VB1410, VB1307
FOR VW1310, 16#1, 16#08
LD Always_On:SM0.0 移位循環(huán)
MOVW VW1306, VW1420
SRW VW1306, 1
LD SM1.1 公式異或
XORW 16#A001, VW1306
NEXT
NEXT
LD Always_On:SM0.0 CRC16字傳遞
MOVB VB1307, VB1100
MOVB VB1306, VB1101

INT1
LD Always_On:SM0.0
RCV VB2200, 0

INT2
LD SM86.7
O SM86.6
O SM86.0
CRETI
LD Always_On:SM0.0
MOVD VD2204, VD1204
LD Always_On:SM0.0
CALL CRC16:SBR6
LDW<> VW1100, VW2208
CRETI
LDW= 16#0, C1
MOVD VD2204, VD2500
LDW= 16#1, C1
MOVD VD2204, VD2504
…… ……
經過改造的設備自2005年7月運行以來，系統穩(wěn)定、功能強大、操作簡單，贏得了用戶的一致好評，為變電站的無人值守和變電站的安全運行提供了有利保障。