化工儀器網(wǎng)
詳細介紹
西門子6ES7517-3AP00-0AB0*可為用戶提供多種通訊方式:PPI方式,，MPI方式,，自由通訊口方式等。應(yīng)用自由通訊口方式,，使S7-200PLC可以與任何通信協(xié)議已知,，具有串口通訊的智能設(shè)備和控制器(如打印機、變頻器,、上位PC機等)進行通信,，也可以用于兩個CPU之間簡單的數(shù)據(jù)交換,。該通信方式使可通信的范圍大大增大,，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便,。
采用PLC自由通訊口方案,，PLC工作于從站，PC處于主站模式,，PLC從站只響應(yīng)來自主站的申請,。主站向PLC從站發(fā)送指令格式的報文，讀指令00為向從站PLC申請產(chǎn)生于PLC的數(shù)據(jù),，讀取水壓,，頻率，變頻泵號,，工頻臺數(shù),，輔助泵狀態(tài)等數(shù)據(jù);寫
軌道交通供電系統(tǒng)是
變電所自動化系統(tǒng)采用的是南瑞的rt21-sas系統(tǒng),，而750v直流開關(guān)柜測控單元s7-200 plc與上位機rt21-sas系統(tǒng)的通信接口采用就是profibus-dp規(guī)約與南瑞的c101通信控制器profibus主站進行連接， c101通信控制器除了s7-200 plc進行主從連接外,，還提供另一路profibus-dp接口與750v直流開關(guān)柜直流保護測控單元dpu96,，每個站設(shè)置2套協(xié)議及光電轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)profibus-dp信息的接入,。此外,，10kv的整流器監(jiān)控單元與rt21-sas系統(tǒng)的通信接口方案也是經(jīng)過profibus-dp規(guī)約與c101通信控制器實現(xiàn)互聯(lián)。具體連接方案如圖2所示,。
圖2 s7-200 plc與軌道交通變電所自動化系統(tǒng)上位機連接圖
s7-200 plc作為dp從站,，與c101通信控制器實現(xiàn)互聯(lián)通信。c101通信控制器為南瑞自主研發(fā)的遵循en50170標準的profibus-dp主站,，它主要完成profibus協(xié)議轉(zhuǎn)換成與總控通信的can2.0b協(xié)議,。s7-200 plc作為c101的從站，主要用于750v直流饋線柜的旁路隔離開關(guān)和上網(wǎng)隔離開關(guān)的監(jiān)控,、數(shù)據(jù)采集等功能,。
從通信流程上來講，s7-200 plc主要是通過em 277將s7-200 plc cpu作為dp從站連接到profibus-dp現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中,，此外,，s7-200 plc的em 277還用來作為西門子step7 v5.3對s7-200 plc進行組態(tài)，主要是通過s7-200 plc的mpi通訊口與裝有西門子step7 v5.3的計算機來對step s7軟件進行組態(tài),。為了使s7-200 plc的em 277 profibus-dp模塊可以與主站通訊,，s7-200 plc與主站必須工作在相同的波特率下。當em 277 profibus-dp模塊用作mpi通訊時,，其mpi主站必須使用dp模塊的站址向s7-200發(fā)送組態(tài)信息,，發(fā)送到em 277 dp模塊的mpi組態(tài)信息，將會被傳送到s7-200 plc上,，從而達到對s7-200 plc組態(tài)的目標,。以下為s7-200 plc作為dp從站與c101主站的組態(tài)參數(shù)配置如表2所示。
整體上,，所有的現(xiàn)場profibus-dp通信設(shè)備均使用profibus-dp規(guī)約接入南瑞自主研發(fā)的c101通信控制器,，c101通信控制器主要目的就是利用profibus-dp通信規(guī)約采集底層現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)，并通過雙can現(xiàn)場總線規(guī)約送往南瑞的pscada總控系統(tǒng)c302,，另外,，c101還將接受c302的各種控制、查詢命令,，對底層profibus-dp現(xiàn)場設(shè)備進行實時監(jiān)控,，從而滿足了北京地鐵五號線的750v直流測控的實時數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控,、繼電保護等各種功能,。
實現(xiàn)上,，c101通信控制器與底層設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率為187.5k，c101做dp的通信主站,，周期性的掃描底層設(shè)備,，根據(jù)北京地鐵軌道交通公司的要求，c101通信控制器提供兩組profibus通信接口,。其中一組光纖接口連接西門子的直流測控保護裝置dpu 96,，另一組光纖接口連接西門子的系列s7-200完成對750v直流進線柜、負極柜,、饋線柜一次設(shè)備的實時監(jiān)控功能,。之所以采用兩組光纖接口是由于750v直流開關(guān)室與變電所監(jiān)控中心的距離比較遠（一般500～1km），使用電接口將會導(dǎo)致信號衰減以致于誤碼率將會大大提高,。
profibus的應(yīng)用,，首先必須進行嚴格的組態(tài)，使主站與從站的數(shù)據(jù)嚴格*,，考慮到使用者大多熟悉siemens公司提供的通用組態(tài)軟件com profibus,，應(yīng)用軟件使用的數(shù)據(jù)文件格式和用com profibus生成的數(shù)據(jù)文件格式*相同，并且支持到新的5.0版本,。通過“超級終端”,，還可以隨時觀察組態(tài)數(shù)據(jù)文件的參數(shù)內(nèi)容，以確認組態(tài)的正確性,。
5 結(jié)束語
使用西門子s7-200可編程控制器替代繼電控制,，不但省略了許多繁瑣的中間控制環(huán)節(jié)，還大大提高了可靠性和精確性,，達到了理想的效果,。s7-200 plc應(yīng)用于軌道交通直流牽域，不僅在很大程度上減少了二次接線,、設(shè)備,，減少了變電站運行維護量；取消了軌道交通牽引供電系統(tǒng)保護屏,，大大降低了系統(tǒng)的造價,；而且提高二次回路的智能控制能力,、自動化水平和供電質(zhì)量,，降低故障率，使牽引供電系統(tǒng)能更加可靠地運行,。s7-200 plc作為profibus-dp從站,，用一根雙絞線連接主站，若要擴展dp從站,， 只需
自成體系的配電系統(tǒng),，包含有傳統(tǒng)的交流供電系統(tǒng)和直流牽引供電系統(tǒng)兩部分,。為了實現(xiàn)整體系統(tǒng)的安全可靠運行，必須實現(xiàn)電力系統(tǒng)的調(diào)度,、運營和管理的自動化,。變電站綜合自動化系統(tǒng)是軌道交通供電自動化的基本組成，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)功能的基本單元,。軌道交通變電站內(nèi)各層之間的信息可充分共享,，并通過通信接口與外系統(tǒng)交換信息。設(shè)計一個快速,、穩(wěn)定,、可靠的控制網(wǎng)絡(luò)是軌道交通變電站自動化系統(tǒng)的基本要求之一，是實現(xiàn)軌道交通供電系統(tǒng)運行管理功能的前提,。
2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
整個上來講,，軌道交通變電站綜合自動化系統(tǒng)劃分為站級管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層,，間隔層：
(1) 站級管理層為設(shè)置在控制信號盤內(nèi)的冗余熱備的通信控制器,、通用測控裝置和一體化監(jiān)視計算機。
(2) 間隔層包括分散安裝于供電一次設(shè)備中的各種微機保護測控單元,、信息采集設(shè)備,、智能測控單元以及采用硬接點接入的現(xiàn)場設(shè)備。設(shè)備包括400v及10kv交流保護測控單元,、750v直流保護測控單元,、變壓器溫控器、軌電位限制裝置,、制動能量吸收裝置,、雜散電流監(jiān)控單元、ups直流屏,、電度表,、上網(wǎng)隔離開關(guān)、跟隨所負荷開關(guān)等.
(3) 網(wǎng)絡(luò)通信層即為所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)和接口設(shè)備,，間隔單元通過所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)層與站級管 理層進行數(shù)據(jù)交換,。
整個系統(tǒng)面向變電所通盤考慮，通過間隔單元與一次開關(guān)設(shè)備,、ct/pt等設(shè)備接口,，實現(xiàn)對變電所設(shè)備的控制、監(jiān)視,、測量,、繼電保護及數(shù)據(jù)管理、遠程通信等綜合自動化管理,，以保證供電系統(tǒng)的安全可靠運行,。
一般來講,，軌道交通供電系統(tǒng)分為高壓電源系統(tǒng)，直流牽引供電系統(tǒng),，動力,、照明、信號電源三個系統(tǒng),。在軌道交通五號線供電系統(tǒng)中,，作為軌道交通變電所自動化系統(tǒng)間隔層非常重要的組成部分，直流牽引供電系統(tǒng)直接給列車提供動力,，其好壞直接影響整個地鐵供電系統(tǒng)質(zhì)量的高低,。如果牽引供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，小則影響某個變電站,、幾個供電區(qū)間的輸送電,，大則引起整個牽引供電系統(tǒng)崩潰，給地鐵列車的安全,、運營造成影響,。
軌道交通牽引供電系統(tǒng)是直接為地鐵列車提供動
指令01為向PLC傳送產(chǎn)生于主站的數(shù)據(jù)，包括壓力設(shè)定值和控制器輸出值,。在自由口通信模式下,，通信協(xié)議*由用戶程序控制。通過設(shè)定特殊存儲字節(jié)SMB30(端口0)或SMB130(端口1)允許自由口模式,，用戶程序可以通過使用發(fā)送中斷,、接收中斷、發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)對通信口操作,。
應(yīng)用發(fā)送指令(XMT),，可以將發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(TBL)中的數(shù)據(jù)通過指令的通信端口(PORT)發(fā)送出去，發(fā)送完成時將產(chǎn)生一個中斷事件,，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的*個數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送的字節(jié)數(shù),。應(yīng)用接收指令(RCV)，可以通過指令的通信端口(PORT)接收信息并存儲與接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(TBL)中,，接收完成也將產(chǎn)生一個中斷事件,，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的*個數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
初始化程序:
LD SM0.0 // 開機始終為ON
MOVB 16#9,SMB30
file://自由口通信,，選擇9600波特,，8位數(shù)據(jù)位，無校驗
MOVB 16#2, VB0 file://預(yù)設(shè)PLC地址
MOVD &VB1000, VD20
file://設(shè)置接收緩沖區(qū),，將其首地址傳給指針VD20
MOVD &VB1200, VD30
file://設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū),，將首地址傳給VD30
MOVD VD20, VD24 file://指針值保存
MOVD VD30, VD34
MOVB 8, SMB34
file://設(shè)置8ms的定時器0時基中斷
ATCH 0,8 西門子6ES7517-3AP00-0AB0*
file://接收字符連接到中斷0,，連接靜止線定時器和接收器
ATCH 1,10
file://定時中斷0,，連接到中斷1
ENI file://開中斷
為了保證通訊接收的可靠性,，程序采用前導(dǎo)符，PLC地址,，靜止線接收,，結(jié)束字符。首字符的確認可通過設(shè)置前導(dǎo)符來完成,，并且通過比較還可以剔除部分干擾字符,。首字符確認:
Network 1 file://判斷前導(dǎo)符
LD SM0.0
AB<> SMB2, 16#40
file://不是前導(dǎo)符則跳出中斷
RETI
Network 2 file://終止定時中斷
LD SM0.0
DTCH 10 file://斷開時基中斷
Network 3
file://是前導(dǎo)符則連接中斷3
LD SM0.0
AB= SMB2, 16#40
ATCH 3, 8
靜止線是通訊過程中的一個檢測用時間，即設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸過程中無任何數(shù)據(jù)的任意2點的間隔時間,。靜止線的設(shè)計和處理包括長度的確定及定時器和接收器的設(shè)計,。
INT_ // 靜止線定時器
LD SM0.0
ATCH 1, 10
file://靜止線定時器采用8ms的時基中斷。
INT_1 // 靜止線接收器
LD SM0.0
ATCH 2, 8 file://開始接收字符
尾字符的確認和校驗處理:
Network 1 // 接收及計算校驗碼
LDN M0.0
LDB<> SMB2, 16#2A
// 判斷是否為*個結(jié)束符
MOVB SMB2,，*VD24
file://不是則保存數(shù)據(jù)并計算異或值
XORW SMW1, AC0
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