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西門子S7-200 PLC在直流電源監(jiān)控器中的應(yīng)用

1 知道

直流電源設(shè)備是電力系統(tǒng)*的輔機設(shè)備。供給斷路器分合閘用電，后備電池充電以及二次回路的儀器儀表等低壓設(shè)備用電都采用直流電源。目前國內(nèi)發(fā)電廠及變電站使用的直流電源設(shè)備已廣泛采用高頻整流模塊為功率單元，為了對整個直流系統(tǒng)進(jìn)行合理的實時監(jiān)控、管理，本文設(shè)計了一種基于西門子s7-200plc［1］的高頻直流監(jiān)控器。其功能主要是實時采集直流系統(tǒng)的電壓、電流及供電支路的開關(guān)狀態(tài)等運行參數(shù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷直流系統(tǒng)的運行工況，并根據(jù)pid控制理論進(jìn)行實時運行控制和故障處理，并對蓄電池進(jìn)行在線監(jiān)測，為電力綜合自動化控制系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定、可靠的直流電源。

2 系統(tǒng)硬件組成及工作原理

系統(tǒng)硬件組成原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由高頻直流監(jiān)控器（以下簡稱監(jiān)控器）、模擬量采樣板、高頻整流模塊等組成。其中監(jiān)控器是整個系統(tǒng)的核心部分，主要由西門子s7-216cpu配以em-235模擬量模塊、中國臺灣人機電子mt-510t觸摸屏等組成。

3 程序設(shè)計

3.1 程序流程圖設(shè)計

plc終端軟件采用stl語言編寫，程序設(shè)計采用模塊化，功能化結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)、擴展。為提高終端的抗干擾能力，軟件控制中采用了數(shù)字濾波、故障自檢、控制口令等措施，保證控制操作的正確性和可靠性。裝置plc主要程序流程如圖2所示，主要由初始化程序、數(shù)據(jù)采集處理子程序、時鐘處理子程序、充電轉(zhuǎn)換子程序、故障報警及保護(hù)子程序、交流中斷子程序、pid調(diào)節(jié)計算子程序、硅鏈投切控制子程序等組成。

           、

主程序始終處于循環(huán)運行狀態(tài)，其中初始化程序主要完成系統(tǒng)的初始化，設(shè)定各寄存器、計數(shù)器、plc工作模式、定時器中斷、通訊方式等參數(shù)初始值等。然后不斷調(diào)用模擬量采集及處理子程序?qū)ο到y(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集；調(diào)用充電程序運行方式子程序決定監(jiān)控器的運行方式；調(diào)用故障報警及保護(hù)子程序判斷故障報警及保護(hù)繼電器輸出；調(diào)用時鐘處理子程序?qū)π铍姵爻潆姵绦蚋鞣N運行時間累計；調(diào)用交流電中斷子程序保證系統(tǒng)在交流中斷后自動恢復(fù)；調(diào)用硅鏈投切子程序根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的控母電壓定值對硅鏈進(jìn)行自動投切控制；調(diào)用通訊子程序（中斷方式）實現(xiàn)與上位機監(jiān)控系統(tǒng)及其它智能設(shè)備通訊。

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PWM 和運動控制向?qū)гO(shè)置
為了簡化您應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINART 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶?，您可以用這些指令在您的應(yīng)用程序中對速度和位置進(jìn)行動態(tài)控制。
PWM 向?qū)гO(shè)置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)， 生成相應(yīng)的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。
運動控制向?qū)ui多提供3 軸脈沖輸出的設(shè)置，脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調(diào)。

運動控制功能特點

提供可組態(tài)的測量，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數(shù)

提供可組態(tài)的反沖補償

支持、相對和手動位控

支持連續(xù)操作

提供多達(dá)32 組運動動包絡(luò)，每組包絡(luò)zui多可設(shè)置16 種速度

提供4 種不同的參考點尋找，每種都可對起始的尋找方向和zui終的接近方向進(jìn)行選擇

運動控制的監(jiān)控
為了幫助用戶運動控制方案，STEP 7- Micro/WIN ART 提供運動控制面板。其中的操作、組態(tài)和包絡(luò)組態(tài)的設(shè)置使用戶在的啟動和階段就能監(jiān)控運動控制功能的操作。

使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確，可以組態(tài)數(shù)據(jù)并每個包絡(luò)

顯示位控操作的當(dāng)前速度、當(dāng)前位置和當(dāng)前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態(tài)

查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設(shè)置

Programming

人性化，編程效率

STEP 7- Micro/WIN ART 是專門為S7-200 ART 的編程，能在WINOOWs XP SP3/WINOOWs 7 上運行，支持LAD、FBD、STL語言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 編程理念的同時，更多的人性化設(shè)計使編程更容易上手，項目更加。

全新菜單設(shè)計
摒棄了的下拉式菜單，采用了新穎的帶狀式菜單設(shè)計，所有菜單選項一覽無余，形象的圖標(biāo)顯示，操作更加方便快捷。
雙擊菜單即可隱藏，給編程窗口提供更多的可視空間。

全式窗口設(shè)計
界面中的所有窗口均可隨意、并提供八種拖拽放置。
主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶的習(xí)慣進(jìn)行組合，zui大限度的編程效率。

變量定義與程序注釋
用戶可根據(jù)工藝需求自定義變量名，并且直接通過變量名進(jìn)行調(diào)用，*編程語言的便利。根據(jù)實現(xiàn)的功能，特殊功能寄存器調(diào)用后自動命名，更加便捷。
STEP 7- Micro/WIN ART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網(wǎng)絡(luò)、變量添加注釋，大幅程序的可讀性。當(dāng)鼠標(biāo)到指令塊時，自動顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型。

強大的保護(hù)
STEP 7- Micro/WIN ART 不僅對計算機中的程序源提供保護(hù)，同時對CPU 模塊中的程序也提供保護(hù)，用戶對保護(hù)的不同需求，保護(hù)用戶的知識產(chǎn)權(quán)。
STEP 7- Micro/WIN ART 對程序源實現(xiàn)三重保護(hù)：包括為為工程、POU（程序組織單元）、數(shù)據(jù)頁設(shè)置，只有的用戶才能查看并修改相應(yīng)的內(nèi)容。
編程對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權(quán)限保護(hù)。

新穎的設(shè)置向?qū)?br/>STEP 7- Micro/WIN ART 集成了簡易快捷的向?qū)гO(shè)置功能，只需按照向?qū)崾驹O(shè)置每一步的參數(shù)即可完成復(fù)雜功能的設(shè)定。新的向?qū)Чδ茉试S用戶直接對其中某一步的功能進(jìn)行設(shè)置，修改已設(shè)置的向?qū)П銦o需重新設(shè)置每一步。

序號 定貨號 型號

ET 200

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6ES7132-4BB31-0AA0  6ES7132-4BB31-0AB0  6ES7132-4BD02-0AA0

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6ES7132-4BF00-0AA0  6ES7132-4BF00-0AB0  6ES7132-4FB01-0AB0

6ES7132-4HB01-0AB0  6ES7132-4HB12-0AB0  6ES7132-4HB50-0AB0

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