基于MCGS的配电室测控系统

1 运行环境

本系统是根据天津乐仁堂制药厂变电室的需求而设计的一套供电微机监测系统。该单位变电室分高压间、低压间和管理室。高压近线经主变压器降至380V后送至低压间。通过低压间的配电柜供给生产需求。其主要用于制剂厂房、制剂冷冻、锅炉房、照明等厂房和设备，共有18套配电柜。其中有56路开关量，68路仪表。

2 系统的组成

经过实地的考察与策划，以及可实现性的论证。提出了该系统的方框图如图1下：

高压进线经主变压器分为1 000kV和800kV两路，后又经过降压降至380V后送至两个低压间，通过低压间配电柜供 厂房、动力、照明使用。本系统采用4块PMAC9900标准电力监测仪来监测该用电系统的相电压、相电流、总功率、总电度、功率因数等电能参数。用64块“银燕”AR-1电流变送器仪表来采集各配电柜的电流，以便用微机来监测。因此，该系统从仪表采样，采用电流转换电压模块，将0A~5A的电流信号转换为0V~5V的标准电压信号。同时采用交直流变换模块，将电压信号也转换为0V~5V的标准电压信号。将该采集得的信号作为数据引至微机，再由MCGS工控组态软件来实现对采集数据的存储、转换、处理、显示及报表打印。

3 硬件组成

3.1 工控机

采用IBM原装Personal Computer 3000GL工控机，配有大屏幕监视器。通过RS232/485适配器与仪表连接。监视器实时显示低压间供电设备的运行情况

3.2 模拟输入卡

模拟输入卡采用研华PCL-813接口卡，本设备用于MCGS操作和读写接口卡的数据PCL-813模拟输入卡是一个32通道的模拟输入卡。PCL-813板卡使用16位连续的的地址空间，也可以为其它的外部装置和接口板卡设置专属地址。

3.3 PMAC9900标准电力监测仪

本系统中采用4块PMAC9900标准电力监测仪，主要是用来测量本系统主电路的电能参数，接在1# 、2# 受总柜。此仪表有三个电压输入口，六个电流输入口。通过电压和电流采集进来的数据，经过内部换算可以测量出有功功率、无功功率、功率因素等测量值。

3.4 “银燕”变送器

在本系统中采用64台AR-1型交流变送器，把各配电柜中经过互感器的输出的0A~5A标准电流信号,转换为0V~5V的电压信号。

4 硬件连接

本系统的整个硬件通信连接方式如下图2所示：

5 测控软件系统

5.1 测控功能的设计目的

在计算机上以规范的图形显示出变电室的运行情况。实时采集现场的数据，并能对采集到的数据自动进行定时保存和统计处理，能按需要显示实时和历史用电的情况，并能完成对原始数据的查询和显示。根据不同的需要打印出变电室各种统计报表，能做到定时、随机打印报表。

5.2 软件的开发环境

该系统是利用MCGS（Monitor and Control Generated System）工控组态软件（以下MCGS），在WINDOWSXP环境下开发完成。该组态软件为用户提供了从数据采集到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出等解决实际工程问题的完整方案和操作工具。

5.3 监测软件各功能的实现

1）数据采集与存储

数据采集程序是该程序的关键点。在该部分中，通过设备窗口的ModBus设备连接PMAC9900标准电力监测仪表采集进来的数据，通过研华PCL-813 A/D转换通道连接将A/D信号依次读入，按预先设定好的存盘属性将数据进行存储。

2）数据显示

建立设备通道与实时数据库的连接，指明每个设备通道所对应的数据对象，通过设备构件，把采集到的外部设备的数据送入实时数据库，再由用户窗口组成的图形对象与实时数据库中的数据对象进行连接关系，以动画形式实现数据的可视化。

3）报表输出

为了用户能够快速方便的组态工程数据报表，MCGS系统提供了灵活方便的报表组态功能。本系统就是采用历史表格构件来完成报表的打印输出。

4）与外部设备的连接

在此选用研华PCL-813A/D接口，下面是它的属性设置。

（1）I/O基地址：220；

（2）AD输入量程：0~5V 单极；

（3）AD重复采集次数：15；

（4）AD前处理方式：最大值最小值处理；

（5）通道连接：有32个通道，每个通道对应一个变量，分别连接上A、B、C变量；

（6）数据处理：选用工程转换，将0V~5V电压信号转换为相应的电流量值。

6 结论

本系统采用MCGS组态软件设计简单易懂，可以很轻松的完成各种历史数据的查询和统计，从而有效的减轻了管理人员的劳动强度，实现了变电室的自动化管理。