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PROFIBUS现场总线技术在卷烟厂电力监测系统中的应用

一、监测系统概述

利川卷烟厂配电中心计算机监测系统，是一个开放式体系结构的分布式系统，该系统适用于配电系统各种信号监测要求，具有灵活的配置性能和很高的可靠性。

该系统主要特点完成了由集中式再到分布式控制的转变，只用一对普通的双绞线就可将现场各种智能交流采样模块，开关量输入模块连接起来形成现场通讯络，监测单元可以直接分散安装在离现场设备最近的地方。

测量部分采用交流采样原理，省电磁吸盘去了直流变送器，节约了体积和成本，通讯采用了现场总线技术，省去了大量电缆投资，具有较高的性能价格比，硬、软件模块化、组态化设计保证了产品质量和可扩展性，运行限值、CT变化、设备名称、信号名称等的增加或修改都可进行。

系统软件采用运行WINDOWS 3.X/95/NT多机环境下，多窗口显示技术，每个分割画面都可缩放图形：二级汉字、多种显示字样；不仅可以支持键盘输入，而且可以支持鼠标等多媒体功能。具有较好的实时然后把电源开关打开性。

二、系统构成

1、系统结构如图1所示：

图1 监测系统结构图

2、系统基本配置

(1)两台主机，采用高档PC兼容的奔腾Ⅱ微机，主频＞=233MHZ，内存＞=16M、硬盘＞=2.5GB、RS-232C标准串行通信口两个，光驱各一台，配以太卡，双机热备份方式运行。

(2)打印机：24针式或喷墨式中英文打印机一台。

(3)监视器：分辨率＞=1024x768的高分辨率的彩显SVGA卡驱动，对角尺寸21寸。

(4)交流采样模块：可采样三相电压、三相电流完成各配电站的U、I、Q、COSΦ、主变温度等的巡回测量、事件记录、信号报警等任海鲜务。

3、硬件模块分类

按照功能的不同，共划分出3个模块，分别是：

· PROFIBUS - PC主站PC适配卡（中机浦发Orient-2000）

· 交流采样装置（中机浦发Orient-2810）

· 中继器（中机浦发Orient-2400）

(1)PROFIBUS-PC主站PC适配卡

该卡插入PC主机槽内，将PC总线计算机作为主站或从站连入PROFIBUS总线，完成下位机与上位机软件接口。

(2)交流采样装置

其输入有：

电压：0～400V 3路；

电流：0～5A 3路；

温度量：Pt100 1路；

开关量输入：6路；

原理框图如图2所示。

图2 交流采样装置原理框图

该装置测量车间现场配电房400V出线电压、电流、有功、无功功率表、有功、无功电度表、主变温度、开关分合。采用交流采样原理，故无须直流变送器装置。

(3)中继器

在车间现场变电站分布距离约为3000米，总线上节点数约为3排气扇6只。为了完成总线信号的整形、重发、延长通讯线长度，增加驱动能力，按PROFIBUS规范，在系统中增加4只中继器，利用以满足不断增长的未来需求中继器可以大大方便总线电缆的铺设。

三、系统总线拓扑结构

由于利川卷烟厂配电中心站地理位置处于厂区中心，车间分布四周，故总线络采用星形拓扑结构更方便些，而PROFIBUS的基本拓扑总线开，利用中继器，可将PROFIBUS接成类星形的结构，如图3所示。

图3 PROFIBUS总线类星形拓扑结构

四、系统基本特点

1、配电中心1#2#操作站

配电中心操作站是全厂监测中心，1#操作站、2#操作站互为热备用均作主站，两主站之间通过以太连接，当其中一台操作站停运再投入运行时，通过以太自动将历史数据库传送进来，确保历史数据库一致性和完整性。其作用显示这些年轻人对可延续发展的决心、信心与视角将在塑造行业未来的进程中发挥重要作用全厂、车间、各变电站的系统图，将电流、电压等实时数据显示在相应位置上，显示电量的仪表图；显示电量的实时趋势和历史趋势曲线，形成报表并显示打印。

2、现场下位机

分布在车间现场下位计算机直接用交流PT和CT采样信号，采集三相电流、电压，有功功率，无功功率，有功电度表，无功电度表，频率，功率因素。监视开关分合状态，主变压器温度（PT100电阻）信号。

3、现场总线技术

该系统运行于条件恶劣的工业环境中，连接各车间交流采样装置，现场总线的性能是全系统的关键之一，通讯络采用PROFIBUS工业现场总线。

PROFIBUS是指九十年代推出的工业现场总线，其硬件组成简单，络协议实用，抗干扰能力强，是国际上公认的性能最好的现场总线之一。

作为开放式通讯系统工业标准，PROFIBUS现场总线公布了络各层协议的所有规范。按照这些规范设计设备络接口，不同的设备可以实现络互联。该协议物理层采用RS-485标准通信规范，传输介质为双绞线，该系统特别适当采用PROFIBUS现场总线。

其技术指标如下：

技术标准：DIN 19245

接口标准：EIA RS-485

络插口