针对煤矿井下高压供电系统中开关保护装置可操作性、可靠性差,测量、通信等方面的问题,设计出一种基于WinAC的高压防爆开关保护测控系统。硬件系统设计以WinAC RTX为控制核心,运用Profibus现场总线进行控制结构设计,软件开发以西门子公司的组态软件Win-CCV6.0和Step7V5.2为平台,设计了友好的人机界面和防爆开关测控功能。
《基于WinAC的高压防爆开关保护测控系统设计》
在煤矿井下高压供电系统中,传统的开关保护装置存在诸多问题,如操作不便、可靠性不足以及测量和通信能力有限。为解决这些问题,本文提出了一种基于WinAC的高压防爆开关保护测控系统设计方案。该系统以WinAC RTX软PLC为核心,利用Profibus现场总线技术构建控制结构,结合西门子的Win-CCV6.0和Step7V5.2软件平台,设计出具备友好人机界面和全方位测控功能的智能保护装置。
随着微电子、微机、PLC、网络技术及控制技术的不断发展,煤矿自动化和现代化进程加速,对高压防爆开关的保护与测控需求也日益提高。因此,原有的开关保护装置的局限性逐渐显现,比如操作复杂、可靠性低、难以升级等。为此,本系统充分利用WinAC软PLC的优势,集成了测量、控制、保护和通信四大功能,旨在提升煤矿井下高压供电系统的自动化水平。
1. 智能型保护装置的功能
- 检测功能:实时精确监测电网参数,如电压Ua、Ub、Uc等。
- 控制功能:支持就地与远程操作。
- 保护功能:提供过载、短路、欠压等多种保护,并具备选择性漏电保护。
- 通信功能:通过Profibus-DP通信接口实现远程数据采集和操作,助力现代化矿井管理。
- 事件及故障记忆:记录并保存保护参数和故障信息,便于后续分析和设置。
- 自检功能:软硬件自检,发现错误后及时反馈。
2. 硬件系统设计
- WinAC RTX处理单元:高性能、实时性强,能处理复杂的控制任务并支持多种开放式协议。
- ET200输入/输出模块:采集开关量和模拟量信号,如电压、电流等。
- 通讯单元:采用Profibus-DP和以太网通信,实现上下位机间高效通信。
3. 软件设计
- 上位机软件(WinCC6.0):设计用户界面,实时显示电网状态、数据、告警信息等,实现数据采集和监控。
- 下位机软件(Step7 V5.2):使用梯形图编程,完成参数采集、处理和保护功能,核心是各种保护子程序,如绝缘监视、电流保护等。
基于WinAC的高压防爆开关保护测控系统通过创新的软硬件设计,实现了对煤矿井下高压供电系统的全面监控和智能保护,显著提升了系统的可靠性和自动化程度,符合现代煤矿安全生产的需求。