遠程分散監控——LM系列PLC

若干個LM系列PLC系統根據控制領域的劃分分別放置在每個控制領域中，緊鄰該控制領域的智能電表、逆變器、斷路器、接觸器等數據采集設備并與之通過串口通訊線、信號電纜和控制電纜等連接在一起。在微網系統中，這些控制區域主要包括智能電能表、光伏發電及逆變器系統、儲能及逆變器系統、三聯供系統、地源熱泵系統等。同時，LM PLC通過專用的以太網擴展模塊與LK PLC進行連接。具體的LM PLC連接圖如圖3-1所示。

圖4-1 LM連接圖

在每個控制區域中，LM系列PLC系統的職責主要分為兩大部分：首先CONTROL ENGINEERING China版權所有，LM負責通過RS-485串口通訊的方式，將現場智能電表和其它數據采集設備的信息讀取到PLC中進行保存和處理后，再上傳至LK PLC現場集中監控系統。在這個過程中，和利時LM PLC保證了數據讀取的實時性和準確性，其讀取所有設備數據一個周期的時間不超過2秒。

LM PLC在智能電表和其它數據采集設備的數據收集上CONTROL ENGINEERING China版權所有，通過編程實現了十分復雜的微網電量采集要求。總體來說，該PLC監控系統中每個PLC可支持同時連接若干類串口通訊采集設備，每類設備也可以有多個，但是設備總數不能超過MODBUS協議的上限。另外，對于每類表來說，又將需要采集的多個參數分成若干優先級，根據優先級不同決定PLC采集該參數的頻率。整體結構圖如圖4-2所示。

此外，LM PLC還負責對現場的繼電器、接觸器等電氣控制設備進行運行狀態、故障等情況的信號輸入判斷以及對其進行的閉合/斷開控制等。PLC通過物理輸入點DI檢測到各設備的工作情況后，同時將這些工作狀態數據進行上傳和本地處理；另一方面，PLC也根據上級LK PLC發送過來的控制指令對各執行機構進行控制，或根據輸入信號的處理結果在本地對執行機構進行一些必要的緊急處理，避免通訊延時造成的損失和危害。

圖4-2 LM與儀表通訊模式樹狀圖

現場集中監控——LK系列PLC

LK PLC在整個微網能量管理系統中處于LM PLC的上一層，主要負責將上位操作站的遠程指令和參數設置傳遞給下級LM PLC，同時將LM PLC從底層設備接收的電量數據進行整理集中，以供上位操作站接收顯示。因此，可以說，LK PLC在整個系統中是連接上級和下級的樞紐，通過LK PLC將遠程調度簡捷化，并將現場數據規整化。

遠程操作站監控

操作站通常設置在監控中心，主要由計算機、打印機、大屏幕及服務器等硬件設備組成，用于對現場設備的遠程監控和整體調度。通過操作站的監控組態軟件，工程師可以將底層通訊的基本初始參數，諸如儀表類型數量、每類儀表數量、各數據幀的格式及讀取的數據地址等在電腦上設置完畢后，傳遞給LK PLC現場監控站，而后通過LK發布給所有的LM PLC進行參數初始化操作。

另外，操作站也同時可以監控現場設備的運行情況和故障信息，顯示現場儀表的實時電量參數值，使得工程師或操作員可以在監控中心了解現場的基本情況，從而作出一些必要的遠程手動控制或及時聯系現場工作人員進行檢修等。

4 結論

該套自動化集中監控系統具有以下優點：①先進的全開放、分布式結構；②擴展靈活；③中文操作界面友好，操作人員容易掌握。

PLC控制系統作控制站、最優的工控組態軟件及工控機作操作站，實現了對微網能量管理系統的集中監控；實現了良好的人機對話，方便操作人員在控制室里了解現場智能電表、逆變器、光伏、儲能和三聯供等設備的運行狀況，并可通過操作站實現對現場設備的遠程操作，同時通過PLC控制系統實現聯鎖控制保護現場設備；維護人員可以直接從操作站上靈活組態和方便查找現場設備故障原因，達到了既顯示直觀又節省費用的目的。本設計經北京和利時自動化驅動技術有限公司具體實施實現，已得到了非常好的實際應用效果。