西门子软启动器3RW4027-1BB14

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配电网自动化建设，在我国尽管起步较晚，但也已经进行了近20年的研究和实践，取得初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网（35 k V以上）层次上进行的，而在中低压配电网（配电房这一层次）的自动化问题上，还是一片空白，既没有总体的规划，也没有一个统一的技术原则。不仅如此，目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前，对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控，除少数大用户的负荷控制外，尚无其它监控手段。 

2　中低压配电网自动化方案 

2．1　电力系统自动化现有方案的比较　　 

中低压配电网（主要指开关站、开关房、开闭所）的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此，分析一下变电站自动化的实现方法，对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。 

变电站自动化系统由5个部分组成：主站、远方终端单元（re mote terminal units，RTU）、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆。其中，RTU装置位于变电站现场，可以自动采集各种开关状态量（遥信）、模拟量（遥测），并经**通道传递到监控中心的主站系统；有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作，并将操作结果返送监控中心主站系统。 

从变电站RTU可以实现的功能来看，变电站的自动化包括3个方面的内容：遥信、遥测、遥控。除此之外，有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应，变电站自动化系统可以分为两类：一类只实现了遥信、遥测的功能，即传统的SCADA系统；而较新的SCADA 系统则属于另外一类，它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。 

从变电站RTU实现遥测的方法来看，RTU存在两种实现方案： 

a）直流采样方案 

这种类型的RTU装置在采集模拟量之前，先利用变送器将交流转化成直流，然后再使用RTUA／D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主，辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器，*高级的数字处理单元（CPU等），难以反映模拟量的瞬时变化，无法进行谐波分析，电能量总加功能的实现比较复杂困难。 

b）交流采样方案 

这种类型的RTU装置直接使用A／D转换元件对交流电量进行采集计算，*变送器之类的转换设备，但需要快速的数字处理单元进行配合，以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化，而且可以进行谐波分析，计算频率，简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机（如8 X86等）配合多个单片机（如8051、8098等）、并加上大量的A／D转换电路，来实现开关量、模拟量的采集。 

当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下，交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主，辅以少量的模拟电路，功能强大，扩充容易，可靠性较直流采样方案有较大提高，综合成本低。 

2．2　中低压配网自动化的应用特点 

中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元（RTU）、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点： 

a）传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测，但中低压配电网的自动化对象（开关房、开闭所和配电房）数目繁多，开关操作频繁，更注重遥信、遥控功能。 

b）中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境，被不同层次的用电管理人员（包括农村电工）所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免专业维护、抗恶劣环境等特点。 

c）应用于中低压配电网的RTU，在功能上应具有模块化结构，在硬件上要越简单、越可靠越好。较好是同一套简单硬件，只要简单进行一下设置，就可以满足不同场合、不同规模的要求。 

由此可见，有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU，以适合中低压配电网自动化的特点和需要。 

2．3　中低压配电网自动化RTU的PLC实现 

可编程序控制器（programmable logic con－troller，PLC）技术经过几十年的发展，已经相当成熟。其品种齐全，功能繁多，已被广泛应用于工业控制的各个领域。用PLC来实现中低压配电网自动化的RTU功能，能够很好地满足RTU的特有的要求。在国内市场，有来自许多着名厂家的PLC产品。这些产品从简单到复杂，都自成系列，可以满足不同应用的特殊要求。大多数中低档次的PLC产品，都包含有离散点输入和输出（点数的多少可以依据应用情况增减）、模拟采样输入、时钟、通信等功能。利用这类PLC的现成功能，可以方便地实现中低压配电网自动化的 RTU功能。使用PLC的离散输入点来实现遥信、用PLC的离散输出点来实现遥控、用PLC的模拟采样输入来实现遥测、用PLC的通信功能来实现和主机的通信。完成这些功能，都*额外的硬件，只需根据开关房的实际情况，对PLC进行简单编程即可。不仅如此，利用PLC的模拟输出功能，甚至还可以实现配电网的遥调。例如调节调压变压器的变比，调节静止无功补偿设备的电压、电流相角等。 

这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案，完全可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势：硬件结构简单，完全免维护；规模可大可小，只需将 PLC的扩展模块连接在一起，就可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加；抗恶劣环境；高可靠性；编程实现各种功能，免硬件调试；费用低廉。 

PLC方案在具体设计时，包括以下几个步骤： 

每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到较终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。
相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有**操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（较多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。 
       近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。 
        通用PLC应用于**设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器
在OB1的扫描周期中，CPU对<address1>的状态与其上一个扫描周期的状态进行比较（上一个扫描周期的状态保存在<address2>中。若该<address1>状态是1且存放在<address2>中的上次状态是0，这说明POS指令检测到<address1>正跳沿，那么POS指令把RLO位置1。如果<address1>在相邻的两个扫描周期中状态相同（全为1或0），那么POS指令把RLO位清0。
当信号状态变化时就产生跳变沿，当从0变到1时，产生一个上升沿（或正跳沿）；若从1变到0，则产生一个下降沿（或负跳沿）。跳变沿检测的原理是：在每个扫描周期中把信号状态和它在**个扫描周期的状态进行比较，若不同则表明有一个跳变沿。因此，**个周期里的信号状态必须被存储，以便能和新的信号状态相比较。SIMATIC ET 200SP 4 通道安全输出模块 ? 可实现安全应用和标准应用 ? 支持 PROFISAFE，24V/2A 直流，15MM 宽 ? 支持到 PL E(ISO 13849-1)/SIL3 (IEC 61508) 安全等级 ? *在硬件上进行 DIP 拨码设置
若CPU检测到输入有一个负跳沿，将使得输出线圈在一个扫描周期内通电。对输入扫描的RLO值存放在存储位中。
在OB1的扫描周期中，CPU扫描并形成RLO值，若该RLO值是0且上次RLO值是1，这说明FN指令检测到一个RLO的负跳沿，那么FN指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FN语句把RLO位清0。若CPU检测到输入I1.0有一个负跳沿，将使得输出Q4.0的线圈在一个扫描周期内通电。对输入I1.0常开触点扫描的RLO值（在本例中，此RLO正好与输入I1.0的信号状态相同）存放在存储位M1.0中。
在OB1的扫描周期中，CPU对I1.0信号状态扫描并形成RLO值，若该RLO值是0且存放在M1.0中的上次RLO值是1，这说明FN指令检测到一个RLO的负跳沿，那么FN指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FN语句把RLO位清0。
l?上升沿信号识别指令?SIMATIC ET 200SP 安全电源模板 PPM ? 可实现安全应用和标准应用 ? 支持 PROFISAFE, 24V 直流 , 安全转换  和安全 F DQ ? 支持到 PL D/SIL2 或 PL E/SIL3 安全等级 ? 2 通道故障安全数字量输入和 1 故障安全数字量输出 PPM???????
若CPU检测到输入有一个正跳沿，将使得输出线圈在一个扫描周期内通电。对输入扫描的RLO值存放在存储位中。
在OB1的扫描周期中，CPU扫描并形成RLO值，若该RLO值是1且上次RLO值是0，这说明FN指令检测到一个RLO的正跳沿，那么FP指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FP语句把RLO位清0。
例?3.1.14?
SIMATIC ET 200SP 故障安全继电器输出模块，1 通道 F- ST RQ ? 用于故障安全功能和标准功能的应用 ? DC24V/AC230V/5A，20MM 宽，1 点继电器输出 (2 NO- 触点 ) ? 总输出电流 5A，额定电压 24V 以及 AC 24 ... 230V ? 可支持到 PL E (ISO13849-1: 2008)/SIL 3 (IEC61508: 2010)
若CPU检测到输入I1.0有一个正跳沿，将使得输出Q4.0的线圈在一个扫描周期内通电。对输入I1.0常开触点扫描的RLO值（在本例中，此RLO正好与输入I1.0的信号状态相同）存放在存储位M1.0中。
在OB1的扫描周期中，CPU对I1.0信号状态扫描并形成RLO值，若该RLO值是1且存放在M1.0中的上次RLO值是0，这说明FN指令检测到一个RLO的正跳沿，那么FP指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FP语句把RLO位清0
如果置位输入端为“1”，复位输入端为“0”，则触发器被置位。此后，即使置位输入端为0，触发器也保持置位不变。如果复位输入端为1，置位输入端为“0”，则触发器被复位。
置位**型RS触发器的R端在S端之上，当两个输入端都为1时，下面的置位输入端较终有效。既置位输入**，触发器被置位。
复位**型SR触发器的S端在R端之上，当两个输入端都为1时，下面的复位输入端较终有效。既复位输入**，触发器被复位。
例?3.1.1???????? 直插式端子，接线*工具，单手可完成接线 ? 可选的彩色端子标签方便接线，指示更加明晰  运行中更换模块不会影响到接线 ? 模块空缺运行（模块可以不插） ? 自动机械编码，可以防止插错模块 ? 更好的电磁兼容性源于 - 自动连接的屏蔽的背板总线 - 带有屏蔽的多层电路板保证信号不受干扰 - 体积小，安装方便的屏蔽套件 ? 自动连接的电势组，*额外接线和跳线 ? 端子盒可以拆卸 ? 并排连接的基座单元具有良好的机械特性 ? 可选的彩色端子标签，根据 CC 彩色编码????
如果输入信号?I 0.0 = 1, I 0.0 = 0,?则M 0.0被复位，Q 4.0 = 0；
??标签条（长条形） 可以用于接口模块，总线适配器，I/O模块和基座单元盖板 参考标识牌 ? 用于标识 ET 200SP 组件（设备标识） ? 可以应用于接口模块，总线适配器，I/O模块和基座单元盖板 彩色端子标 ? 标识端子上的电压等级 ? 防止接线错误?????????
如果输入信号?
输出不变；令根据RLO的值，来决定被寻址位的信号状态是否需要改变。若RLO的值为1，被寻址位的信号状态被置1或清0；若RLO是0，则被寻址位的信号保持原状态不变。对于置位操作，一旦RLO为1，则被寻址信号（输出信号）状态置1，即使RLO又变为0,输出仍保持为1；对于复位操作，一旦RLO为1，则被寻址信号（输出信号）状态置0，即使RLO又变为0，输出仍保持为0。
SIMATIC ET 200S 是一款防护等级为 IP20，具有丰富的信号模块，同时支持电机启动器，变频器，PROFIBUS 和 PROFINET 网络的分布式 IO 系统。该产品在**，汽车，钢铁和各 OEM 厂商得到了广泛的认可和应用。?
语句表STL表示的置位/复位指令
功能图FBD表示的位逻辑指