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勝利油田有150 多座變電站，承擔著勝利油田整個油區(qū)、社區(qū)及東營區(qū)部分居民的用電，油田電網(wǎng)的安全運行對于保證原油產(chǎn)量持續(xù)上產(chǎn)和居民的安居樂業(yè)起著至關(guān)重要的作用。
從目前來看，油田變電站的控制和管理來看還是處于落后的狀況，與國外和一些先進省市相比具有很大的差異。對于直流系統(tǒng)，自動化監(jiān)控程度低，大部分的變電站直流系統(tǒng)控制方式簡單，多為人工控制和調(diào)節(jié)，而電池也多為鉛酸電池，需要專門直流工進行維護。在管理水平上，變電站的設(shè)備管理記錄和統(tǒng)計都是值班人員填寫報表進行匯報。
隨著電子技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，變電站微機保護的成功改造，對直流系統(tǒng)的安全運行也提出了更高的要求。所以必需對直流系統(tǒng)進行改造和完善。向無人化監(jiān)控管理發(fā)展，以達到減員增效和提高自動化管理水平的目的。
AEUD-WIII 全自動智能免維護直流屏采用模塊化設(shè)計、數(shù)字化控制，智能化程度高。該直流電源具有先進的系統(tǒng)監(jiān)控功能，著重電池在線管理、接地選線、“四遙”通訊、告警顯示和事故追憶等功能進行開發(fā)，使得系統(tǒng)安全性、可靠性更高。
該系列全自動智能免維護直流屏采用SEIMENS 公司生產(chǎn)的OP170B 型人機界面,該監(jiān)控模塊具有結(jié)構(gòu)緊湊、顯示分辨率高、可靠性高、壽命長等優(yōu)點。通過人機界面可以完成整流模塊啟動，充電狀態(tài)顯示，查看報警信息，手動電池巡檢，絕緣監(jiān)察、接地選線、報警試驗、報警復(fù)位等直流屏的所有操作，并能顯示直流屏的原理圖及各個運行參數(shù)和各種故障信息?？刂颇K采用S7-300 系列模塊，進行數(shù)字和模擬信號的采集及輸出。一、控制要求
?、僬麄€系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字化控制、電壓調(diào)節(jié)等都可由PCC 通過軟件實現(xiàn)，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。
?、诖笃聊灰壕э@示屏，漢字菜單驅(qū)動，在線幫助，操作簡單方便；
③智能化的電池管理，主、浮充自動轉(zhuǎn)換，手動和自動實時監(jiān)控電池狀態(tài)。
?、芙拥剡x線功能，實時監(jiān)控母線和支路絕緣狀況。
⑤完善的告警處理及事故追憶功能，全面掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)。
?、尥晟频摹八倪b”功能，監(jiān)控中心能夠監(jiān)控直流系統(tǒng)。
二、硬件系統(tǒng)構(gòu)成
根據(jù)以上要求，我們開發(fā)研制了孤北電廠集中控制室直流控制系統(tǒng)。系統(tǒng)配
置如下：
1、PLC 配置
變電站直流監(jiān)控系統(tǒng)的PLC 采用SIEMENS 的S7-300 系列模塊，根據(jù)系統(tǒng)要求，PLC 總體配置如下：
?、?中央處理模塊（CPU）：選用CPU314。
?、?數(shù)字量輸入模塊（DI）：選用SM321,共1 塊（16 點/塊）。處理4 點輸入信號。
?、?數(shù)字量輸出模塊（DO）：選用SM322, 共4 塊（16 點/塊）。處理56 點輸入信號。
④ 模擬量輸入模塊（AI）：選用SM331,共1 塊（8 點/塊）。處理8 點輸入信號。
⑤ 模擬量輸入、出模塊（AI）：選用SM334,共1 塊（4 點入和2 點出/塊）。處理
2 點輸入和2 點輸出信號。
2、操作屏配置
操作屏采用兩個OP170B，一個安裝在控制柜，一個安裝在監(jiān)控中心。三、監(jiān)控系統(tǒng)軟件變電站直流監(jiān)控系統(tǒng)的軟件主要有兩部分：顯示單元和軟件單元。
顯示單元：主畫面、電池巡檢畫面、電池組電壓記錄畫面、絕緣監(jiān)察、當前報警畫面、歷史報警畫面、累計運行畫面等畫面。
軟件單元：系統(tǒng)時鐘讀取、整流器控制、電池巡檢、絕緣監(jiān)察、接地選線、限流電阻控制、累計運行時間、當前報警處理、歷史報警信息處理、報警試驗、
(一)、顯示單元：
操作屏采用工業(yè)級人機界面。主要完成下列任務(wù)：直流系統(tǒng)運行監(jiān)控、故障報警、記錄和排除提示、參數(shù)設(shè)置、模擬鍵盤操作、數(shù)據(jù)記錄處理、累計運行時間等的運行時間和控制。
主畫面 電池巡檢
?。ǘ⒖刂栖浖卧海ㄖ徽洸糠止δ苘浖?BR> 1、整流器控制
給定延時
A F1_k1
AN F1_k2
= DO_k1
主充電機給定A DI_k1
JNB _001
CALL FB 21 , DB21
_001: NOP 0
主充電機給定復(fù)位
AN DI_k1
AN DI_k2
= L 0.0
A L 0.0
BLD 102
S float_charge
A L 0.0
JNB _004
L 0
T ug_hm0
_004: NOP 0
A L 0.0
JNB _005
L 0
T ug_hm1
_005: NOP 0
A L 0.0
JNB _006
L 0
T 580
_006: NOP 0
主浮充轉(zhuǎn)換
A(
O DI_k1
O DI_k2
)
JNB _003
CALL FB 20 , DB20
_003: NOP 0
2、巡檢：
能夠自動（每天定時）和手動進行電池巡檢。（部分程序）
每天10 點自動電池巡檢A(
L MW 22
L 10
==I
)
FP M 15.2
AN scan_end
S scan_start
按下面板電池巡檢鍵,手動進行電池巡檢
A(
A F3_bat_scan
FP M 15.3
O(
A F3_bat_scan
FN M 15.4
)
)
AN scan_end
S scan_start
電池巡檢開始
A scan_start
JNB _001
CALL FB 23 , DB23
_001: NOP 0
電池巡檢開始，畫面轉(zhuǎn)到電池巡檢畫面
A scan_start
FP M 17.4
JNB _002
L 2
T MW 102
_002: NOP 0
電池巡檢結(jié)束,復(fù)位電池組序號,
L MW 186
L 18
==I
= L 0.0
A L 0.0
JNB _003L 0
T MW 116
_003: NOP 0
A L 0.0
JNB _004
L 100
T MW 118
_004: NOP 0
A L 0.0
BLD 102
L S5T#2S
SD T 51
電池巡檢結(jié)束,置位電池巡檢標志位
A T 51
= L 0.0
A L 0.0
JNB _005
L 0
T MW 186
_005: NOP 0
A L 0.0
BLD 102
S scan_end
電池巡檢結(jié)束后,進行過、欠壓判斷
A scan_end
JNB _006
CALL FB 24 , DB24
_006: NOP 0
3、絕緣監(jiān)察及接地選線：
能夠自動（每天定時）和手動進行絕緣監(jiān)察及接地選線。（部分程序）
判斷系統(tǒng)時鐘是否為9 點，若是，則啟動自動執(zhí)行絕緣監(jiān)察功能
A(
L MW 22
L 9
==I
)
FP M 15.5S auto_gnd_chk
根據(jù)絕緣監(jiān)察霍爾電壓采樣值與設(shè)定值的大小，判斷是否出現(xiàn)不平衡接地，若出現(xiàn)，則啟動
AN gnd_chk
= L 2.0
A L 2.0
A(
L MW 148
L MW 122
>I
)
FP M 15.6
S en_unbalance
A L 2.0
A(
L MW 148
L MW 122
<=I
)
FP M 15.7
R en_unbalance
使絕緣監(jiān)察啟動的三種條件，有任何一個滿足要求，則開始絕緣監(jiān)察
A(
O auto_gnd_chk
O(
A en_unbalance
FP M 16.1
)
O(
A en_unbalance
FN M 16.2
)
O(
A F4_gnd_chk
FP M 16.3
)
O(
A F4_gnd_chk
FN M 16.4
))
AN gnd_chk
S en_chk
進行絕緣監(jiān)察時，進入絕緣監(jiān)察畫面
A en_chk
FP M 17.5
JNB _001
L 4
T MW 102
_001: NOP 0
監(jiān)察完畢，進行監(jiān)察使能復(fù)位
A M 17.0
R en_chk
R gnd_chk
監(jiān)察完畢，進行對地電阻值，電壓值記錄及進行報警
A M 17.0
JNB _009
CALL FB 25 , DB25
_009: NOP 0
4、當前報警及歷史報警信息處理：（程序略）
故障分類為二級:分為一般故障和致命故障。
一般故障包括：
當發(fā)生此類故障時，僅聲光預(yù)警，不中斷當前操作。根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生的各種故障實施相關(guān)的故障聲光報警和記錄，此刻顯示屏進入故障報警畫面，顯示故障內(nèi)容，性質(zhì)，時刻，按ACK 解除聲音報警，但故障顯示仍然存在，直至解除故障。
致命故障包括：
當發(fā)生此類故障，將禁止所有控制輸出，聲光報警，在顯示屏上顯示故障類型、內(nèi)容、時刻。只有在排除故障，按人工復(fù)位鍵后系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。
普通故障指示（K8）
L MW 84
L 1
==I
= M 8.4
致命故障指示（K9）
L MW 84
L 2==I
= M 8.7
5、顯示畫面及LED 燈指示
主充電機運行指示燈（F1）
A DI_k1
= M 6.0
= M 6.1
主充電機直流輸出故障閃爍報警控制（故障）
A(
O(
L 202
L 1
==I
)
O(
L 204
L 1
==I
)
)
JNB _00f
L 1
T MW 52
_00f: NOP 0
蓄電池充電狀態(tài)顯示控制（主充）
A DI_bat
AN float_charge
JNB _019
L 1
T MW 68
_019: NOP 0
蓄電池充電狀態(tài)顯示控制（浮充）
A DI_bat
A float_charge
JNB _01a
L 2
T MW 68
_01a: NOP 0
四、結(jié)束語
變電站直流監(jiān)控系統(tǒng)自1999 年開發(fā)后（S7-200 系統(tǒng)），2001 年進行改進（S7-300 系統(tǒng)），至今已近四年，正常運行證明：整個系統(tǒng)設(shè)計先進、合理，操作簡單，可靠性高，完全符合用戶預(yù)期的要求，已經(jīng)在勝利油田得到廣泛應(yīng)用，2002 年獲得了勝利>油田推廣應(yīng)用項目二等獎，不久將推廣應(yīng)用至其它地區(qū) | 
