一种电源安全监控系统 |
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| 申请号 | CN201710559673.4 | 申请日 | 2017-07-01 | 公开(公告)号 | CN107370237A | 公开(公告)日 | 2017-11-21 |
| 申请人 | 国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司; 国家电网公司; | 发明人 | 张阁文; 周彬; 赵青; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种电源安全 监控系统 ，包括PLC、 电压 量 采样 板、 电流 量采样板、高频整流模 块 和 触摸屏 。本发明通过使用西 门 子s7-200，充分利用了s7-200plc的各种智能功能，实现了智能化的管理、丰富的人机 接口 。可由监控器直接将控制量下发到整流模块，减少了中间调节转换环节，可更快速、精准、可靠地完成对整流模块的实时监控。该监控器功能强、可靠性高、维护量少、操作方便，同时可方便地通过通讯接入综合自动化系统，可为电 力 综合自动化系统提供安全、稳定、可靠的直流电源，有着显著的社会经济效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电源安全监控系统，包括PLC、电压量采样板、电流量采样板、高频整流模块和触摸屏，其特征在于，所述PLC分别连接信号输入模块、信号输出模块、电压量采样板、电流量采样板、触摸屏、上位机和高频整流模块，高频整流模块还分别连接交流电输入端、合闸母线、降压硅和蓄电池，降压硅输出端连接控制母线，所述电压量采样板输入端连接电压输入模块，所述电流量采样板输入端连接电流输入模块；所述高频整流模块包括变压器T、电阻R1、电容C1、MOS管Q1、MOS管Q2、双向二极管Z1和双向二极管Z2，所述变压器T线圈L1两端分别连接220V交流电两端，变压器T线圈L2一端分别连接电阻R1、MOS管Q1的D极、电感L4、电容C2和电阻R6，电阻R1另一端连接电容C1，MOS管Q1的G极连接电阻R2，电阻R2另一端分别连接电阻R3、双向二极管Z1、电阻R4和电容C3，电阻R4另一端分别连接电容C3另一端和电阻R9，电阻R9另一端连接电容C4，电容C4另一端分别连接电容C1另一端、MOS管Q1的S极、电阻R3另一端、双向二极管Z1另一端、双向二极管Z2、电阻R8、MOS管Q2的S极、电容C6、电容C7和电容C8并接地，双向二极管Z2另一端分别连接电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8另一端，电阻R7另一端连接MOS管Q2的G极，MOS管Q2的D极连接变压器T线圈L2另一端，电阻R5另一端连接电阻R2另一端，所述电感L4另一端分别连接电容C6另一端和电感L3，电感L3另一端分别连接电容C7另一端、电容C8另一端和输出端Vo。 |
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| 说明书全文 | 一种电源安全监控系统技术领域[0001] 本发明涉及一种监控系统，具体是一种电源安全监控系统。 背景技术[0002] 目前，电力用直流电源监控系统已经在我国的城市公用变电和供电、工矿企业、高层建筑、生活小区的供配电中得到广泛的应用。但一般的电力用直流电源监控系统，只适用本一体化电源中的直流电源与交流电源的监控，无法满足一体化电源中其他电源的需要。原监控系统大多数采用电参量变送器加上模拟量采集模块来进行测量，因其变送器数量较多，故而接线复杂，调试困难，因其线路传输为模拟信号，容易受到干扰，故一般只应用于较小的电力用直流电源系统中。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种结构简单、人机互动人性化、适合一体化的电源安全监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0006] 一种电源安全监控系统，包括PLC、电压量采样板、电流量采样板、高频整流模块和触摸屏，所述PLC分别连接信号输入模块、信号输出模块、电压量采样板、电流量采样板、触摸屏、上位机和高频整流模块，高频整流模块还分别连接交流电输入端、合闸母线、降压硅和蓄电池，降压硅输出端连接控制母线，所述电压量采样板输入端连接电压输入模块，所述电流量采样板输入端连接电流输入模块；所述高频整流模块包括变压器T、电阻R1、电容C1、MOS管Q1、MOS管Q2、双向二极管Z1和双向二极管Z2，所述变压器T线圈L1两端分别连接220V交流电两端，变压器T线圈L2一端分别连接电阻R1、MOS管Q1的D极、电感L4、电容C2和电阻R6，电阻R1另一端连接电容C1，MOS管Q1的G极连接电阻R2，电阻R2另一端分别连接电阻R3、双向二极管Z1、电阻R4和电容C3，电阻R4另一端分别连接电容C3另一端和电阻R9，电阻R9另一端连接电容C4，电容C4另一端分别连接电容C1另一端、MOS管Q1的S极、电阻R3另一端、双向二极管Z1另一端、双向二极管Z2、电阻R8、MOS管Q2的S极、电容C6、电容C7和电容C8并接地，双向二极管Z2另一端分别连接电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8另一端，电阻R7另一端连接MOS管Q2的G极，MOS管Q2的D极连接变压器T线圈L2另一端，电阻R5另一端连接电阻R2另一端，所述电感L4另一端分别连接电容C6另一端和电感L3，电感L3另一端分别连接电容C7另一端、电容C8另一端和输出端Vo。 [0008] 作为本发明进一步的方案：所述输出信号模块包括故障报警输出和保护跳闸输出。 [0010] 作为本发明进一步的方案：所述电流输入模块包括输出电流、控母电流、合母电流和充电电流。 [0011] 作为本发明再进一步的方案：所述PLC型号为西门子S7-200。 [0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过使用西门子s7-200，充分利用了s7-200PLC的各种智能功能，实现了智能化的管理、丰富的人机接口。可由监控器直接将控制量下发到整流模块，减少了中间调节转换环节，可更快速、精准、可靠地完成对整流模块的实时监控。该监控器功能强、可靠性高、维护量少、操作方便，同时可方便地通过通讯接入综合自动化系统，可为电力综合自动化系统提供安全、稳定、可靠的直流电源，有着显著的社会经济效益。附图说明 [0013] 图1为电源安全监控系统的电路图； [0014] 图2为电源安全监控系统的主程序流程图。 [0015] 图3为电源安全监控系统中高频整流模块的电路图。 具体实施方式[0016] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0017] 请参阅图1～3，本发明实施例中，一种电源安全监控系统，包括PLC、电压量采样板、电流量采样板、高频整流模块和触摸屏，所述PLC分别连接信号输入模块、信号输出模块、电压量采样板、电流量采样板、触摸屏、上位机和高频整流模块，高频整流模块还分别连接交流电输入端、合闸母线、降压硅和蓄电池，降压硅输出端连接控制母线，所述电压量采样板输入端连接电压输入模块，所述电流量采样板输入端连接电流输入模块；所述高频整流模块包括变压器T、电阻R1、电容C1、MOS管Q1、MOS管Q2、双向二极管Z1和双向二极管Z2，所述变压器T线圈L1两端分别连接220V交流电两端，变压器T线圈L2一端分别连接电阻R1、MOS管Q1的D极、电感L4、电容C2和电阻R6，电阻R1另一端连接电容C1，MOS管Q1的G极连接电阻R2，电阻R2另一端分别连接电阻R3、双向二极管Z1、电阻R4和电容C3，电阻R4另一端分别连接电容C3另一端和电阻R9，电阻R9另一端连接电容C4，电容C4另一端分别连接电容C1另一端、MOS管Q1的S极、电阻R3另一端、双向二极管Z1另一端、双向二极管Z2、电阻R8、MOS管Q2的S极、电容C6、电容C7和电容C8并接地，双向二极管Z2另一端分别连接电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8另一端，电阻R7另一端连接MOS管Q2的G极，MOS管Q2的D极连接变压器T线圈L2另一端，电阻R5另一端连接电阻R2另一端，所述电感L4另一端分别连接电容C6另一端和电感L3，电感L3另一端分别连接电容C7另一端、电容C8另一端和输出端Vo。 [0018] 信号输入模块输入的信号包括报警量输入、开关量输入和熔断器信号输入。 [0019] 输出信号模块包括故障报警输出和保护跳闸输出。 [0020] 电压输入模块包括交流输入电压、直流输出电压、合母电压和蓄电池电压。 [0021] 电流输入模块包括输出电流、控母电流、合母电流和充电电流。 [0022] PLC型号为西门子S7-200。 [0023] 本发明的工作原理是：系统交流供电采用两路三相三线制方式实现主备用供电电源的自动切换，经过交流配电输入单元供电给智能高频整流模块，智能高频整流模块按监控器控制方式输出所需的直流电压供合闸母线、控制母线、蓄电池充电用。监控器通过plc各开关量输入通道采集各模块报警量输入、各馈线开关量输入、各熔断器信号输入等开入量；通过模拟量采样板将模块采集交流输入电压、直流输出电压、合母电压、蓄电池电压、输出电流、控母电流、合母电流、充电电流等模拟转化为0-5vdc电压量或4-20ma电流量由em-235模块12位a/d通道采样；通过程序内部数据处理，按照程序设定的控制曲线，利用比例微分积分控制算法，产生调节量，由PLC中em-235模拟量输出口产生0-10vdc电压量，控制高频整流模块的输出电流、电压，实现闭环控制。 [0024] 监控器采集现场各种运行参数，系统故障时发报警信息；系统事故时保护动作，保护充电设备和电池安全。触摸屏是整个监控器的人机接口部分，通过rs485与PLC通讯，显示直流系统的各种信息，如系统直流电压、电流参数，系统状态信息、故障信息、系统设置参数等，并可设置系统各参数，控制监控器的运行状态，可通过rs485通信接口与上位机通讯，以实现“四遥”功能。 [0025] 主程序始终处于循环运行状态，其中初始化程序主要完成系统的初始化，设定各寄存器、计数器、PLC工作模式、定时器中断、通讯方式等参数初始值等。然后不断调用模拟量采集及处理子程序对系统数据进行实时采集；调用充电程序运行方式子程序决定监控器的运行方式；调用故障报警及保护子程序判断故障报警及保护继电器输出；调用时钟处理子程序对蓄电池充电程序各种运行时间累计；调用交流电中断子程序保证系统在交流中断后自动恢复；调用硅链投切子程序根据系统设置的控母电压定值对硅链进行自动投切控制；调用通讯子程序(中断方式)实现与上位机通讯。 [0026] 高频整流模块中，当变压器T线圈L2上端为正时，电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通，电路构成回路，Q2为整流管，Q1栅极由于处于反偏而截止；当变压器T线圈L2下端为正时，电流经C3、R4、R2使Q1导通，Q1为续流管，Q2栅极由于处于反偏而截止，从而实现了同步整流功能，L4为续流电感，C6、L3、C7组成π型滤波器，R1、C1、R9、C4组成削尖峰电路，提升了电路的抗干扰能力。 [0027] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 [0028] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 |
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