浅析远程控制在矿山直流供电中的应用

浅析远程控制在矿山直流供电中的应用

周朝跃

云南锡业（控股）集团有限责任公司大屯锡矿   云南个旧  661017

摘要：DC550V整流装置是1360中段架线电机车的重要电源供给装置，550V整流远程控制系统是将整流技术、网络技术、计算机控制技术融为一体，实现在地面总调度室对1360中段内18个550V整流装置进行远程控制的网络化计算机控制系统，实现坑内硅整流变电所无人值守，降低员工劳动强度，提高矿山自动化控制水平。

关键词：网络技术 远程监控   PLC  组态软件

一、轨道运输直流供电系统简介

1360电机车轨道运输直流供电系统由：交流低压开关柜、十二脉动硅整流柜、直流馈出柜、直流架线接触网组成，其中：

交流低压开关柜采用GGD低压馈电开关柜，内有两路隔离开关，两路交流断路器，分别为两台硅整流柜供电。操作面板设有交流电压、电流指示，合闸、分闸操作按钮，合、分闸信号指示灯等。

硅整流开关柜采用KSDC12-2GP型十二脉波整流柜，输出十二脉动600V直流电。

直流馈出柜设有两路直流输出回路，每路直流输出回路均由直流隔离开关、直流快速开关、分流器组成。

直流接触网按区域划分成24个分区供电段。

1360轨道运输巷已敷设千兆光纤工业局域网，分区域设置了工业交换机。

DC550V硅整流装置中，生产厂内置有RS485通讯中继器和RS485转以太网光电装换模块。生产厂原构想是构建一个以RS485/PPI为传输协议，单模光纤为传输介质的工业半双工远程监控网络，将各台硅整流柜连接，组成一个硅整流远程监控系统。该方案不能利用现有的千兆工业光纤局域网资源，需要大量重复敷设光纤，工程量大、成本高，因此该方案不可行。

二、改造方案

现以千兆光纤工业局域网为数据传输平台，原硅整流柜的S7-226RLY通信口配置串口/以太网服务器，配置光-电转换工业交换机接入千兆光纤工业局域网，实现调度室上位监控计算机与硅整流柜S7-226RLY通讯。

在低压开关柜设置一个电信号采集模块，采集低压开关柜馈出的三相电流/电压，有功功率，功率因数、电量（kwh）等。通过RS485接口与S7-226RLY的PPI通信口通讯，与原有的电量采集模块配合完成整个硅整流装置的主要电气数据采集。

配置若干位置传感器，安装到隔离开关恰当位置，其信号传入S7-226RLY输入口，完成隔离开关位置检测。

硅整流低压馈电柜GGD内安装执行继电器与硅整流柜内的S7-226RLY的输出I/O口连接。通过上位监控计算机即可控制GGD开关柜的合闸与分闸。

硅整流远程监控系统组态示意图如下所示：

三、分站布置与主要部件选型

1360 中段共有18台DC55硅整流柜，安装在10个整流变电所，根据分布式远程监测监控的设计规则，将10个整流变电所划分为10个控制分站，每个分站内设1台局域网交换机，通过光纤与井下千兆工业网的区域交换机链接，所有整流柜均通过局域网双绞线与分站交换机链接。

主要技术指标

控制方式：可编程序控制器；

数据传输方式：工业局域网；

节点数量：＞50；

传输速率：187.5kB/s；

系统响应时间：＜100ms。

主站工作电压：AC 220V（±5%）50Hz；

主站消耗功率：＜200W；

语音报警功能：有；

报警记录功能：有

四、实现的功能

1、控制功能：每一台硅整流电源均可实现：就地控制、远程控制两种控制模式。可就地合/分闸低压馈电柜，整流柜直流快速开关，当选择就地操作模式，远程操作功能被闭锁，仅能远程显示整流设备的运行数据。当选择远程操作模式，设备就地停止功能被保留。

2、运行数据显示与记录功能：硅整流电源的各种数据均可通过局域网上传调度室远程监控主机，在监控计算机上显示硅整流装置的各种运行数据，并对主要数据进行记录并可根据记录时间进行查询。

3、故障保护功能：当硅整流电源装置发生单相、过流、短路重故障时，硅整流电源柜及远程控制计算机均可发出重故障报警，自动切断电源，当变压器、整流器温度过高时，发出轻故障报警信息，提醒维护人员及时处理。

4、故障复位功能：对于发生的轻故障，可通过远程监控主站复位。对于重故障必须在硅整流电源柜复位，防止事故扩大。

五、小结

监控计算机内置工业组态软件，在监控计算机上可通过鼠标点击组态界面上的按钮完成整流装置低压馈电柜、整流柜、直流馈出柜的合闸、分闸操作。在组态界面上设有各类信号灯，显示整流装置的各类合闸、分闸信号，各类故障信号。

参考文献：

[1]李勇、基于可编程控制器（PLC)的集散型测控网络技术的研究与实现[D].山东科技大学，2003.
[2]宋家杰、PLC控制系统中的工程问题研究[D].南京理工大学，2004.
[3]刘国光、提高PLC控制系统可靠性的软件设计[J].机床电器，2002,

[4]李阳、利用PLC的多路监控系统[J].电气传动自动化.2005,27(2):57~58

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