基于plc的一体化电源的监控系统及监控方法
【专利摘要】本发明公开一种基于PLC的一体化电源的监控系统，包括：PLC、人机界面、高频电源模块、DC-DC模块、逆变模块、数据采集模块、绝缘监测模块、开关量采集模块、电池巡检模块和监控后台；本发明还公开了所述监控系统的监控方法，本发明能够对一体化电源设备实现本地或远程集中监测、控制和智能管理，智能化程度高。
【专利说明】基于PLC的一体化电源的监控系统及监控方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及输配电领域，尤其涉及一种一体化电源的监控系统。
【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,无法纪满足一体化电源中其他电源(如逆变电源和通信电源等)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。
[0003]综上可知，现有的电力电源设备的监控系统在实际使用上，显然存在不便与缺陷，更无法满足一体化电源和智能电网发展的需要，所以必需进行更新换代。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种一体化电源设备的监控系统，实现对一体化电源设备的本地或远程集中监测、控制和智能管理。
[0005]为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的:
[0006]本发明公开的基于PLC的一体化电源的监控系统，包括:
[0007]用于系统逻辑控制的PLC ；
[0008]用于参数设置的人机界面；
[0009]用于提供直流电源数据传输接口的高频电源模块；
[0010]用于提供通信电源数据传输接口的DC-DC模块；
[0011]用于提供逆变电源数据传输接口的逆变模块；
[0012]用于采集一体化电源系统运行参数的数据采集模块；
[0013]用于监测系统母线和馈电支路绝缘参数的绝缘监测模块；
[0014]用于采集开关状态数据的开关量采集模块；
[0015]用于检测蓄电池参数的电池巡检模块；
[0016]用于处理分析数据的监控后台；
[0017]用于采集一体化电源运行参数的具有通讯功能的数显表；
[0018]所述触摸屏连接PLC，所述PLC连接高频电源模块、DC-DC模块、逆变模块和监控后台，所述高频电源模块、DC-DC模块、逆变模块、绝缘监测模块、开关量采集模块、电池巡检模块均连接数据采集模块，所述数据采集模块通过通信管理模块连接监控后台，所述数显表包括电流表、电压表，所述电流表、电压表分别连接相应的直流电源、通信电源和逆变电源。
[0019]进一步的，所述数据采集模块包括交流监控模块、充电监控模块、蓄电池监控模块、逆变电源监控模块、通信电源监控模块。
[0020]进一步的，所述数据采集模块还包括直流馈线监控模块、通信电源馈线监控模块以及交流馈线监控模块。
[0021]进一步的，所述高频电源模块、逆变模块、DC-DC模块均包括模拟和/或数字接口。
[0022]优选的，所述通信管理模块符合DL/T860规范，所述监控后台为数字计算机，所述人机界面为触摸屏。
[0023]本发明还公开了一种适用所述基于PLC的一体化电源的监控系统的控制方法，包括下述步骤:
[0024]步骤1，参数设定:通过人机界面设定一体化电源的设定参数，并下发运行命令；
[0025]步骤2，指令发送:PLC接收人机界面下发的命令，调用相应的子程序模块，采用轮询工作方式，发送指令控制相应的数据采集模块工作；
[0026]步骤3，参数采集:数据采集模块接收PLC指令后，采集一体化电源的实时运行参数；
[0027]步骤4，参数传送:数据采集模块将采集的一体化电源的实时运行参数通过通信管理模块传送到监控后台；
[0028]步骤5，参数监控:监控后台接收、分析运行参数，并将实时运行参数与步骤I中通过人机界面设定的设定参数相比较后，采用误差控制法修正一体化电源输出值。
[0029]优选的，步骤4中，通信管理模块采用Modbus通讯协议或⑶T91或IEC61850规约和综合自动化系统通讯向监控后台上报数据。
[0030]优选的，在步骤3中，所述一体化电源的实时运行参数包括实时电流、实时电压、功率因数。
[0031]进一步的，在步骤3中，还包括监测系统母线和馈电支路绝缘参数的绝缘参数。
[0032]进一步的，还包括通过监控后台设定一体化电源的运行参数，并下发运行命令，具体的，监控后台通过通信管理模块向人机界面或PLC下发运行命令，并修改人机界面的设定参数。
[0033]本发明适用于电力用电源设备，对电力设备各模块的运行参数进行采集监控，对一体化电源设备实现本地或远程集中监测、控制和智能管理，智能化程度高，接线简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本发明监控系统的原理框图；
[0035]图2为数据采集模块的组成框图；
[0036]图3为本发明监控方法的示意图。
【具体实施方式】
[0037]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
[0038]如图1所示，本发明公开的基于PLC的一体化电源的监控系统，包括:
[0039]用于系统逻辑控制的PLC ；
[0040]用于参数设置的人机界面；
[0041]用于提供直流电源数据传输接口的高频电源模块；
[0042]用于提供通信电源数据传输接口的DC-DC模块；[0043]用于提供逆变电源数据传输接口的逆变模块；
[0044]用于采集一体化电源系统运行参数的数据采集模块；
[0045]用于监测系统母线和馈电支路绝缘参数的绝缘监测模块；
[0046]用于采集开关状态数据的开关量采集模块；
[0047]用于检测蓄电池参数的电池巡检模块；
[0048]用于处理分析数据的监控后台；
[0049]用于采集一体化电源运行参数的具有通讯功能的数显表；
[0050]触摸屏连接PLC，PLC连接高频电源模块、DC-DC模块、逆变模块和监控后台，高频电源模块、DC-DC模块、逆变模块、绝缘监测模块、开关量采集模块、电池巡检模块均连接数据采集模块，数据采集模块通过通信管理模块连接监控后台，数显表包括电流表、电压表，电流表、电压表分别连接相应的直流电源、通信电源和逆变电源。
[0051 ] 进一步的，如图2所示，数据采集模块包括交流监控模块、充电监控模块、蓄电池监控模块、逆变电源监控模块、通信电源监控模块。
[0052]进一步的，数据采集模块还包括直流馈线监控模块、通信电源馈线监控模块以及交流馈线监控模块。
[0053]进一步的，高频电源模块、逆变模块、DC-DC模块均包括模拟和/或数字接口。
[0054]优选的，通信管理模块符合DL/T860规范，监控后台为数字计算机，所述人机界面为触摸屏。
[0055]如图3所示，本发明还公开了一种适用所述基于PLC的一体化电源的监控系统的控制方法，包括下述步骤:
[0056]步骤1，参数设定:通过人机界面设定一体化电源的设定参数，并下发运行命令；
[0057]步骤2，指令发送:PLC接收人机界面下发的命令，调用相应的子程序模块，采用轮询工作方式，发送指令控制相应的数据采集模块工作；
[0058]步骤3，参数采集:数据采集模块接收PLC指令后，采集一体化电源的实时运行参数，实时运行参数包括实时电流、实时电压、功率因数；还包括绝缘监测模块监测系统母线和馈电支路绝缘参数的绝缘参数。
[0059]步骤4，参数传送:数据采集模块将采集的一体化电源的实时运行参数通过通信管理模块传送到监控后台；通信管理模块采用Modbus通讯协议或⑶T91或IEC61850规约和综合自动化系统通讯向监控后台上报数据。
[0060]步骤5，参数监控:监控后台接收、分析运行参数，并将实时运行参数与步骤I中通过人机界面设定的设定参数相比较后，采用误差控制法修正一体化电源输出值。
[0061]进一步的，还包括通过监控后台设定一体化电源的运行参数，并下发运行命令，具体的，监控后台通过通信管理模块向人机界面或PLC下发运行命令，并修改人机界面的设定参数。
[0062]本发明根据人机界面配置的不同系统参数，通过监控后台和PLC来自动控制数据采集模块的工作，通过读取采集到的通讯实际数据来切换各种充电方式，并下发相应的广播调压、限流、开关机等命令。
[0063]本发明通过设置高频电源模块提供数据或模拟的数据接口，同时借由数据采集模块对电源设备的各运行参数进行采集，并将数据传送至通信管理模块和监控后台进行处理分析，借此实现对电力设备各模块的运行参数进行采集监控，同时可以对一体化电源设备实现本地或远程集中监测、控制和智能管理。
[0064]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.基于PLC的一体化电源的监控系统，其特征在于，包括: 用于系统逻辑控制的PLC; 用于参数设置的人机界面； 用于提供直流电源数据传输接口的高频电源模块； 用于提供通信电源数据传输接口的DC-DC模块； 用于提供逆变电源数据传输接口的逆变模块； 用于采集一体化电源系统运行参数的数据采集模块； 用于监测系统母线和馈电支路绝缘参数的绝缘监测模块； 用于采集开关状态数据的开关量采集模块； 用于检测蓄电池参数的电池巡检模块； 用于处理分析数据的监控后台； 用于采集一体化电源运行参数的具有通讯功能的数显表； 所述触摸屏连接PLC，所述PLC连接高频电源模块、DC-DC模块、逆变模块和监控后台，所述高频电源模块、DC-DC模块、逆变模块、绝缘监测模块、开关量采集模块、电池巡检模块均连接数据采集模块，所述数据采集模块通过通信管理模块连接监控后台，所述数显表包括电流表、电压表，所述电流表、电压表分别连接相应的直流电源、通信电源和逆变电源。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的一体化电源的监控系统，其特征在于，所述数据采集模块包括交流监控模块、充电监控模块、蓄电池监控模块、逆变电源监控模块、通信电源监控模块。
3.根据权利要求1所述的基于PLC的一体化电源的监控系统，其特征在于，所述数据采集模块还包括直流馈线监控模块、通信电源馈线监控模块以及交流馈线监控模块。
4.根据权利要求1所述的基于PLC的一体化电源的监控系统，其特征在于，所述高频电源模块、逆变模块、DC-DC模块均包括模拟和/或数字接口。
5.根据权利要求1所述的基于PLC的一体化电源的监控系统，其特征在于，所述通信管理模块符合DL/T860规范，所述监控后台为数字计算机，所述人机界面为触摸屏。
6.—种适用于权利要求1-5所述基于PLC的一体化电源的监控系统的控制方法,其特征在于，包括下述步骤: 步骤1，参数设定:通过人机界面设定一体化电源的设定参数，并下发运行命令； 步骤2，指令发送:PLC接收人机界面下发的命令，调用相应的子程序模块，采用轮询工作方式，发送指令控制相应的数据采集模块工作； 步骤3，参数采集:数据采集模块接收PLC指令后，采集一体化电源的实时运行参数；步骤4，参数传送:数据采集模块将采集的一体化电源的实时运行参数通过通信管理模块传送到监控后台； 步骤5，参数监控:监控后台接收、分析运行参数，并将实时运行参数与步骤I中通过人机界面设定的设定参数相比较后，采用误差控制法修正一体化电源输出值。
7.根据权利要求6所述的基于PLC的一体化电源的监控系统的控制方法，其特征在于: 步骤4中，通信管理模块采用Modbus通讯协议或⑶T91或IEC61850规约和综合自动化系统通讯向监控后台上报数据。
8.根据权利要求6所述的基于PLC的一体化电源的监控系统的控制方法，其特征在于:在步骤3中，所述一体化电源的实时运行参数包括实时电流、实时电压、功率因数。
9.根据权利要求6所述的基于PLC的一体化电源的监控系统的控制方法，其特征在于:在步骤3中，还包括监测系统母线和馈电支路绝缘参数的绝缘参数。
10.根据权利要求6所述的基于PLC的一体化电源的监控系统的控制方法，其特征在于:还包括通过监控后台设定一体化电源的运行参数，并下发运行命令，具体的，监控后台通过通信管理模块向人机界面或PLC下发运行命令，并修改人机界面的设定参数。 本发明通过上述装置组成的一体化电源智能监控系统，实现了电源系统的人机界面交互操作、各功能单元的设置和协调运行、系统运行状态的监测、运行数据的上传下发、以及对电池和一体化电源设备进行智能化管理。本监控系统具备远程管理功能，可选用Modbus通讯协议XDT91或IEC 61850规约和综合自动化系统通讯上报数据，可实现电站无人值守。
【文档编号】H02J13/00GK103746451SQ201310722280
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】王治宇, 李涌泉 申请人:四川阿海珐电气有限公司