1FL6044-2AF21-1MB1参数详细

SIMATIC S7-200 PLC在小型水电厂自动化监控系统中的应用

一、项目介绍

广西罗城宝坛水电站工程位于广西壮族自治区罗城仫佬族自治县境内的宝坛河上。宝坛电站为一、二、三级同时开发，宝坛电站三级站位于宝坛乡府附近，距罗城县城58km；一二级站厂房距三级站约23km，公路可直通厂址。一级站装机2×630kW卧轴混流式水轮发电机组，二级站装机2×3200kW卧轴混流式水轮发电机组，一二级站共用一个厂房及35kV升压站，以35kV一级电压接入系统，35kV出线2回，其中1回备用。

二、系统配置

现地控制单元为电站监控系统全分布式结构中的智能控制设备，由它实现监控系统与电站设备的接口，完成监控系统对电站设备的监控。它可以作为所属设备的独立监控装置运行，当现地控制单元与主控级失去联系时，由它独立完成对所属设备的监控，包括在现地由操作人员实行的监控及由现地控制单元对设备的自动监控。

配置如下：

配置如下

2.1 机组现地控制单元

机组现地控制单元每台机组配置JNLCS-200一套，分别编号为1#LCU、2#LCU、3#LCU、4#LCU。屏上配有触摸屏、PLC模块、交流量智能变送器，每套机组现地控制单元采用温度变送器及智能温度巡检装置两种方式采集机组各测温点的温度。温度巡检装置经通信接口与本单元进行通信。相关的备用、调相、发电、故障和事故等状态指示，以及开停机、紧停、过速保护等功能按钮及连片。

PLC配置

机组现地控制单元的PLC采用西门子S7-200 CN可编程控制器（PLC）模块。该系列PLC 适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 CN系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 CN 系列具有较高的性能/价格比。

根据系统要求，PLC配置如下：

① *处理模块（CPU）：选用CPU226（24点DI/16点DO）。

② 数字量输入模块（DI）：选用EM221，共2块（16点DI/块）。

③ 数字量输入输出模块（DI/DO）：选用EM223，1块（16点DI/16点DO）。

④ 温度量输入模块（RTD）：选用EM231，共2块（8点/块）

⑤ PROFIBUS-DP接口模块：EM277，1块。

⑥ PROFIBUS-DP网络连接器1个。

触摸屏配置

触摸屏采用西门子K-TP178micro触摸屏。该屏是西门子专门针对中小型自动化产品用户需求而设计的全新触摸屏。通过点对点连接（PPI或者MPI）完成和S7-200CN控制器的连接，整个系统浑然一体，具有良好的稳定性和抗干扰性。通信速率可达187.5kbaud。它的操作界面非常友好，不但可以通过触摸屏来执行操作，更可以通过面板上的6个按键来执行操作。此外该屏采用了32位ARM7的CPU处理芯片，同时拥有**大的内存空间使操作响应更加快速。

S7-200PLC在变电站用交流配电盘上的应用

应用S7-200PLC升级过后的变电站站用配电盘（智能配电屏），改变了以前电能数据采集麻烦、运行方式单一、必须现场手动操作等问题，现在除了保留必须的手动操作方式外，根据运行方式PLC能控制ATS开关任意切换在电源I或II上运行，当运行电源进线失压时，另一电源进线能可靠自投或恢复，同时可进行远程操作，解决了目前ATS产品控制投切不准确，操作方式单一和远程控制的问题。改造以前的配电盘上有着各种电能仪表，现在只需一块多功能仪表就能完成电压、电流、频率、有功功率、无功功率等各种电能参数的监测、采集和数据分析，还有谐波分析、模拟量和报警输出等功能。站用配电屏还能监控每一馈电回路的电流和工作状态，整个配电盘的任何一个动作、操作和故障报警都及时显示并储存在TP270上，通过MODBUS总线可以把这些数据传到附近的控制中心，也可以通过以太网将数据传到数公里之外的调度中心，以便于进行更好的运行维护和管理。

在设计过程中较大的问题就是如何将智能仪表的数据通过S7-200PLC读到TP270上。本系统中的智能仪表用的是MODBUS_RUT协议，只能做从站使用，也就是说S7-200PLC必须做主站去读取仪表的数据，在现行的资料中只有S7--200PLC做MODBUS从站的资料，要S7-200PLC做主站就只有自己编写用自由口做MODBUS主站的程序，由于仪表提供的数据较多且数据地址分散，再加上要求每秒刷新一次，还要做数据的CRC校验，编写这样的通讯程序是有一定难度的，如果逐一地址的编写程序，那么程序就会过长，会影响总循环时间，不但做不到1秒钟刷新一次，可能还会引起端口发送、接收冲突和CRC校验出错，经过反复的研究实验，最后在程序中采用了用计数器来轮询地址的方法，从而减少了程序量和总循环时间。部分程序如下：（OB1主要功能为初始化端口为自由口，初始化发送和接收的数据格式，设定轮询时间，轮询和中断连接；SBR5和SBR6做发送和接收数据的CRC校验，CRC检验主要通过字节异或循环，移位循环和公式异或做发送数据的CRC校验；中断1为接收数据；中断2对接收CRC校验结果验证）

S7-200PLC在变电站用交流配电盘上的应用

贵阳市南供电局110kV观水变电站是贵阳市南明区的主要供电站，变电站用配电盘运行的稳定可靠性直接影响到向整个区大部分的生产、生活供电，原用的配电盘系统功能简单、自动化程度不高、控制方式落后，对供电局实现无人值守变电站和配网自动化带来很多不变，也不能时刻保证城区电网供电的电源质量。因此，2005年5月对该配电盘进行了设备改造，改造以西门子公司的S7—200PLC做控制中心，TP270做监控操作中心，其它配电设备和监测设备均采用国外**厂家产品。

新的配电盘通过电压监测模块监测1、2号变电站站用变压器的供电情况，由PLC控制ATS开关（Automatic Transfer Switch）进行自动投切和互投操作，馈线监测模块将馈线装置的状态、动作及多种电能参数进行监控，确保变电站的各辅助系统稳定运行，所有装置的操作、运行情况和电能参数通过PLC在TP270上得以体现和记录，并通过RS-485或LAN将各种信号传送到供电调度中心和中心，以便及时进行供电调度和设备检修。

设备改造中使用了西门子公司的224XP-CPU、TP270人机界面、EM221数字量输入模块、EM222数字量输出模块和CP243-1以太网通讯模块。