智能測控裝置在工廠低壓配電系統中的應用

中國化學工業桂林工程有限公司 姚 磊

在現代化技術發展背景下，設計應用智能測控裝置對低壓配電系統及相關設備運行組件進行監測和控制，能實現對低壓配電系統的合理保護和管控，從而促進低壓配電系統運行效果。

1 工廠使用低壓配電系統檢測控制裝置

低壓配電系統是當前電力系統的重要組成部分，主要是完成低壓配電工作，在其系統的整體應用過程中，主要由低壓斷路器裝置、智能配電變壓器、低壓配電開關、低壓配電線路等組成。

低壓斷路器是低壓配電系統的整體保護裝置，是能完成失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器，也能實現對電力使用過載的合理保護，從而對整體低壓配電系統的工作功能進行合理保護，確保其功能使用良好；智能配電柜裝置是系統工作運行過程中的重要裝置，主要完成低壓無功補償成套裝置應用、負荷開關、操作手柄及無功補償成套裝置系統的核心應用，確保裝置應用更加有效；低壓配電開關也是低壓配電系統的重要組成部分，主要完成電力電流的實際控制，完成電廠的實際運行設計控制，刀閘的主要特點是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路措施。

在工廠電力系統中使用的低壓配電智能測控裝置非常關鍵，通過低壓配電系統的合理使用，確保工廠的電力資源使用更加有效，也通過電力資源利用確保工廠各項低壓用電設備的運行合理。工廠低壓配電系統智能測控裝置主要包括電力儀表、電機機柜、門禁系統、視頻監控模塊、溫度煙感感應裝置、有害氣體感應裝置等，在實際工廠低壓配電電力系統設計應用過程中，其智能檢測控制裝置主要完成數據的合理采集和應用，確保低壓配電系統應用更加合理。在具體的工作展開過程中，可完成工廠電力系統的環境監控、視頻監控、消防監控、低壓電力監控、電力數據運行分析等內容[1]。

2 智能測控裝置的設計要點把控

低壓配電電力系統智能測控裝置設計過程中，針對測控系統進行設計要點把控應用十分關鍵，一定程度上關系到系統的設計運行效果。

在智能測控裝置設計過程中，針對其硬件進行整體設計非常重要，在硬件設計過程中主要包括電壓/電流輸入設計、合閘輸入、光隔、驅動、總體控制模塊、人機接口設計等。其中TMS320F28335芯片是系統的主要控制主板，并完成IA/UA、IB/UB、IC/UC、IO/UO等輸入接口的實際設計，確保接口設計展開更加優化，整體裝置運行效果；在智能測控系統設計過程中，完成其CPU電路圖設計應用非常關鍵，其設計過程中主要采用CMOS技術。計算CPU工作電壓值在1.8V～1.9V之間、其I/O接口處的工作電壓控制在3.3V左右。當前智能測控裝置設計中芯片電路板設計主要選擇應用TMS320F28335芯片；在實際的智能測控裝置設計過程中電流電壓的設計應用非常關鍵。在具體電流電壓設計計算過程中主要采用全波傅式算法進行計算，通過具體的計算確保智能測控裝置設計應用更加合理有效[2-4]。

3 低壓配配電系統智能測控裝置具體設計分析

3.1 智能測控裝置設計需求分析

在××工廠進行低壓配電系統設計分析過程中完成了智能測控裝置的需求分析。需求分析是其設計過程中的首要分析要素，主要是對工廠整體用電系統進行需求分析，并對智能測控裝置的功能需求進行分析，從而保證智能測控裝置設計應用更加合理。

低壓配電系統主要的設計目標分析是完成整個工程的低壓配電系統自動化控制，同時保證各自動化設備正常運行工作，保證系統工作運行更加有效。在低壓配電系統運行過程中對智能測控裝置的功能需求分析包括：電源檢測功能需求。低壓電源進出線的電壓、電流、功率、功率因數、頻率的狀態監測；負荷監測功能需求。各級負荷的電壓、電流、功率的監測，當系統超負荷時切除低優先級的負荷；斷路器控制功能需求。自動投切母聯斷路器、負荷斷路器和聯絡斷路器，當供電恢復時，按照設定的優先程序啟動各個斷路器，迅速恢復運行；備用電源控制功能需求。在主要電源供電中斷時自動啟動柴油發電機或燃氣輪機發電機組，在恢復供電時停止備用電源并進行倒閘操作；負荷計量功能需求。對用戶的用電量進行自動統計計量，還可以實現分時計費等。實際的系統設計中根據功能需求完成功能的實際設計，保證系統工作運行更加有效。

3.2 智能測控裝置設計方案設計

××工廠進行測控裝置設計方案應用過程中完成了整體方案的設計，從而保證裝置設計應用更加合理。選擇CC-Link/LT技術模塊進行總體系統設計，完成CC-Link/LT技術應用，能夠最大程度上提升系統的應用效果。

3.2.1 系統結構分析

在系統總體結構設計中，其總體結構方案是利用CC-Link/LT進行數據采集和數據信號轉換，并將信號傳送給總線的PLC控制系統，PLC控制系統完成整體設計后完成對系統的整體運行控制，也能最大程度上提升系統的工作運行效果。為完成系統的總體架構設計，在實際的系統設計過程中完成系統的分結構設計具體包括以下內容。

完成系統設備層設計。系統設備層主要是應用智能測控裝置設備完成智能測控、信息傳輸、電力計量及斷路控制等工作，在設備層應用過程中主要包括CC-Link/LT總線模式、萬能式斷路裝置、電量計量儀表、I/O模塊及無功補償裝置等，通過各設備的應用保證系統的實際應用更加有效；現場控制層設計分析。現場控制層設計是系統的核心層級，對于智能測控裝置的整體運行效率有非常重要的影響，也在一定程度上提升系統的工作運行效果。在實際的系統運行過程中，完成了CC-Link/LT總線協議設計應用，同時也完成系統的抗干擾性能設計優化，最大程度上保證系統設計運行更加有效。

現場管理層級設計。現場管理層級設計應用是實際系統應用過程中的重要模塊，對于系統的整體工作運行效果也產生了巨大影響。在管理層設計中組要應用“組態王”監控軟件，能完成系統的整體運行監控；系統的操作系統設計。系統的操作模塊也應用到了計算機系統、完成了人際交互界面的實際應用，與PLC控制系統和CC-Link/LT總線連接，從而完成系統的實際控制，最大程度上提升系統的設計運行效果。

3.2.2 系統硬件設計

控制系統硬件設計。智能測控系統的整體控制系統應用過程中完成了系統的核心控制，主要是應用PLC系統進行核心控制設計，并完成了指令功能發送；總線主站硬件設計過程中選擇CC-Link/LT總線進行設計，不僅能完成設備傳感信息采集，更能有效完成監控效率控制，從而保證系統運行更加合理；信號采集裝置運行。在系統模塊運行過程中信號采集裝置受到CC-Link/LT總線控制，將采集的低壓配電設備信息傳輸到核心系統當中，在信號采集裝置設計中主要完成電源采集控制、變電信息采集控制等多方面內容，從而保證系統運作更加合理高效；完成通信接口設計。通信網絡硬件是系統硬件組織的重要組成部分，對于系統內容數據傳輸而言也起到了關鍵作用。通信接口設計中選擇RS485方式通訊協議，實現整個網絡通信。

系統電源設計是系統運行的重要裝置，在實際的系統運行過程中完成電源設計非常關鍵，實際的電源設計中選擇電源適配裝置設計；系統的整體設計過程中，針對CC-Link/LT總線控制進行了相關參數設計。其最大鏈接點數為1024點、通信速度最大達到156k、協議方式為BITR方式、網絡拓撲結構設計選擇T形分之設計、錯誤控制方式所涉及為CRC方式、從站總數設計1-64、主站鏈接位置為干線的端頭、并且其RAS功能設計為網絡診斷、內部反饋診斷等多項功能，同時其系統管道線路使用0.75mm2×4。

3.2.3 系統軟件分析

在智能測控裝置系統設計應用過程中完成了軟件設計，軟件設計應用也是系統的核心。具體設計應用過程中主要包括總體控制軟件設計及監控軟件設計等內容。具體設計中“組態王”軟件實現了系統的監控功能、而PLC邏輯軟件完成了系統的控制功能設計。另外在實際的系統應用中完成了軟件流程設計：傳感器—CC-Link/LT總線—PLC控制系統—操作發送—功能實施。通過軟件流程的合理設計，保證整個智能測控裝置系統運行更加合理。

3.3 智能測控裝置設計調式應用分析

在××工廠進行智能測控裝置設計應用過程中，完成了裝置系統的調式和合理的應用，從而保證系統運行更有效果。

設計團隊完成了方案設計實現并做好了系統的硬件連接調試工作，具體的連接調式工作展開過程中，主要完成列CC-Link/LT主站模塊和FX2N-32MR型號PLC的有效連接。完成硬件連接后對軟件進行測評調式，系統調試成功后對系統效果進行分析。根據實際的調式運行，發現××工廠設計的智能測控裝置具有良好的測控裝置；完成了對智能測控裝置的應用。應用30d后，總計監測電力故障5次、良好的處理故障4次、自動報警1次，良好解決了××工程低壓配電系統的運行問題和運行安全；在××工廠完成智能測控裝置調式應用的過程中，還針對工廠低壓配電系統其他附屬電力設備的智能數據測控進行實際分析，在具體數據參數設計分析過程中，其主要包括氣體傳感器工作分析、溫度傳感器工作分析等，智能監控裝置不僅能完成對工廠低壓配電系統的監控，同時也能完成對工廠低壓配電系統的電力相關設備運行狀態進行實際的應用分析。