新的配電盤(pán)通過(guò)電壓監測模塊監測1、2號變電站站用變壓器的供電情況，由PLC控制ATS開(kāi)關(guān)（Automatic Transfer Switch）進(jìn)行自動(dòng)投切和互投操作，饋線(xiàn)監測模塊將饋線(xiàn)裝置的狀態(tài)、動(dòng)作及多種電能參數進(jìn)行監控，確保變電站的各輔助系統穩定運行，所有裝置的操作、運行情況和電能參數通過(guò)PLC在TP270上得以體現和記錄，并通過(guò)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(shí)進(jìn)行供電調度和設備檢修。

    設備改造中使用了西門(mén)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(wǎng)通訊模塊。

圖1 企業(yè)照片

圖2系統結構圖

名 稱(chēng)	型 號	數 量	備 注
PLC	224XP	1	AC/DC/R/Port×2
DI	EM221×8	4	DC24V
DO	EM222×8	2	DC24V
CP	243-1	1
HMI	TP270	1	10寸
電壓監測模塊	GKR-02	2
多功能監測模塊	DIRIS AP	1
饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)監測模塊	OF	40	DC24V
隔離開(kāi)關(guān)	CD630A	2
ATS	MICRO	1
電動(dòng)操作饋電開(kāi)關(guān)	NS200A	2
饋電開(kāi)關(guān)	NS125A	6
饋電開(kāi)關(guān)	C65/63A	28
電源模塊	24V/2.5A	1
編程軟件	MicroWin4.0	1
編程軟件	ProTools/Pro6.0	1

表1 系統配置表

圖3應用中的畫(huà)面

    應用S7-200PLC升級過(guò)后的變電站站用配電盤(pán)（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(chǎng)手動(dòng)操作等問(wèn)題，現在除了保留必須的手動(dòng)操作方式外，根據運行方式PLC能控制ATS開(kāi)關(guān)任意切換在電源I或II上運行，當運行電源進(jìn)線(xiàn)失壓時(shí)，另一電源進(jìn)線(xiàn)能可靠自投或恢復，同時(shí)可進(jìn)行遠程操作，解決了目前ATS產(chǎn)品控制投切不準確，操作方式單一和遠程控制的問(wèn)題。改造以前的配電盤(pán)上有著(zhù)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(wú)功功率等各種電能參數的監測、采集和數據分析，還有諧波分析、模擬量和報警輸出等功能。站用配電屏還能監控每一饋電回路的電流和工作狀態(tài)，整個(gè)配電盤(pán)的任何一個(gè)動(dòng)作、操作和故障報警都及時(shí)顯示并儲存在TP270上，通過(guò)MODBUS總線(xiàn)可以把這些數據傳到附近的控制中心，也可以通過(guò)以太網(wǎng)將數據傳到數公里之外的調度中心，以便于進(jìn)行更好的運行維護和管理。

    在設計過(guò)程中最大的問(wèn)題就是如何將智能儀表的數據通過(guò)S7-200PLC讀到TP270上。本系統中的智能儀表用的是MODBUS_RUT協(xié)議，只能做從站使用，也就是說(shuō)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(xiě)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(xiě)這樣的通訊程序是有一定難度的，如果逐一地址的編寫(xiě)程序，那么程序就會(huì )過(guò)長(cháng)，會(huì )影響總循環(huán)時(shí)間，不但做不到1秒鐘刷新一次，可能還會(huì )引起端口發(fā)送、接收沖突和CRC校驗出錯，經(jīng)過(guò)反復的研究實(shí)驗，最后在程序中采用了用計數器來(lái)輪詢(xún)地址的方法，從而減少了程序量和總循環(huán)時(shí)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(xún)時(shí)間，輪詢(xún)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(guò)字節異或循環(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）