基于plc的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，包括：PLC、人機(jī)界面、高頻電源模塊、DC-DC模塊、逆變模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、絕緣監(jiān)測(cè)模塊、開關(guān)量采集模塊、電池巡檢模塊和監(jiān)控后臺(tái)；本發(fā)明還公開了所述監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，本發(fā)明能夠?qū)σ惑w化電源設(shè)備實(shí)現(xiàn)本地或遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)、控制和智能管理，智能化程度高。
【專利說明】基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及輸配電領(lǐng)域，尤其涉及一種一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電力用直流電源監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在我國的城市公用變電和供電、工礦企業(yè)、高層建筑、生活小區(qū)的供配電中得到廣泛的應(yīng)用。但一般的電力用直流電源監(jiān)控系統(tǒng)，只適用本一體化電源中的直流電源與交流電源的監(jiān)控,無法紀(jì)滿足一體化電源中其他電源(如逆變電源和通信電源等)的需要。原監(jiān)控系統(tǒng)大多數(shù)采用電參量變送器加上模擬量采集模塊來進(jìn)行測(cè)量，因其變送器數(shù)量較多，故而接線復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，因其線路傳輸為模擬信號(hào)，容易受到干擾，故一般只應(yīng)用于較小的電力用直流電源系統(tǒng)中。
[0003]綜上可知，現(xiàn)有的電力電源設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際使用上，顯然存在不便與缺陷，更無法滿足一體化電源和智能電網(wǎng)發(fā)展的需要，所以必需進(jìn)行更新?lián)Q代。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種一體化電源設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)一體化電源設(shè)備的本地或遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)、控制和智能管理。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明公開的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，包括:
[0007]用于系統(tǒng)邏輯控制的PLC ；
[0008]用于參數(shù)設(shè)置的人機(jī)界面；
[0009]用于提供直流電源數(shù)據(jù)傳輸接口的高頻電源模塊；
[0010]用于提供通信電源數(shù)據(jù)傳輸接口的DC-DC模塊；
[0011]用于提供逆變電源數(shù)據(jù)傳輸接口的逆變模塊；
[0012]用于采集一體化電源系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集模塊；
[0013]用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線和饋電支路絕緣參數(shù)的絕緣監(jiān)測(cè)模塊；
[0014]用于采集開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)的開關(guān)量采集模塊；
[0015]用于檢測(cè)蓄電池參數(shù)的電池巡檢模塊；
[0016]用于處理分析數(shù)據(jù)的監(jiān)控后臺(tái)；
[0017]用于采集一體化電源運(yùn)行參數(shù)的具有通訊功能的數(shù)顯表；
[0018]所述觸摸屏連接PLC，所述PLC連接高頻電源模塊、DC-DC模塊、逆變模塊和監(jiān)控后臺(tái)，所述高頻電源模塊、DC-DC模塊、逆變模塊、絕緣監(jiān)測(cè)模塊、開關(guān)量采集模塊、電池巡檢模塊均連接數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過通信管理模塊連接監(jiān)控后臺(tái)，所述數(shù)顯表包括電流表、電壓表，所述電流表、電壓表分別連接相應(yīng)的直流電源、通信電源和逆變電源。
[0019]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括交流監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、蓄電池監(jiān)控模塊、逆變電源監(jiān)控模塊、通信電源監(jiān)控模塊。
[0020]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括直流饋線監(jiān)控模塊、通信電源饋線監(jiān)控模塊以及交流饋線監(jiān)控模塊。
[0021]進(jìn)一步的，所述高頻電源模塊、逆變模塊、DC-DC模塊均包括模擬和/或數(shù)字接口。
[0022]優(yōu)選的，所述通信管理模塊符合DL/T860規(guī)范，所述監(jiān)控后臺(tái)為數(shù)字計(jì)算機(jī)，所述人機(jī)界面為觸摸屏。
[0023]本發(fā)明還公開了一種適用所述基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，包括下述步驟:
[0024]步驟1，參數(shù)設(shè)定:通過人機(jī)界面設(shè)定一體化電源的設(shè)定參數(shù)，并下發(fā)運(yùn)行命令；
[0025]步驟2，指令發(fā)送:PLC接收人機(jī)界面下發(fā)的命令，調(diào)用相應(yīng)的子程序模塊，采用輪詢工作方式，發(fā)送指令控制相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊工作；
[0026]步驟3，參數(shù)采集:數(shù)據(jù)采集模塊接收PLC指令后，采集一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；
[0027]步驟4，參數(shù)傳送:數(shù)據(jù)采集模塊將采集的一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)通過通信管理模塊傳送到監(jiān)控后臺(tái)；
[0028]步驟5，參數(shù)監(jiān)控:監(jiān)控后臺(tái)接收、分析運(yùn)行參數(shù)，并將實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)與步驟I中通過人機(jī)界面設(shè)定的設(shè)定參數(shù)相比較后，采用誤差控制法修正一體化電源輸出值。
[0029]優(yōu)選的，步驟4中，通信管理模塊采用Modbus通訊協(xié)議或⑶T91或IEC61850規(guī)約和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通訊向監(jiān)控后臺(tái)上報(bào)數(shù)據(jù)。
[0030]優(yōu)選的，在步驟3中，所述一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)包括實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓、功率因數(shù)。
[0031]進(jìn)一步的，在步驟3中，還包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線和饋電支路絕緣參數(shù)的絕緣參數(shù)。
[0032]進(jìn)一步的，還包括通過監(jiān)控后臺(tái)設(shè)定一體化電源的運(yùn)行參數(shù)，并下發(fā)運(yùn)行命令，具體的，監(jiān)控后臺(tái)通過通信管理模塊向人機(jī)界面或PLC下發(fā)運(yùn)行命令，并修改人機(jī)界面的設(shè)定參數(shù)。
[0033]本發(fā)明適用于電力用電源設(shè)備，對(duì)電力設(shè)備各模塊的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集監(jiān)控，對(duì)一體化電源設(shè)備實(shí)現(xiàn)本地或遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)、控制和智能管理，智能化程度高，接線簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；
[0035]圖2為數(shù)據(jù)采集模塊的組成框圖；
[0036]圖3為本發(fā)明監(jiān)控方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明公開的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，包括:
[0039]用于系統(tǒng)邏輯控制的PLC ；
[0040]用于參數(shù)設(shè)置的人機(jī)界面；
[0041]用于提供直流電源數(shù)據(jù)傳輸接口的高頻電源模塊；
[0042]用于提供通信電源數(shù)據(jù)傳輸接口的DC-DC模塊；[0043]用于提供逆變電源數(shù)據(jù)傳輸接口的逆變模塊；
[0044]用于采集一體化電源系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集模塊；
[0045]用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線和饋電支路絕緣參數(shù)的絕緣監(jiān)測(cè)模塊；
[0046]用于采集開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)的開關(guān)量采集模塊；
[0047]用于檢測(cè)蓄電池參數(shù)的電池巡檢模塊；
[0048]用于處理分析數(shù)據(jù)的監(jiān)控后臺(tái)；
[0049]用于采集一體化電源運(yùn)行參數(shù)的具有通訊功能的數(shù)顯表；
[0050]觸摸屏連接PLC，PLC連接高頻電源模塊、DC-DC模塊、逆變模塊和監(jiān)控后臺(tái)，高頻電源模塊、DC-DC模塊、逆變模塊、絕緣監(jiān)測(cè)模塊、開關(guān)量采集模塊、電池巡檢模塊均連接數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊通過通信管理模塊連接監(jiān)控后臺(tái)，數(shù)顯表包括電流表、電壓表，電流表、電壓表分別連接相應(yīng)的直流電源、通信電源和逆變電源。
[0051 ] 進(jìn)一步的，如圖2所示，數(shù)據(jù)采集模塊包括交流監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、蓄電池監(jiān)控模塊、逆變電源監(jiān)控模塊、通信電源監(jiān)控模塊。
[0052]進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)采集模塊還包括直流饋線監(jiān)控模塊、通信電源饋線監(jiān)控模塊以及交流饋線監(jiān)控模塊。
[0053]進(jìn)一步的，高頻電源模塊、逆變模塊、DC-DC模塊均包括模擬和/或數(shù)字接口。
[0054]優(yōu)選的，通信管理模塊符合DL/T860規(guī)范，監(jiān)控后臺(tái)為數(shù)字計(jì)算機(jī)，所述人機(jī)界面為觸摸屏。
[0055]如圖3所示，本發(fā)明還公開了一種適用所述基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，包括下述步驟:
[0056]步驟1，參數(shù)設(shè)定:通過人機(jī)界面設(shè)定一體化電源的設(shè)定參數(shù)，并下發(fā)運(yùn)行命令；
[0057]步驟2，指令發(fā)送:PLC接收人機(jī)界面下發(fā)的命令，調(diào)用相應(yīng)的子程序模塊，采用輪詢工作方式，發(fā)送指令控制相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊工作；
[0058]步驟3，參數(shù)采集:數(shù)據(jù)采集模塊接收PLC指令后，采集一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)包括實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓、功率因數(shù)；還包括絕緣監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線和饋電支路絕緣參數(shù)的絕緣參數(shù)。
[0059]步驟4，參數(shù)傳送:數(shù)據(jù)采集模塊將采集的一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)通過通信管理模塊傳送到監(jiān)控后臺(tái)；通信管理模塊采用Modbus通訊協(xié)議或⑶T91或IEC61850規(guī)約和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通訊向監(jiān)控后臺(tái)上報(bào)數(shù)據(jù)。
[0060]步驟5，參數(shù)監(jiān)控:監(jiān)控后臺(tái)接收、分析運(yùn)行參數(shù)，并將實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)與步驟I中通過人機(jī)界面設(shè)定的設(shè)定參數(shù)相比較后，采用誤差控制法修正一體化電源輸出值。
[0061]進(jìn)一步的，還包括通過監(jiān)控后臺(tái)設(shè)定一體化電源的運(yùn)行參數(shù)，并下發(fā)運(yùn)行命令，具體的，監(jiān)控后臺(tái)通過通信管理模塊向人機(jī)界面或PLC下發(fā)運(yùn)行命令，并修改人機(jī)界面的設(shè)定參數(shù)。
[0062]本發(fā)明根據(jù)人機(jī)界面配置的不同系統(tǒng)參數(shù)，通過監(jiān)控后臺(tái)和PLC來自動(dòng)控制數(shù)據(jù)采集模塊的工作，通過讀取采集到的通訊實(shí)際數(shù)據(jù)來切換各種充電方式，并下發(fā)相應(yīng)的廣播調(diào)壓、限流、開關(guān)機(jī)等命令。
[0063]本發(fā)明通過設(shè)置高頻電源模塊提供數(shù)據(jù)或模擬的數(shù)據(jù)接口，同時(shí)借由數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)電源設(shè)備的各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)傳送至通信管理模塊和監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行處理分析，借此實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備各模塊的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集監(jiān)控，同時(shí)可以對(duì)一體化電源設(shè)備實(shí)現(xiàn)本地或遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)、控制和智能管理。
[0064]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括: 用于系統(tǒng)邏輯控制的PLC; 用于參數(shù)設(shè)置的人機(jī)界面； 用于提供直流電源數(shù)據(jù)傳輸接口的高頻電源模塊； 用于提供通信電源數(shù)據(jù)傳輸接口的DC-DC模塊； 用于提供逆變電源數(shù)據(jù)傳輸接口的逆變模塊； 用于采集一體化電源系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集模塊； 用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線和饋電支路絕緣參數(shù)的絕緣監(jiān)測(cè)模塊； 用于采集開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)的開關(guān)量采集模塊； 用于檢測(cè)蓄電池參數(shù)的電池巡檢模塊； 用于處理分析數(shù)據(jù)的監(jiān)控后臺(tái)； 用于采集一體化電源運(yùn)行參數(shù)的具有通訊功能的數(shù)顯表； 所述觸摸屏連接PLC，所述PLC連接高頻電源模塊、DC-DC模塊、逆變模塊和監(jiān)控后臺(tái)，所述高頻電源模塊、DC-DC模塊、逆變模塊、絕緣監(jiān)測(cè)模塊、開關(guān)量采集模塊、電池巡檢模塊均連接數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過通信管理模塊連接監(jiān)控后臺(tái)，所述數(shù)顯表包括電流表、電壓表，所述電流表、電壓表分別連接相應(yīng)的直流電源、通信電源和逆變電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括交流監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、蓄電池監(jiān)控模塊、逆變電源監(jiān)控模塊、通信電源監(jiān)控模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括直流饋線監(jiān)控模塊、通信電源饋線監(jiān)控模塊以及交流饋線監(jiān)控模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻電源模塊、逆變模塊、DC-DC模塊均包括模擬和/或數(shù)字接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述通信管理模塊符合DL/T860規(guī)范，所述監(jiān)控后臺(tái)為數(shù)字計(jì)算機(jī)，所述人機(jī)界面為觸摸屏。
6.—種適用于權(quán)利要求1-5所述基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法,其特征在于，包括下述步驟: 步驟1，參數(shù)設(shè)定:通過人機(jī)界面設(shè)定一體化電源的設(shè)定參數(shù)，并下發(fā)運(yùn)行命令； 步驟2，指令發(fā)送:PLC接收人機(jī)界面下發(fā)的命令，調(diào)用相應(yīng)的子程序模塊，采用輪詢工作方式，發(fā)送指令控制相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊工作； 步驟3，參數(shù)采集:數(shù)據(jù)采集模塊接收PLC指令后，采集一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；步驟4，參數(shù)傳送:數(shù)據(jù)采集模塊將采集的一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)通過通信管理模塊傳送到監(jiān)控后臺(tái)； 步驟5，參數(shù)監(jiān)控:監(jiān)控后臺(tái)接收、分析運(yùn)行參數(shù)，并將實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)與步驟I中通過人機(jī)界面設(shè)定的設(shè)定參數(shù)相比較后，采用誤差控制法修正一體化電源輸出值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于: 步驟4中，通信管理模塊采用Modbus通訊協(xié)議或⑶T91或IEC61850規(guī)約和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通訊向監(jiān)控后臺(tái)上報(bào)數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:在步驟3中，所述一體化電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)包括實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓、功率因數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:在步驟3中，還包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線和饋電支路絕緣參數(shù)的絕緣參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于PLC的一體化電源的監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:還包括通過監(jiān)控后臺(tái)設(shè)定一體化電源的運(yùn)行參數(shù)，并下發(fā)運(yùn)行命令，具體的，監(jiān)控后臺(tái)通過通信管理模塊向人機(jī)界面或PLC下發(fā)運(yùn)行命令，并修改人機(jī)界面的設(shè)定參數(shù)。 本發(fā)明通過上述裝置組成的一體化電源智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電源系統(tǒng)的人機(jī)界面交互操作、各功能單元的設(shè)置和協(xié)調(diào)運(yùn)行、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的上傳下發(fā)、以及對(duì)電池和一體化電源設(shè)備進(jìn)行智能化管理。本監(jiān)控系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程管理功能，可選用Modbus通訊協(xié)議XDT91或IEC 61850規(guī)約和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通訊上報(bào)數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)電站無人值守。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK103746451SQ201310722280
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】王治宇, 李涌泉 申請(qǐng)人:四川阿海琺電氣有限公司