摘要：用PLC实现轨道交通变电站自动化系统的功能。 通过对系统硬件配置和网络结构的研究，构建了安全可靠的变电站自动化系统。
关键词：城市轨道交通；全所自动化；PLC ；变电所
引 言：随着人数的增加和城市规模的扩大，轨道交通的发展也将蓬勃发展。供电系统发挥电能传输作用，保证地铁列车运行平稳，各部门辅助设备正常运行。
轨道交通变电站是电力供应系统的重要组成部分。它完全采用整个自动化系统的设计。它是降压变电站和牵引变电站的分布式安装。它通过计算机网络和现代通信技术将研究所的监控设备和微机保护设备集成在一起，以集成模拟和开关状态信息和事件。序列记录和其他数据被传送到中央控制室。同时还接收中央控制室为操作，控制，修改定值等发出的各种指令，完成变电站自动化系统的调整功能。
2 轨道交通变电所全所自动化系统设计
2.1 变电所全所自动化系统构成
轨道交通变电站采用可编程逻辑控制器（PLC）实现所有自动化功能。它由35KV，10KV，1500VDC智能开关设备和一个中央信号屏组成。每个智能开关柜都配有一个低级可编程控制器 - 一套GE 90-30系列PLC。中央信号面板配有主机可编程控制器，包括一套GE 90-70和GE 90-30系列PLC，它们一起用于完成对变电站自动化功能的控制。
每个开关柜内的PLC用于内部远程报警，遥测，继电保护，故障报警信息采集以及每个开关柜闭合和闭合动作的控制。它通过网络传输到中央信号屏幕进行显示或报警。中央信号屏上的PLC接收变电站内的所有远程信号和遥测信号，并在完成后通过光纤将其发送到中央控制室。同时中央信号屏也接受中央控制室发出的遥控指令，经处理后送到相应的开关柜，完成开关柜的遥控，实现集中供电轨道交通供应系统。
变电站内的所有PLC通过GE独家的Genius Net工业现场总线连接在一起，构成了整个公司的完整自动化系统，实现了分布式信号采集控制模式，分散执行集中控制，整体集中管理自动化系统。
2.2 全所自动化系统配置
Series 90 PLC是GE FANUC可编程控制器系列的成员之一，为客户提供非常广泛的应用。
灵活的系统组成。使用不同的系统组件可以满足现场不同的控制对象要求。而且，PLC系统易于安装和配置，具有高级编程功能。同时，它还采用最新的开放式结构技术，为客户提供更大的灵活性，极大地提高了性价比。
经过优化和选择，90-70 PLC和90-30 PLC在轨道交通变电站中央信号屏上的配置如下：
（1）根据每个系统配置的模块的总容量选择最合适的电源模块。其中，90-70 PLC选用711型号的电源模块; 90-30 PLC选用321型的电源模块;
（2）中央处理器--CPU作为PLC系统的核心部分，在控制整个PLC系统的工作中起着重要的作用。由于90-70PLC的CPU是一个单插槽模块，因此有许多不同型号可用于系统设计选择。这些CPU模块具有不同的技术规格，如处理速度，I / O容量和存储容量。选择合适的CPU模块以实现所需功能并节省投资。经过反复研究，终于决定使用编号为935的CPU模块;
（3）通讯协处理器模块CCM是一款带有12MHZ 80C186微处理器的90-70 PLC智能通讯模块。它可以使用机架总线高速运行PLC存储器中的数据，实现不同CPU之间的通信;
（4）GENIUS I / O总线控制模块GBC作为智能模块，包括INTEL 80186主处理器，6306微处理器，支持GENIUS I / O总线通讯，包括存储器和GENIUS I / O总线接口和系统总线接口;
（5）研究所自动化系统通过DI模块实现远程信令功能;遥控功能通过DO模块实现;并通过AI模块实现远程测量功能。
上述90-70 PLC和90-30 PLC模块安装在两个机架中。机架配备背板总线，每个模块通过背板总线相互交换信息和命令。
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2.3 全所自动化系统网络结构
（1）GENIUS NET
GENIUS NET是美国更受欢迎的通信协议。 这是一个令牌总线网络，可以连接多个节点。
变电站中每个智能开关设备中的PLC通过GENIUS总线控制器GBC模块构成GENIUS NET
现场控制网络。 通过Genius Net工业现场控制总线，中央信号屏与智能开关柜进行信息交换，实时发送远程信息和遥测信息到中央信号屏，并接收中央信号面板到机柜的控制信息。
对于变电站10kV开关柜系统，整个自动化系统在其7个开关柜的每一个柜中都安装了一套90-30台PLC。 它们是：1号进线柜，2号进线柜，1号进线柜，2号进线柜，母联柜，1号配电柜，2号配电柜。
（2）PROFI-BUS
PROFI-BUS是欧洲和汽车行业现场总线通信的公认标准。 它是一个主从式串行工业现场总线网络，使用易于安装的标准RS-485硬件网络。
中央信号面板通过Profi-bus工业现场总线与1500VDC馈线柜交换远程信息，遥测和远程控制信息。
（3）RS232和RS485
RS232和RS485是通用的地面通信标准。
在变电站的每个智能开关设备的90-30个PLC中提供编程协处理器PCM模块。 它可以通过编程完成界面操作，实时计算，数据存储，数据通讯等功能。 它具有RS-232接口和RS-485接口，RS-485接口通过RS-485接口与继电器连接，读取继电保护信息。
3 全所自动化系统的功能
整个自动化系统具有安全监控功能。它不仅监控变电站各种保护装置的工作状态，还连续监测收集到的各种电压和电流值。一旦发现限制，中央信号屏幕通过串行接口向工业报警显示报警信号。设备通过报警蜂鸣器和报警灯发出报警信息和声光报警，实现了研究所的集中报警功能。另外，针对不同的超限报警设置不同的报警音，提醒值班人员及时做出正确的判断和处理。
同时，整个自动化系统还具有强大的基于硬件保护的软件锁定保护功能。无论哪种操作，都有相应强大的软件锁定功能。例如，当远程关闭开关时，“远程/本地”选择开关转到“远程控制位置”，以实现变电站或中央控制室中的中央信号屏。远程关闭操作。由于计算机具有开关柜的保护联锁装置，因此必须符合相应的条件，如开关体没有故障，工作台已到位，PLC网络通讯正常，PLC内的故障标志已清除等等。只有满足所有条件才能成功完成遥控关闭操作。这种强大的软件锁定功能为防止误操作提供了强有力的保护，提高了变电站供电设备运行的可靠性。
由于自动化系统中的微机保护装置和自动监测装置均具有故障自诊断功能，故障发生时可及时反映故障时间，故障类型和故障位置，给维护带来极大方便工作。更短的维护时间。
结 语：
得益于整个自动化系统的使用，不仅充分保证了轨道交通变电站的安全可靠运行水平，而且提高了轨道交通供电系统的技术水平和管理水平。然而，轨道交通变电站的自动化系统仍处于起步阶段。在实际操作中，仍然会遇到各种问题。我们相信，随着系统硬件和软件的不断完善和升级，整个自动化系统的功能将越来越强大，其性能也将越来越完善。
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论文作者:白子辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
标签：变电站论文; 自动化系统论文; 轨道交通论文; 模块论文; 中央论文; 信号论文; 全所论文; 《电力设备》2018年第14期论文;