基于PLC和觸摸屏的智能電源監控系統的設計

鄭業雙 吳偉偉 青島科技大學

基于PLC和觸摸屏的智能電源監控系統的設計

鄭業雙 吳偉偉 青島科技大學

針對實訓室存在的用電浪費和用電安全問題，設計了一套基于PLC和觸摸屏的智能電源控制系統，實現對實訓室電源實時監控，經過實踐運行，該系統運行穩定、可靠，達到安全用電和節能要求。

電源監控 PLC 智能

目前學校一體化實訓室設備比較多，當教室內電氣設備無人時運轉，浪費現象比較嚴重，用電安全存在隱患，為此開發了基于PLC的集監控、節電、用電安全一體的電源控制系統。

1 智能電控系統功能、結構組成

本電源監控系統設計實現功能有：①分時段智能化監控實訓室，嚴格按照學院規定的作息時間送電、斷電，通過數據分析，得出各實訓室用電量的情況及變化趨勢。②系統可以實現故障報警、過載斷電、異常斷電等功能。

1.1 智能電控控制系統組成

本設計利用三菱PLC以編程的方式實現時鐘脈沖，采用計數指令，定時制定可切換白天和晚上兩種模式，利用觸摸屏實現遠程控制。利用蜂鳴器來實現報警，控制對象為實訓室每層的配電箱總控制開關、應急燈、插座、燈管、風扇、樓道燈。

存在問題：本設計采用的DL-CT08CL7電表專用電流互感器（2000/1）主要用于零序/漏電/剩余電量檢測與監控。將電流互感器直接接到PLC上，并沒有模擬量輸入。

方法一：電流互感器后接整流橋電路，然后接到模擬量輸入端。擴展：整流橋后串聯一個直流電流表，負載一次側串聯一個電壓表。

方法二：5V電源、直流電流表、300歐姆電阻、10K電位器串聯后串到模擬量輸入兩端。電流互感器測出電流后要加個電流變送器。

2 智能電控系統軟件設計

智能電控系統的軟件設計包括了2個部分:觸摸屏組態軟件設計和PLC控制程序設計。其中組態軟件設計主要設計觸摸屏的操作畫面，便于實現人機交互。而PLC控制程序主要實現數據采集、顯示、跟蹤、報警。

2.1 上位機設計

上位機采用昆侖通泰觸摸屏，觸摸屏型號Tk6050，屏幕由主界面、實時趨勢、歷史數據、歷史曲線、參數設置幾部分組成。

2.2 下位機設計

綜合考慮以下幾個因素：系統需要的功能、I/O點數、程序存儲器的容量以及I/O信號的性質、參數、特性等。下位機采用西門子S7-200PLC，可以實現模擬量的采集及處理功能，并執行觸摸屏發出的命令，PLC程序的編制采用西門子SIMATIC指令系統，使用梯形圖方式，程序編寫完成后，經過調試，下載至CPU模塊中運行。

表1 PLC分配地址表

軟件部分：圖1為部分自動送電程序。D8015為系統小時參數，D500為小時設定參數，當D8015=D500時該條指令為真，D8014為系統分鐘參數，D501為分鐘設定參數，當D8014=D501時該條指令為真，若系統時間等于設定時間則線圈M100得電，即執行上午定點送電程序。圖2為某教室送電程序。X000為手動隨時送電按鈕，X001為手動隨時斷電按鈕；M100為自動送電按鈕，M102為自動斷電按鈕，定時器T0定時時間到可自動給下一間教室送電。

圖1 自動送電程序

圖2 某教室送電程序

3 結束語

對系統的擴展：可開發性強，可以通過增加不同類型傳感器，實現教室設備使用的智能化，可利用手機遠程無線遙控控制教室門自動開啟、投影儀自動開啟、當人體進入保護區，可自動報警，實現全智能實訓室管理。

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[3]崔堅,李佳.西門子工業網絡通訊指南[M].機械工業出版社,2003.

[4]齊從謙,王士蘭.PLC技術及應用[M].機械工業出版社,2000.

鄭業雙（1984-），男，山東禹城人，碩士，高級技師，研究方向：機電一體化、電氣自動化技術。