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PLC和HMI在铁路电力监控系统中的应用

发布时间:2019-02-19 16:19:21

PLC和HMI在铁路电力监控系统中的应用

工控产品在大型自动化控制系统中的应用向来讲究的是功能强大、性能稳定、故障率低。而作为主控设备和上位机的PLC和HMI在其中更是起着举足轻重的作用,分担着整个控制系统中大部分的执行和监控任务。在电力监控系统中,主控设备须根据系统中的电压、电流、频率等信号值对整个电力系统中执行机构的动作进行准确控制、并由上位机对这些信号数据进行实时监控。

一、系统构架: 1、整个监控系统分成两个监控柜:A柜和B柜,具体的电控配置如下表

2、监控系统工作原理示意图

图1

二、控制系统说明: 1.如图1所示,在A屏和B屏上,PLC通过DI和AI模块读取众多故障报警信号(开关量)和铁路系统中的电流、电压或频率信号(模拟量A/D转换)。例如下表 告警信号:

[nextpage] 电力参数信号:

I通过COM1和COM2两个RS232端口分别监控A柜和B柜上的PLC,对系统中的电力信号进行实时的监控,同时根据开关量信号输入、利用宏指令实现对系统运行状况的各类告警提示,并记录历史告警信息。如下图:

[nextpage] 3.电力系统现场监控与操作是通过HMI来实现的,但同时系统中的这一系列参数也都必须传输到PC机上,实现数据采集、分类统计和显示的功能。PC机端的数据采集软件已经由用户开发好,无法更改,如下图.

图2

4.该软件的数据采集原则为“只收不发”,且仅接收符合一定协议的数据(参数格式必须为浮点数,以ASCII码格式传输),其他格式的数据均无法采集和显示。例如:

5.这样,在PLC这端就必须满足几点:浮点数、ASCII数据转换、数据只发不收。同时根据数据采集软件的数据格式定义,A柜和B柜中的参数必须进行一定规则的组合分类;将重组后的数据发送到PC上,才算有效。否则要么造成PC端软件采集不到正确数据,无法正常显示;要么PLC端程序出现通讯错误。

6.根据上述的特点,决定采取以下方式进行数据采集: 1如图1所示,A柜PLC先通过RS485端口以MODBUS协议通讯方式读取B柜PLC内的相关参数。

[nextpage] 2在A柜PLC中,将A柜和B柜中的相关电力参数转换为浮点数并进行重新组合。 浮点数转换:

高低字节交换:

3将组合整理后的数据转换城ASCII码格式,并根据采集软件所支持的协议格式加上“头码”、“命令字”、“校验和”、“尾码”等。

4如图1所示,A柜PLC通过RS485端口,使用RS指令将数据发送给PC,同时将接收数据长度设为0,实现数据“只发不收”;由于数据长度非常长,而RS指令一次多只能发送255字节;故需要分多次RS指令进行发送。

[nextpage] 5如图2所示,只要PC端接收的数据符合自身的协议格式,数据采集软件就会自动在空白区域显示出所接收到的数据,并在如“系统输入模拟量数据”、“告警状态”等数据区块显示出相应电力参数值。

C中不断重复上述数据采集动作,就可以在PC机上实时显示系统当前的电力参数了。达到电力系统参数及时监控和收集的效果。

三、小结 该系统经过数周的调试和完善后得到客户的满意验收。总的来说,该系统数据量大,HMI上的监控页面达到80多页;为了保证HMI于PLC的通讯速度,一般单页面上放的监控装置不宜太多。的难点在于将电力参数由PLC发给PC端采集软件;由于数据量大,且协议格式复杂,所以在PLC程序中必须仔细编写协议数据并严格安排每笔通讯数据的时序关系,防止数据错位或混乱。

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