基于PLC和触摸屏的智能电源监控系统的设计

2017-12-01郑业双吴伟伟青岛科技大学

数码世界 2017年10期

关键词：断电触摸屏实训室

郑业双吴伟伟青岛科技大学

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针对实训室存在的用电浪费和用电安全问题，设计了一套基于PLC和触摸屏的智能电源控制系统，实现对实训室电源实时监控，经过实践运行，该系统运行稳定、可靠，达到安全用电和节能要求。

电源监控 PLC 智能

目前学校一体化实训室设备比较多，当教室内电气设备无人时运转，浪费现象比较严重，用电安全存在隐患，为此开发了基于PLC的集监控、节电、用电安全一体的电源控制系统。

1 智能电控系统功能、结构组成

本电源监控系统设计实现功能有：①分时段智能化监控实训室，严格按照学院规定的作息时间送电、断电，通过数据分析，得出各实训室用电量的情况及变化趋势。②系统可以实现故障报警、过载断电、异常断电等功能。

1.1 智能电控控制系统组成

本设计利用三菱PLC以编程的方式实现时钟脉冲，采用计数指令，定时制定可切换白天和晚上两种模式，利用触摸屏实现远程控制。利用蜂鸣器来实现报警，控制对象为实训室每层的配电箱总控制开关、应急灯、插座、灯管、风扇、楼道灯。

存在问题：本设计采用的DL-CT08CL7电表专用电流互感器（2000/1）主要用于零序/漏电/剩余电量检测与监控。将电流互感器直接接到PLC上，并没有模拟量输入。

方法一：电流互感器后接整流桥电路，然后接到模拟量输入端。扩展：整流桥后串联一个直流电流表，负载一次侧串联一个电压表。

方法二：5V电源、直流电流表、300欧姆电阻、10K电位器串联后串到模拟量输入两端。电流互感器测出电流后要加个电流变送器。

2 智能电控系统软件设计

智能电控系统的软件设计包括了2个部分:触摸屏组态软件设计和PLC控制程序设计。其中组态软件设计主要设计触摸屏的操作画面，便于实现人机交互。而PLC控制程序主要实现数据采集、显示、跟踪、报警。

2.1 上位机设计

上位机采用昆仑通泰触摸屏，触摸屏型号Tk6050，屏幕由主界面、实时趋势、历史数据、历史曲线、参数设置几部分组成。

2.2 下位机设计

综合考虑以下几个因素：系统需要的功能、I/O点数、程序存储器的容量以及I/O信号的性质、参数、特性等。下位机采用西门子S7-200PLC，可以实现模拟量的采集及处理功能，并执行触摸屏发出的命令，PLC程序的编制采用西门子SIMATIC指令系统，使用梯形图方式，程序编写完成后，经过调试，下载至CPU模块中运行。

表1 PLC分配地址表

软件部分：图1为部分自动送电程序。D8015为系统小时参数，D500为小时设定参数，当D8015=D500时该条指令为真，D8014为系统分钟参数，D501为分钟设定参数，当D8014=D501时该条指令为真，若系统时间等于设定时间则线圈M100得电，即执行上午定点送电程序。图2为某教室送电程序。X000为手动随时送电按钮，X001为手动随时断电按钮；M100为自动送电按钮，M102为自动断电按钮，定时器T0定时时间到可自动给下一间教室送电。