摘要：采用T910PLC單機為硬件基礎、組態軟件LABVIEW為軟件基礎，使用常用的MODBUS協議作為橋梁開發一套某電站電力監控係統，以監控電站電力運行情況。

關鍵詞：騰控T910

、PLC、MODBUS
、電力監控係統
、LABVIEW

近(jin)年(nian)來(lai)，隨(sui)著(zhe)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)規(gui)模(mo)和(he)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)的(de)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)
，為(wei)保(bao)障(zhang)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)的(de)運(yun)行(xing)和(he)獲(huo)得(de)更(geng)高(gao)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)，電(dian)力(li)部(bu)門(men)所(suo)要(yao)求(qiu)監(jian)測(ce)的(de)參(can)數(shu)種(zhong)類(lei)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)。而(er)傳(chuan)統(tong)的(de)人(ren)工(gong)測(ce)量(liang)和(he)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)在(zai)對(dui)被(bei)測(ce)參(can)數(shu)的(de)采(cai)集(ji)
、分析、評估等各個方麵都存在著嚴重的不足，因此，為了滿足現有電力部門的需求和著眼於未來的發展需要
，迫切需要出現一種高效、準確替代手段。而伴隨著工用PLC技術的發展,PLC越來越強大的數據處理能力以及邏輯判斷能力為解決這個問題提供了新的辦法。

    以往在工程實踐當中
，多選用西門子、鬆下、三菱等國外產品，但是其價格昂貴
，維護成本過高，往往令企業望塵莫及。近年來，隨著我國工業發展水平的提高
，一批優秀的國產PLC應運而生，其中騰控T9係列產品就是代表之一。

 

T-910可編程控製器是北京騰控科技有限公司T9係列PLC其中一款產品，使用最大頻率72MHz的ARM工業級CPU，外擴32M SDRAM和4M FLASH，嵌入式操作係統
，2M用戶程序存儲區和2M用戶數據存儲區。編程軟件使用KW MULTIPROG，通過以太網下載程序

，另有3路RS232/485接口。T-910集成12路DI、8路DO、8路AI、2路AO
、2路高速脈衝計數、24V直流輸出於一體。單台模塊即可靈活應用於各種小型工業自動控製場合。

騰控T9係列PLC具有單機輸入/輸出端口類型全
、數量多
、配置標準等特點。特別是模擬量輸入端口數量和信號輸入標準恰能滿足現場需要。而且支持MODBUS協議方便用戶通過第三方軟件對其進行操作，用戶組網選擇性強。

該係統是某研究所所使用
，對係統穩定性及準確性要求比較高
，采用騰控T-910PLC作為中間橋梁，采集電力儀表中的電力參數，包括三相電壓

、電流、功率、功率因數等電量參數，而且還可以檢測到開關運行、故障狀態、工作位置信號。重要的是使用工業標準RS485通訊，有較高的通訊效率及穩定性，並且使用技術成熟的Modbus協議
，不易出現錯誤，對係統的穩定性有很大的幫助。

 

各裝置安裝於該電站電力控製室內
，主要由T-910PLC
、電力儀表、計算機、RS485數據線組成。根據各單元的資源情況和對終端功能的要求
，完成硬件電路連接的設計如圖1所示。

                                      

圖1 係統硬件結構

PLC硬件端口[2]使用情況為：

AI(0-5)：8路模擬量輸入。分別接入現場測量變送器輸出的電流(Ia

、Ib、Ic)、電壓（Uab、Ubc）
，電流0-20mA，電壓0-5V。

DI0(I0.0-I0.2)：分別連接電力儀表的開關運行、故障狀態、工作位置信號I0.0為開關運行信號
，I0.1為故障狀態、I0.2定義為工作位置。

COM1：數傳通道
，與計算機RS485 PCI卡連接。

DIP開關：站號設置。

 

1.         Modbus通信協議

Modbus可分為兩種傳輸模式：ASCII模式和RTU模式。使用何種模式由用戶自行選擇，包括串口通信參數（波特率、校驗方式等）。在配置每個控製器的時候，同一個Modbus網絡上的所有設備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數。由於該係統使用RTU模式
，在這裏簡單介紹一下RTU模式下的數據幀。

 

開始	地址	功能碼	數據	CRC 校驗	結束
T	8bits	8 bits	n× 8 bits	16 bits	T

表1  RTU消息幀

 

起始位與結束位用於標識數據長度
，地址碼為預讀寄存器起始地址
，數據區就是采集數據信息或采集到的數據，CRC校驗碼用於檢驗數據的正確性。

 

2.          虛擬儀器技術

虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試
、測(ce)量(liang)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)應(ying)用(yong)。靈(ling)活(huo)高(gao)效(xiao)的(de)軟(ruan)件(jian)能(neng)幫(bang)助(zhu)用(yong)戶(hu)創(chuang)建(jian)完(wan)全(quan)自(zi)定(ding)義(yi)的(de)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)，模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)硬(ying)件(jian)能(neng)方(fang)便(bian)地(di)提(ti)供(gong)全(quan)方(fang)位(wei)的(de)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)，標(biao)準(zhun)的(de)軟(ruan)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai)能(neng)滿(man)足(zu)對(dui)同(tong)步(bu)和(he)定(ding)時(shi)應(ying)用(yong)的(de)需(xu)求(qiu)。這(zhe)也(ye)正(zheng)是(shi)NI近30年來始終引領測試測量行業發展趨勢的原因所在。隻有同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用於集成的軟硬件平台這三大組成部分，才能充分發揮虛擬儀器技術性能高
、擴展性強、開發時間少
，以及出色的集成這四大優勢。

其中美國國家儀器公司(NI公司)開發LabVIEW (Laboratory virtual instrument engineering workbench-實驗室虛擬儀器工程平台)就是其中的典型代表
，世界各國的工程師和科學家們都已將NI LabVIEW圖形化開發工具用於產品設計周期的各個環節，從而改善了產品質量、縮suo短duan了le產chan品pin投tou放fang市shi場chang的de時shi間jian

，並bing提ti高gao了le產chan品pin開kai發fa和he生sheng產chan效xiao率lv。使shi用yong集ji成cheng化hua的de虛xu擬ni儀yi器qi環huan境jing與yu現xian實shi世shi界jie的de信xin號hao相xiang連lian，分fen析xi數shu據ju以yi獲huo取qu實shi用yong信xin息xi，共gong享xiang信xin息xi成cheng果guo
，有you助zhu於yu在zai較jiao大da範fan圍wei內nei提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv。虛xu擬ni儀yi器qi提ti供gong的de各ge種zhong工gong具ju能neng滿man足zu我wo們men任ren何he項xiang目mu需xu要yao。

 

3.         軟件整體思路：

首先，由於騰控T-910支持MODBUS通訊協議
，並且不需要過多進行過多編程
，隻需要把硬件連接好，對應的輸入輸出參數就進入到了T-910的內部寄存器中，在使用MODBUS協議將寄存器中的內容讀取出來即可。

例如
，T-910內部寄存器地址30001-30006對應著Ia、Ib、Ic、Uab、Ubc Uca，量程0-2000。若采集到的電流參數為a，電壓參數為b則有：

實際電流I=K*(a/20000)*20，單位A
，其中K為電力儀表比例參數。

實際電壓U=K*(a/20000)*5，單位V，其中K為電力儀表比例參數。

這樣，就可以在計算機上進行數據的分析，存儲等功能。

 

該電力監控係統使用騰控T910係類PLC、LabVIEW軟件及Modbus通信協議完成了電力儀表數據采集工作，並使用數據庫完成了電力參存儲、查zha詢xun等deng多duo項xiang功gong能neng，精jing確que地di將jiang電dian力li參can數shu顯xian示shi出chu來lai，使shi用yong報bao警jing功gong能neng實shi現xian了le現xian場chang少shao人ren或huo者zhe無wu人ren值zhi守shou，保bao障zhang了le操cao作zuo人ren員yuan的de安an全quan
，而er且qie還hai給gei操cao作zuo人ren員yuan提ti供gong了le一yi個ge可ke視shi的de
、良好的操作環境，運行穩定可靠，滿足了係統的主要技術指標，受到用戶好評。因此具有一定的實際意義。