1、体系组成与工作原理

1.1 体系组成

干式变压器的温控体系重要由5部分组成：传感器、A/D模块、PLC主机、输入输出模块及人机界面等，体系构造原理图如图1所示。在操纵部分，选用SIEMENS的S7-300 PLC对采样信号进行快速、可靠的处置，组态软件为SIMATIC STEP 7；选用SIEMENS的TP270 6’触摸式人机界面(HMI)对实时温度值和各种故障信息进行显示、赌咒，组态软件为SIMATIC ProTool V6.0。HMI和PLC之间采纳MPI(多点)通信方法，通过对HMI画面上所设元件属性和与PLC的数据交流地址的定义，实现HMI上相干元件对应的暂存器对PLC存储单元的读写。

图1 体系构造原理图

1.2 工作原理

干式变压器的安全运行和使用寿命与变压器运行温度的上下有着直接的关系，因此对变压器运行温度的实时监控十分首要。由传感器对变压器铁心和绕组的温度进行采样，所测温度信号经放大和A/D转换后送PLC，应用软件进行数据处置，处置后的数据送HMI进行实时显示。在HMI上设定风机主动启/停温度，PLC依据设定值，可主动启/停变压器所配备的冷却风机，对变压器进行降温。必要时还可通过触摸HMI上按钮，手动启停风机。在HMI上设置超温报警及超温跳闸温度限定值。当变压器绕组温渡过高，超过限定值时，PLC将输出绕组超温报警信号和绕组超温跳闸信号，并在HMI上显示出具体信息。在HMI上可进行手动消音，手动跳闸操作。赌咒各种报警信息及故障产生时的各相温度值，必要时，可在HMI上输入光阴条件进行查询，并依据须要随时进行打印。该体系中的数据采集处置、风机运行和故障报警由PLC和HMI通过编制相应的软件来完成。

2、体系的软件设计

SIMATIC ProTool是西门子公司推出的组态软件，该软件由2部分组成：ProTool/Lite、ProTool或ProTool CS(组态体系)组态软件和用于历程可视化的运行体系软件(例如ProTool/Pro RT)。2个体系均可以在Windows98 SE、Windows Millenium、Windows2000和Windows NT 4.0操作体系上运行。该软件具有报警赌咒、报表打印、趋势曲线等多种功效，并支撑除Siemens之外的第三方制作商的通信协定。本体系在其根基上进行了画面设计、通信组态、报警设置、安全维护设计等一系列利用开发。

2.1 画面设计

触摸屏画面设计不仅请求能实现所有的操纵功效(输入及显示参数、存储纪录、报警、打印等)，而且要简略明了，易于操作人员准确的实行操作。斟酌体系所需监控的历程变量和实际功效，共组态了8组画面，下面介绍几个基础画面。

(1) 主画面

设计的监控主画面如图2所示。主画面的中央是温度的数据显示。上半部分采纳纯数字方法对变压器三相的铁心温度及高、低压绕组温度进行实时显示；下半部分采纳模仿显示方法，突出变压器的最高铁心温度和最高绕组温度。在程序运行时，各温度值可动态显示。主画面的右部为口令输入域和触摸操作区，此处各按钮需输入不同级别的口令方可进入。主画面的下部为无需权限的触摸操作区。操作人员通过触摸按钮，可以切换到各监控子画面，进一步控制体系的工作情形，或进行参数设定与修正。

图2 监控主画面

(2) 故障赌咒

每当有报警信号发生，都会在触摸屏界面上弹出报警新闻窗口，同时报警灯闪耀。将报警新闻进行归档，再创立一画面组态新闻视图，就可保留并显示体系运行以来的所有报警新闻。提醒报警号，报警发生的日期、光阴，报警发生的原因，以及是否确认等信息。

(3) 数据赌咒

组态事件新闻并归档，在每次发生报警时，对各相的铁心温度和绕组温度通过归档事件新闻进行赌咒，以便将来查询。

(4) 温度实时趋势图

实时趋势图用于在线显示较慢而持续的历程变量。显示时，实时趋势在每个光阴单位(时钟脉冲)内一次只从PLC读取一个趋势值，并添加至操作单元上显示趋势。该程序中共组态3组实时趋势，每组显示一相的高压绕组、低压绕组及铁心温度3个变量的曲线，每个变量每10s读取一次，曲线同时显示100点。

(5) 参数设定

在本画面中，操作员可以对风机的主动启/停温度，绕组超温报警温度和绕组超温跳闸温度进行设定，调解。进入该画面后，若软键盘10s内无动作，体系将主动返回主画面。

2.2 安全维护设计

ProTool容许用户使用口令来制止其他未授权人员使用控件，从而增添体系的安全性。ProTool供应的口令级别从0到9。口令级0不需输入口令；口令级1至8，依据功效的首要性进行分配；如用户分配到口令级4，则可实行口令级0到4的功效。口令级9仅授权于体系管理员。针对安全管理和操作的须要，该体系中定义了体系管理员级即9级和操作员1级两级口令。对参数设定和手动跳闸功效需使用体系管理员级口令，其他操作，如消音、手动启/停风机、查看历史赌咒等，也要先输入口令进行登陆。输入口令，触摸“登陆”按钮，再触摸其他功效按钮，便可进入等于或低于该口令级别的子画面。子画面操作完毕返回主画面后，触摸“退出”按钮，则口令失效，再次进入子画面需重新输入口令。若没有触摸“退出”按钮，体系将在1min后主动撤销口令。

2.3 人机界面与PLC之间的通信

西门子人机界面与PLC之间的通信方法有3种：PPI(点到点)通信方法，MPI(多点)通信方法和PROFIBUS??DP通信方法。该温控体系中采纳MPI(多点)通信方法。

S7-300 PLC上有一尺度化的MPI接口，它既是编程接口，又是数据通信接口，使用S7协定(重要用于较近距离的数据通信)。由于MPI接口是RS485构造，PLC与人机界面之间通过RS485线相连，其传输速率为187.5k波特率。一个MPI网可以有多个网络节点，其地址是在S7-300硬件组态中设置的。该体系中人机界面的MPI地址为“1”；CPU的MPI地址为“2”。

人机界面与历程之间通过PLC应用变量进行通信。通常在PLC和操作单元之间交流的数据为历程数据。为此在组态中创立指向PLC上某个地址的变量。触摸屏从指定的地址中读取该数值并显示它。同样的，操作员可以在触摸屏上输入将被写入PLC上某个地址的数据。

3、收场语

在110kV干式变压器温控体系中将PLC和触摸显示屏联合在一起，并采纳PLC和触摸屏的相应软件对各采样值进行操纵、处置，在温度的实时显示、数据赌咒、报警等方面具有很大的优胜性。操作人员不仅能便利的察看和控制变压器的实时运行温度，还可依据报警新闻，快速的消除故障；借助历史赌咒，管理人员还可对首要数据进行剖析、查询，为电力调度、体系计划等方面供应首要的根据，大大进步运行管理程度。

参考文献

[1] STEP7 V5.1编程手册［Z］.SIEMENS，1998.

[2] SIEMENS ProTool V6.0使用手册［Z］.SIEMENS，1998.

[3] 谢汝生，张松顺，贺恩德.HMI在PLC操纵体系中核子称标定历程中的利用［J］.盘算机测量与操纵，2002，(6).