智能測控裝置在工廠低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

中國化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司 姚 磊

在現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展背景下，設(shè)計應(yīng)用智能測控裝置對低壓配電系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備運行組件進行監(jiān)測和控制，能實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的合理保護和管控，從而促進低壓配電系統(tǒng)運行效果。

1 工廠使用低壓配電系統(tǒng)檢測控制裝置

低壓配電系統(tǒng)是當前電力系統(tǒng)的重要組成部分，主要是完成低壓配電工作，在其系統(tǒng)的整體應(yīng)用過程中，主要由低壓斷路器裝置、智能配電變壓器、低壓配電開關(guān)、低壓配電線路等組成。

低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)的整體保護裝置，是能完成失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器，也能實現(xiàn)對電力使用過載的合理保護，從而對整體低壓配電系統(tǒng)的工作功能進行合理保護，確保其功能使用良好；智能配電柜裝置是系統(tǒng)工作運行過程中的重要裝置，主要完成低壓無功補償成套裝置應(yīng)用、負荷開關(guān)、操作手柄及無功補償成套裝置系統(tǒng)的核心應(yīng)用，確保裝置應(yīng)用更加有效；低壓配電開關(guān)也是低壓配電系統(tǒng)的重要組成部分，主要完成電力電流的實際控制，完成電廠的實際運行設(shè)計控制，刀閘的主要特點是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路措施。

在工廠電力系統(tǒng)中使用的低壓配電智能測控裝置非常關(guān)鍵，通過低壓配電系統(tǒng)的合理使用，確保工廠的電力資源使用更加有效，也通過電力資源利用確保工廠各項低壓用電設(shè)備的運行合理。工廠低壓配電系統(tǒng)智能測控裝置主要包括電力儀表、電機機柜、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控模塊、溫度煙感感應(yīng)裝置、有害氣體感應(yīng)裝置等，在實際工廠低壓配電電力系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用過程中，其智能檢測控制裝置主要完成數(shù)據(jù)的合理采集和應(yīng)用，確保低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用更加合理。在具體的工作展開過程中，可完成工廠電力系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、消防監(jiān)控、低壓電力監(jiān)控、電力數(shù)據(jù)運行分析等內(nèi)容[1]。

2 智能測控裝置的設(shè)計要點把控

低壓配電電力系統(tǒng)智能測控裝置設(shè)計過程中，針對測控系統(tǒng)進行設(shè)計要點把控應(yīng)用十分關(guān)鍵，一定程度上關(guān)系到系統(tǒng)的設(shè)計運行效果。

在智能測控裝置設(shè)計過程中，針對其硬件進行整體設(shè)計非常重要，在硬件設(shè)計過程中主要包括電壓/電流輸入設(shè)計、合閘輸入、光隔、驅(qū)動、總體控制模塊、人機接口設(shè)計等。其中TMS320F28335芯片是系統(tǒng)的主要控制主板，并完成IA/UA、IB/UB、IC/UC、IO/UO等輸入接口的實際設(shè)計，確保接口設(shè)計展開更加優(yōu)化，整體裝置運行效果；在智能測控系統(tǒng)設(shè)計過程中，完成其CPU電路圖設(shè)計應(yīng)用非常關(guān)鍵，其設(shè)計過程中主要采用CMOS技術(shù)。計算CPU工作電壓值在1.8V～1.9V之間、其I/O接口處的工作電壓控制在3.3V左右。當前智能測控裝置設(shè)計中芯片電路板設(shè)計主要選擇應(yīng)用TMS320F28335芯片；在實際的智能測控裝置設(shè)計過程中電流電壓的設(shè)計應(yīng)用非常關(guān)鍵。在具體電流電壓設(shè)計計算過程中主要采用全波傅式算法進行計算，通過具體的計算確保智能測控裝置設(shè)計應(yīng)用更加合理有效[2-4]。

3 低壓配配電系統(tǒng)智能測控裝置具體設(shè)計分析

3.1 智能測控裝置設(shè)計需求分析

在××工廠進行低壓配電系統(tǒng)設(shè)計分析過程中完成了智能測控裝置的需求分析。需求分析是其設(shè)計過程中的首要分析要素，主要是對工廠整體用電系統(tǒng)進行需求分析，并對智能測控裝置的功能需求進行分析，從而保證智能測控裝置設(shè)計應(yīng)用更加合理。

低壓配電系統(tǒng)主要的設(shè)計目標分析是完成整個工程的低壓配電系統(tǒng)自動化控制，同時保證各自動化設(shè)備正常運行工作，保證系統(tǒng)工作運行更加有效。在低壓配電系統(tǒng)運行過程中對智能測控裝置的功能需求分析包括：電源檢測功能需求。低壓電源進出線的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率的狀態(tài)監(jiān)測；負荷監(jiān)測功能需求。各級負荷的電壓、電流、功率的監(jiān)測，當系統(tǒng)超負荷時切除低優(yōu)先級的負荷；斷路器控制功能需求。自動投切母聯(lián)斷路器、負荷斷路器和聯(lián)絡(luò)斷路器，當供電恢復(fù)時，按照設(shè)定的優(yōu)先程序啟動各個斷路器，迅速恢復(fù)運行；備用電源控制功能需求。在主要電源供電中斷時自動啟動柴油發(fā)電機或燃氣輪機發(fā)電機組，在恢復(fù)供電時停止備用電源并進行倒閘操作；負荷計量功能需求。對用戶的用電量進行自動統(tǒng)計計量，還可以實現(xiàn)分時計費等。實際的系統(tǒng)設(shè)計中根據(jù)功能需求完成功能的實際設(shè)計，保證系統(tǒng)工作運行更加有效。

3.2 智能測控裝置設(shè)計方案設(shè)計

××工廠進行測控裝置設(shè)計方案應(yīng)用過程中完成了整體方案的設(shè)計，從而保證裝置設(shè)計應(yīng)用更加合理。選擇CC-Link/LT技術(shù)模塊進行總體系統(tǒng)設(shè)計，完成CC-Link/LT技術(shù)應(yīng)用，能夠最大程度上提升系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

在系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其總體結(jié)構(gòu)方案是利用CC-Link/LT進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換，并將信號傳送給總線的PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)完成整體設(shè)計后完成對系統(tǒng)的整體運行控制，也能最大程度上提升系統(tǒng)的工作運行效果。為完成系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計，在實際的系統(tǒng)設(shè)計過程中完成系統(tǒng)的分結(jié)構(gòu)設(shè)計具體包括以下內(nèi)容。

完成系統(tǒng)設(shè)備層設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)備層主要是應(yīng)用智能測控裝置設(shè)備完成智能測控、信息傳輸、電力計量及斷路控制等工作，在設(shè)備層應(yīng)用過程中主要包括CC-Link/LT總線模式、萬能式斷路裝置、電量計量儀表、I/O模塊及無功補償裝置等，通過各設(shè)備的應(yīng)用保證系統(tǒng)的實際應(yīng)用更加有效；現(xiàn)場控制層設(shè)計分析?，F(xiàn)場控制層設(shè)計是系統(tǒng)的核心層級，對于智能測控裝置的整體運行效率有非常重要的影響，也在一定程度上提升系統(tǒng)的工作運行效果。在實際的系統(tǒng)運行過程中，完成了CC-Link/LT總線協(xié)議設(shè)計應(yīng)用，同時也完成系統(tǒng)的抗干擾性能設(shè)計優(yōu)化，最大程度上保證系統(tǒng)設(shè)計運行更加有效。

現(xiàn)場管理層級設(shè)計?，F(xiàn)場管理層級設(shè)計應(yīng)用是實際系統(tǒng)應(yīng)用過程中的重要模塊，對于系統(tǒng)的整體工作運行效果也產(chǎn)生了巨大影響。在管理層設(shè)計中組要應(yīng)用“組態(tài)王”監(jiān)控軟件，能完成系統(tǒng)的整體運行監(jiān)控；系統(tǒng)的操作系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)的操作模塊也應(yīng)用到了計算機系統(tǒng)、完成了人際交互界面的實際應(yīng)用，與PLC控制系統(tǒng)和CC-Link/LT總線連接，從而完成系統(tǒng)的實際控制，最大程度上提升系統(tǒng)的設(shè)計運行效果。

3.2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

控制系統(tǒng)硬件設(shè)計。智能測控系統(tǒng)的整體控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中完成了系統(tǒng)的核心控制，主要是應(yīng)用PLC系統(tǒng)進行核心控制設(shè)計，并完成了指令功能發(fā)送；總線主站硬件設(shè)計過程中選擇CC-Link/LT總線進行設(shè)計，不僅能完成設(shè)備傳感信息采集，更能有效完成監(jiān)控效率控制，從而保證系統(tǒng)運行更加合理；信號采集裝置運行。在系統(tǒng)模塊運行過程中信號采集裝置受到CC-Link/LT總線控制，將采集的低壓配電設(shè)備信息傳輸?shù)胶诵南到y(tǒng)當中，在信號采集裝置設(shè)計中主要完成電源采集控制、變電信息采集控制等多方面內(nèi)容，從而保證系統(tǒng)運作更加合理高效；完成通信接口設(shè)計。通信網(wǎng)絡(luò)硬件是系統(tǒng)硬件組織的重要組成部分，對于系統(tǒng)內(nèi)容數(shù)據(jù)傳輸而言也起到了關(guān)鍵作用。通信接口設(shè)計中選擇RS485方式通訊協(xié)議，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)通信。

系統(tǒng)電源設(shè)計是系統(tǒng)運行的重要裝置，在實際的系統(tǒng)運行過程中完成電源設(shè)計非常關(guān)鍵，實際的電源設(shè)計中選擇電源適配裝置設(shè)計；系統(tǒng)的整體設(shè)計過程中，針對CC-Link/LT總線控制進行了相關(guān)參數(shù)設(shè)計。其最大鏈接點數(shù)為1024點、通信速度最大達到156k、協(xié)議方式為BITR方式、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇T形分之設(shè)計、錯誤控制方式所涉及為CRC方式、從站總數(shù)設(shè)計1-64、主站鏈接位置為干線的端頭、并且其RAS功能設(shè)計為網(wǎng)絡(luò)診斷、內(nèi)部反饋診斷等多項功能，同時其系統(tǒng)管道線路使用0.75mm2×4。

3.2.3 系統(tǒng)軟件分析

在智能測控裝置系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用過程中完成了軟件設(shè)計，軟件設(shè)計應(yīng)用也是系統(tǒng)的核心。具體設(shè)計應(yīng)用過程中主要包括總體控制軟件設(shè)計及監(jiān)控軟件設(shè)計等內(nèi)容。具體設(shè)計中“組態(tài)王”軟件實現(xiàn)了系統(tǒng)的監(jiān)控功能、而PLC邏輯軟件完成了系統(tǒng)的控制功能設(shè)計。另外在實際的系統(tǒng)應(yīng)用中完成了軟件流程設(shè)計：傳感器—CC-Link/LT總線—PLC控制系統(tǒng)—操作發(fā)送—功能實施。通過軟件流程的合理設(shè)計，保證整個智能測控裝置系統(tǒng)運行更加合理。

3.3 智能測控裝置設(shè)計調(diào)式應(yīng)用分析

在××工廠進行智能測控裝置設(shè)計應(yīng)用過程中，完成了裝置系統(tǒng)的調(diào)式和合理的應(yīng)用，從而保證系統(tǒng)運行更有效果。

設(shè)計團隊完成了方案設(shè)計實現(xiàn)并做好了系統(tǒng)的硬件連接調(diào)試工作，具體的連接調(diào)式工作展開過程中，主要完成列CC-Link/LT主站模塊和FX2N-32MR型號PLC的有效連接。完成硬件連接后對軟件進行測評調(diào)式，系統(tǒng)調(diào)試成功后對系統(tǒng)效果進行分析。根據(jù)實際的調(diào)式運行，發(fā)現(xiàn)××工廠設(shè)計的智能測控裝置具有良好的測控裝置；完成了對智能測控裝置的應(yīng)用。應(yīng)用30d后，總計監(jiān)測電力故障5次、良好的處理故障4次、自動報警1次，良好解決了××工程低壓配電系統(tǒng)的運行問題和運行安全；在××工廠完成智能測控裝置調(diào)式應(yīng)用的過程中，還針對工廠低壓配電系統(tǒng)其他附屬電力設(shè)備的智能數(shù)據(jù)測控進行實際分析，在具體數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)計分析過程中，其主要包括氣體傳感器工作分析、溫度傳感器工作分析等，智能監(jiān)控裝置不僅能完成對工廠低壓配電系統(tǒng)的監(jiān)控，同時也能完成對工廠低壓配電系統(tǒng)的電力相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)進行實際的應(yīng)用分析。