6AV3515-1MA22-1AA0 全长7公里,面积约150万平方米,是以防洪及综合环境整治为主的综合性市政工程,同时也具有城市生态绿化、观江亲水、休闲健身、文化展示等功能。该工程分三期建成,目前已经完成一、二期,共3.4公里,三期工程已经正式启动,全线工程建成后,武汉汉口江滩公园将成为全球大的广场。 由于江滩一期工程距离较短,其照明控制系统可以在低压配电室内就地控制;然而,江滩工程的二期长2.4公里,配电室较多,就地控制的方式变得不太现实;同时,考虑到后续的三期工程,为实现全园区的所有照明设备的集中监控与管理、提高企业的综合管理水平变势在必行。因此用PC+PLC组建江滩二期工程的照明的集散控制系统(DCS),实现了集中监控与管理的功能,该系统投入运行一年后,一期的照明控制与管理也的扩展到该系统中,同时也为三期工程的照明控制与集中管理留了充裕的扩展接口。 4.2 用PC+PLC实现江滩公园二期工程照明的集散控制系统(DCS) 4.2.1 江滩公园的通信网络背景介绍 在江滩二期建设时,搭建了1000M光纤Ethernet局域网络,该网络为喷泉控制系统、安全监控系统、停车厂收费系统、导游标识系统等提供了可靠的网络通信平台。本文所介绍的照明控制系统也是以该通信网络为平台来完成数据通讯,二期工程共有六个10KV/0.4KV的变压器,它们分别位于市政广场、国宾林、友谊林、网球场、游泳池、园艺区;同时,在每个箱式变压器的15-30米处设计了个低压配电室,并在每个低压配电室内配置网络交换机,配备的PLC设备通过双绞线连接到交换机,基于TCP/IP协议通讯(其网络拓扑图见图2)。
图2 江滩二期1000M局域网网络拓扑图 4.2.2 江滩公园照明配电的现场控制站设计 照明配电的主回路设计:通过低压电缆,把来至箱变低压侧的380/220V市电经隔离开关和断路器后引至开关柜的低压铜母线,然后由低压断路器分成若干支路,在每个分支回路中配置普通三相交流接触器和电流互感器,后到单相或三相用电负载。每个配电柜共计14个三相配电回路,单个配电柜的容量约150KVA,每个分支三相回路约10KW,其配电柜的配电系统图如图3所示。
图3:配电柜的配电系统图
图4:EDA9033接线图 电参量检测单元的选择: 本工程选择山东力创科技有限公司研发生产的EDA9033作为电量采集模块,检测配电柜的电流和各分支回路的电流、电压、功率因素等电参量。该模块采用电磁隔离和光电隔离技术使得电压输入、电流输入及信号输出三方完全隔离,从而保证了测控系统的安全;基于RS-485或RS-232与其他设备通讯,采用RS-485二线制输出接口时,具有+15kV的ESD保护功能,而采用RS-232三线制时,具有±15kV的ESD保护能力;通讯速率(bps)可在1200、2400、4800、9600、19.2k中选择;具有双协议通讯功能,即同时具有ASCII码格式和十六进制格式通讯协议;指令为十六进制格式时,适合于单片机编程接口,过载能力强,可正确测量满量程1.5倍的电压或电流信号[2]。
图5: PLC的接线原理框图
图6: 控制回路原理图 4.2.3 中央控制室工业PC机及监控软件的设计: 根据江滩二期照明控制系统的监控对象,考虑到一期、三期的预留,在中央控制室设计两台工业级PC机分别作为数据库服务器和操作监控服务器,并选用GE公司的iFix Plus Unlimited Ver3.0版本作为监控软件。iFix工控组态软件是一套实现现场数据采集、过程可视化及监控功能的高性能的自动化软件,它在世界范围内已广泛用于生产制造、包装、食品和饮料、石油及天然气生产等众多工业领域[4]。iFix组态软件的优越性能为实现江滩公园的照明集散控制系统提供了可能。iFix 是一套提供现场数据采集,过程可视化及过程监控功能的工业自动化软件解决方案。GE公司是全球大的工控软件公司,提供全面的工业企业解决方案,iFix是GE工业自动化软件解决方案家族中的HMI/SCADA软件组件,实现过程监控,并在整个企业网络中传递信息,基于组件技术的Intellution Dynamics还包括了高性能的批次控制组件、软逻辑控制组件、以及基于Internet功能组件,所有组件能无缝的集成于一体,实时综合地反映复杂的动态生产过程。iFix软件不仅包含大量图形工具,使用户能够快速简单地开发系统,而且iFix软件提供了工业界为强大的功能,包括实时过程的监视和控制,报警和报警管理,历史趋势,统计过程控制,基于用户的安全系统,方便的系统扩展,网络等,用户可以在企业的所有层次位置上都很方便地获得实时过程信息,无论是在控制室还是在会议室,都可以进行交互操作,并很快地做出有效的决策。