智能供配電技術(shù)- 課件 項(xiàng)目6、7 智能供配電系統(tǒng)二次設(shè)計(jì)、智能供配電系統(tǒng)單體通信集成

智能供配電技術(shù)項(xiàng)目6：智能供配電系統(tǒng)二次設(shè)計(jì)本項(xiàng)目主要內(nèi)容任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)項(xiàng)目導(dǎo)入

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對供配電系統(tǒng)的可靠性越來越高。新的數(shù)字化、智能化技術(shù)正不斷融入供配電系統(tǒng)，尤其是承擔(dān)著供配電系統(tǒng)控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)、測量和監(jiān)視一次回路中系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和各設(shè)備工作狀況的二次回路，正在不斷融入物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)等技術(shù)。本項(xiàng)目將從二次回路原理接線圖設(shè)計(jì)、二次回路展開接線圖設(shè)計(jì)、二次回路安裝接線圖、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)方面展開，學(xué)習(xí)繼電保護(hù)裝置、框架斷路器、塑殼斷路器、電量儀表等智能供配電設(shè)備的二次回路設(shè)計(jì)，并完成典型智能低壓配電出線柜抽屜二次回路設(shè)計(jì)。項(xiàng)目目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解二次回來操作電源種類與應(yīng)用；2.掌握二次回路設(shè)計(jì)基本原則；3.掌握二次回路標(biāo)號(hào)。技能目標(biāo)1.能根據(jù)一次圖與設(shè)備說明書完成多功能電力儀表、智能斷路器、繼電保護(hù)裝置等智能供配電設(shè)備的二次回路圖設(shè)計(jì)；2.能根據(jù)項(xiàng)目要求完成智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)。項(xiàng)目知識(shí)（課前）知識(shí)6-1二次回路的操作電源知識(shí)6-2二次回路圖紙?jiān)O(shè)計(jì)知識(shí)6-3二次回路的標(biāo)號(hào)項(xiàng)目準(zhǔn)備本項(xiàng)目實(shí)施需要的設(shè)備和軟件如下：1、1臺(tái)安裝CAD軟件的計(jì)算機(jī)；2、1套某機(jī)場智能供配電系統(tǒng)一次回路圖紙及設(shè)計(jì)說明。在完成本項(xiàng)目二次回路操作電源、二次回路圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求以及回路標(biāo)號(hào)等知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，以某機(jī)場智能供配電項(xiàng)目為案例，根據(jù)設(shè)計(jì)院的一次圖紙與設(shè)計(jì)說明等資料，完成如下4個(gè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)任務(wù)：任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)；任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)；任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)；任務(wù)6-4機(jī)場智能供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)；任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)；任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)；任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)。任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)如學(xué)習(xí)情景一項(xiàng)目2中所述，多功能電力儀表為一種具有可編程測量、顯示、數(shù)字通信和電能脈沖變送輸出等多功能的智能儀表，其可測量一次回路電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率等電量參數(shù)。本任務(wù)以智能低壓進(jìn)線柜所配置的M1M系列儀表為例，了解常見多功能電力儀表監(jiān)測主回路電量監(jiān)測的二次回路設(shè)計(jì)。1、M1M系列儀表端子接線圖M1M系列儀表的背面共有三排接線端子，端子示意圖如M1M系列儀表端子示意圖所示，端子的定義見M1M系列儀表端子定義表。M1M系列儀表端子示意圖任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)M1M系列儀表端子定義表任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)1、M1M系列儀表端子接線圖根據(jù)多功能電力儀表應(yīng)用的場合不一樣，其控制原理圖可分為三相四線制3TA、三相四線制1TA、三相三線制3TA、三相三線制2TA、三相三線制1TA等，在此介紹常用的三相四線制3TA應(yīng)用，其電氣接線如三相四線制3CT電氣接線圖所示。一次回路電壓經(jīng)過熔斷器后接入儀表L1、L2、L3號(hào)端子，實(shí)現(xiàn)主回路電壓信號(hào)采集，A相TA接入I1S1、I1S2號(hào)端子，B相CT接入I2S1、I2S2號(hào)端子，C相TA接入I3S1、I3S2號(hào)端子（在實(shí)際設(shè)計(jì)中，I1S2、I2S2、I3S2號(hào)端子可能會(huì)短接，且TA電流匯總線必須接地，避免電流互感器二次回路開路后產(chǎn)生的高壓傷及人身），RS485A、B號(hào)端子為通信端子接至邊緣控制器。三相四線制3CT電氣接線圖任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)智能低壓進(jìn)線柜一次圖任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)2、智能低壓進(jìn)線柜一次回路電量測量圖在智能低壓進(jìn)線柜一次圖中我們可以看到，在一次回路上采用3個(gè)CT如圖框中所示，它將一次回路中的大電流變送為0~5A小電流，并輸送到多功能電力儀表電流采樣端，智能供配電系統(tǒng)通過多功能電力儀表M1M，實(shí)現(xiàn)電壓、電流等信號(hào)的采集。任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜電量監(jiān)測二次回路設(shè)計(jì)我們根據(jù)進(jìn)線柜一次回路圖，設(shè)計(jì)進(jìn)線柜電量監(jiān)測二次回路。首先根據(jù)控制與監(jiān)測邏輯完成控制原理圖設(shè)計(jì)。在本任務(wù)中，由于所配置的框架斷路器自帶通信接口，不需多功能電力儀表采集斷路器分/合閘與故障信號(hào)，M1M多功能電力儀表僅需實(shí)現(xiàn)包括電流、電壓、功率、有功功率、無功功能等電量的采集與顯示，并且通過通信接口送至邊緣控制器。而功率、有功功率、無功功能等電量可以通過采集電流、電壓與間接計(jì)算獲得，因此多功能電力儀表僅需采集如進(jìn)線柜電量監(jiān)測電氣控制原理圖中TA1-3、U1-U3內(nèi)容所示的一次回路電壓與電流信號(hào)。引至一次回路的L、N電源為多功能電力儀表提供操作電源。進(jìn)線柜電量監(jiān)測電氣控制原理圖任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜電量監(jiān)測二次回路設(shè)計(jì)在完成進(jìn)線柜多功能電力儀表控制原理圖設(shè)計(jì)后，開展進(jìn)線柜多功能電力儀表、電流互感器與熔斷器的端子接線圖設(shè)計(jì)。在控制原理圖中，電壓信號(hào)U1-U3，L1-3相直接經(jīng)熔斷器FU1-FU3接入M1M的L1、L2、L3號(hào)端子，N相接至X20端子排13號(hào)端子，因此在端子接線圖中設(shè)計(jì)如進(jìn)線柜多功能電力儀表端子接線圖、熔斷器端子接線圖中U1-U3內(nèi)容所示。電流信號(hào)3個(gè)TA的S1端分別經(jīng)X10端子排1、2、3號(hào)端子接至多功能電力儀表I1S1、I2S1、I3S1號(hào)端子，3個(gè)TA的S2端并聯(lián)接至X10端子排4號(hào)端子與X10端子排5號(hào)端子短接接至保護(hù)地，因此電流信號(hào)回路監(jiān)測端子接線如進(jìn)線柜多功能電力儀表端子接線圖、CT端子接線圖中TA1-TA3內(nèi)容所示。進(jìn)線柜多功能電力儀表端子接線圖任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)熔斷器端子接線圖任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)CT端子接線圖任務(wù)6-1低壓智能進(jìn)線柜電量監(jiān)測回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)斷路器為一種能接通、承載以及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流,也能在所規(guī)定的非正常電路(例如短路)下接通、承載一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯囊环N機(jī)械開關(guān)電器。在低壓配電系統(tǒng)中一般在電流≥630A時(shí)采用框架斷路器，反之則采用塑殼斷路器。本任務(wù)以智能低壓進(jìn)線柜所配置的E2系列框架斷路器為例，學(xué)習(xí)常見框架斷路器的二次回路設(shè)計(jì)。1、智能低壓進(jìn)線柜一次系統(tǒng)介紹該智能低壓進(jìn)線柜一次系統(tǒng)如智能低壓進(jìn)線柜一次系統(tǒng)圖所示，從圖中可以看到，一次回路采用一臺(tái)E1.2N630框架斷路器來實(shí)現(xiàn)主回路接通與分?jǐn)啵⑶遗渲?個(gè)220VAC分合閘線圈（YO/YC）、1個(gè)Modbus通信附件以及1個(gè)云服務(wù)模塊。系統(tǒng)采用電纜下進(jìn)線的方式，線路中的浪涌保護(hù)器（抑制器）能有效的防止雷擊過電壓和操作過電壓。智能低壓進(jìn)線柜一次系統(tǒng)圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)2、E2框架斷路器接線端子介紹E2框架斷路器控制單元為電子脫扣器，其電氣接線圖如E2框架斷路器脫扣器端子圖所示。框架斷路器分為固定式和抽出式兩種，接線端子都位于斷路器頂部，大致分：輔助電源（工作電源或控制電源）、合閘彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)（儲(chǔ)能電機(jī)工作電源）、觸頭信號(hào)（脫扣信號(hào)觸頭/彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)的位置觸頭/合閘準(zhǔn)備就緒觸頭/斷路器分合閘輔助觸頭等）、各類控制線圈（YR電氣復(fù)位線圈/分閘線圈/合閘線圈/第二分閘線圈或欠壓脫扣器等）、TripUnitI/O（脫扣器I/O單元區(qū)）以及其他模塊組成。端子采用快速插拔端子片，提高接線效率和故障維修更換速率。接線端子下方清晰的標(biāo)注著各端子號(hào)及斷路器內(nèi)部元件文字符號(hào)，方便快速識(shí)別。E2框架斷路器脫扣器端子圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)電氣回路工作原理介紹：（1）框架斷路器S51/S33/M/YR接線端子該組接線端子內(nèi)部電氣回路工作原理如E2框架斷路器S51/S33/M/YR端子圖所示，主要包括S51脫扣信號(hào)觸點(diǎn)回路、S33彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)就緒位置信號(hào)觸點(diǎn)回路、M彈簧儲(chǔ)能電機(jī)回路和YR脫扣復(fù)位線圈回路，具體介紹如下。E2框架斷路器S51/S33/M/YR端子圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)（1）框架斷路器S51/S33/M/YR接線端子1）S51脫扣信號(hào)觸點(diǎn)回路接線端子號(hào)，分別是95#、96#、98#。95#為公共端、96#為常閉信號(hào)、98#為常開信號(hào)，當(dāng)主回路中發(fā)生電氣故障框架斷路器跳閘，S51觸點(diǎn)被斷路器內(nèi)部機(jī)械機(jī)構(gòu)觸發(fā)動(dòng)作，96#常閉信號(hào)變常開、98#為常開信號(hào)變常閉，該觸點(diǎn)信號(hào)可接入控制回路作為故障保護(hù)用，或控制指示燈作為信號(hào)指示使用。2）S33彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)就緒位置信號(hào)觸點(diǎn)回路接線端子號(hào)，分別是35#、36#、38#。35#為公共端、36#為常閉信號(hào)、38#為常開信號(hào)，該位置觸點(diǎn)開關(guān)安裝在斷路器彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)處，當(dāng)斷路器彈簧儲(chǔ)能是觸發(fā)S33觸點(diǎn)開關(guān)，36#常閉信號(hào)變常開、38#為常開信號(hào)變常閉，該觸點(diǎn)信號(hào)通常用于控制指示燈作為信號(hào)指示使用。3）M彈簧儲(chǔ)能電機(jī)回路接線端子號(hào)，分別是U1#、U2#。在U1#、U2#端子上加220V-250V控制電壓，儲(chǔ)能電機(jī)M啟動(dòng)，當(dāng)彈簧完成儲(chǔ)能后，帶動(dòng)一個(gè)與其機(jī)械聯(lián)動(dòng)的儲(chǔ)能限位開關(guān)S33M/1動(dòng)作，使常閉接點(diǎn)斷開，電機(jī)的儲(chǔ)能回路切斷，電機(jī)儲(chǔ)能結(jié)束。當(dāng)合閘動(dòng)作后，儲(chǔ)能限位開關(guān)S1自復(fù)位，若U1#、U2#端子上控制電壓仍存在，新的一次儲(chǔ)能開始；注意儲(chǔ)能時(shí)間：從開始儲(chǔ)能至儲(chǔ)能完成指示牌動(dòng)作，期間電源消失，停止儲(chǔ)能，再次得電在原來儲(chǔ)能基礎(chǔ)上繼續(xù)儲(chǔ)能，直到完成。任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)（1）框架斷路器S51/S33/M/YR接線端子4）YR脫扣復(fù)位線圈回路接線端子號(hào)，分別是R1#、R2#。當(dāng)主回路中發(fā)生電氣故障框架斷路器跳閘，斷路器本體上的“T.U.Reset”彈出，未復(fù)位之前框架斷路器無法再次進(jìn)行合閘操作。沒有安裝脫扣復(fù)位線圈的斷路器，需操作人員現(xiàn)場對齊進(jìn)行復(fù)位操作，配置YR脫扣復(fù)位線圈后，在R1#、R2#端子上加控制電壓，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，配合智能供配電控制系統(tǒng)達(dá)到遠(yuǎn)程復(fù)位操作功能。（2）框架斷路器TripUnitI/O接線端子該組接線端子主要包括：EkipMeasuring模塊的電壓插口（V3#、V2#、V1#、Vn#）、Rc剩余電流保護(hù)用傳感器輸入（Rct#、Rca#、Ge-#、Ge+#）、變壓器星形中心點(diǎn)的傳感器輸入（Ge-#、Ge+#）、區(qū)域選擇性保護(hù)接口（Szi#、Szo#、Gzi#、Gzo#），該組接線端子個(gè)別存在多種用途，端子具體功能取決于配置的附件以及外部配合元件的功能，TripUnitI/O接線端子本項(xiàng)目不作要求，想了解具體內(nèi)容可查閱E2框架斷路器說明手冊。任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)（3）框架斷路器EkipSupply接線端子該組接線端子內(nèi)部電氣回路工作原理如E2框架斷路器EKIPSupply端子圖所示，EkipSupply即框架斷路器的電源模塊，將外部輸入的110~220VAC/DC電壓轉(zhuǎn)換為24V~48VDC電壓為電子脫扣器提供工作電源，K1#、K2#為外部輸入端，W3#、W4#為本地總線。E2框架斷路器EKIPSupply端子圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)（4）框架斷路器合分閘線圈接線端子合分閘線圈接線端子內(nèi)部電氣回路工作原理如E2框架斷路器合分閘線圈端子圖所示，具體介紹如下。1）YC合閘線圈回路接線端子號(hào)，分別是C1#、C2#。用于控制框架斷路器，只有當(dāng)操作機(jī)構(gòu)的合閘彈簧已儲(chǔ)能且框架斷路器已做好合閘準(zhǔn)備時(shí)，才能合閘。在C1#、C2#端子加上220V~240VAC控制電壓，合閘線圈得電，框架斷路器合閘。配有通信模塊的斷路器，加裝Ekipcom驅(qū)動(dòng)模塊并在C3#端子上提供控制電壓，可實(shí)現(xiàn)以通信的方式遠(yuǎn)程控制框架斷路器合閘。2）YO分閘線圈回路接線端子號(hào)，分別是C11#、C12#。用于控制框架斷路器，框架斷路器合閘后，在C11#、C12#端子加上220V~240VAC控制電壓，分閘線圈得電，框架斷路器分閘。配有通信模塊的框架斷路器，加裝Ekipcom驅(qū)動(dòng)模塊并C13#端子上提供控制電壓，可實(shí)現(xiàn)以通信的方式遠(yuǎn)程控制框架斷路器分閘。E2框架斷路器合分閘線圈端子圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜框架斷路器控制回路設(shè)計(jì)根據(jù)一次系統(tǒng)圖和框架斷路器接線端子描述，設(shè)計(jì)進(jìn)線柜框架斷路器控制回路圖。在本任務(wù)所設(shè)計(jì)的框架斷路器需實(shí)現(xiàn)電氣合/分閘、遠(yuǎn)程通信合/分閘兩種不同的控制模式；框架斷路器合分閘后儲(chǔ)能電機(jī)能自動(dòng)為彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能；配置儲(chǔ)能指示燈、合/分閘指示燈；控制電源采用220VAC。根據(jù)任務(wù)要求分析框架斷路器控制原理圖設(shè)計(jì)思維，以搭積木的方式將控制電氣回路拆分為控制電源、合閘回路、分閘回路、儲(chǔ)能回路、狀態(tài)信號(hào)指示回路和脫扣器供電回路，一步步完成最終圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜框架斷路器控制回路設(shè)計(jì)（1）合閘回路通過合閘按鈕，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)電氣控制框架斷路器合閘功能，需要注意的是合閘線圈不能長時(shí)間通電。實(shí)現(xiàn)方法：通過合閘回路工作原理，將控制電源、合閘按鈕、C1#、C2#端子之間的電氣回路串聯(lián)，考慮到合閘線圈不能長時(shí)間通電，還需在控制回路中串接常閉輔助觸點(diǎn)，斷路器合閘后，切斷合閘回路電源。為C3#端子接入電源實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程合閘功能。原理圖設(shè)計(jì)方法：以合閘回路額定電壓為AC220V為例，注意：從檢修安全角度，開關(guān)控制火線或電源正極，位于被控對象之前。合閘控制原理圖接線設(shè)計(jì)過程如合閘回路原理圖設(shè)計(jì)步驟圖所示。第1步：排列元件圖形符號(hào)，圖中的控制電源、控制開關(guān)、合閘按鈕、合閘單元；第2步：標(biāo)注電氣符號(hào)即代號(hào)以及各元件接線端子號(hào)；第3步：從電源L端開始連線，到電源N端結(jié)束；第4步：添加回路編號(hào)，檢查是否有遺漏部分，最終完成回路圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。合閘回路原理圖設(shè)計(jì)步驟圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)合閘回路原理圖設(shè)計(jì)步驟圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜框架斷路器控制回路設(shè)計(jì)（2）分閘回路通過分閘按鈕，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)電氣控制框架斷路器分閘功能，需要注意的是與合閘線圈一樣，分閘線圈不能長時(shí)間通電。實(shí)現(xiàn)方法：通過分閘回路工作原理，將控制電源、分閘按鈕串聯(lián)，C11#、C12#端子之間的電氣回路串聯(lián)，考慮到合閘線圈不能長時(shí)間通電，還需在控制回路中串接常開輔助觸點(diǎn)，斷路器分閘后，切斷分閘回路電源。為C13#端子接入電源實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程合閘功能。原理圖設(shè)計(jì)方法：參考分閘回路的設(shè)計(jì)方法。（3）儲(chǔ)能回路儲(chǔ)能回路采用自動(dòng)儲(chǔ)能的方式，當(dāng)彈簧儲(chǔ)能后完成一次合分閘動(dòng)作后，儲(chǔ)能電機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)彈簧完成儲(chǔ)能。實(shí)現(xiàn)方法：通過儲(chǔ)能回路工作原理，把控制電源接入儲(chǔ)能回路U1#、U2#端子即可。原理圖設(shè)計(jì)方法：參考分閘回路的設(shè)計(jì)方法。任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜框架斷路器控制回路設(shè)計(jì)（4）信號(hào)指示回路儲(chǔ)能指示：采用白色指示燈代表斷路器儲(chǔ)能狀態(tài)，白色指示燈點(diǎn)亮表示斷路器已儲(chǔ)能，白色指示燈熄滅表示斷路器未儲(chǔ)能；實(shí)現(xiàn)方法：通過控制電源、黃色指示燈、儲(chǔ)能常開觸點(diǎn)35#、38#，組成儲(chǔ)能指示回路；原理圖設(shè)計(jì)方法：參考分閘回路的設(shè)計(jì)方法。合閘指示：采用紅色指示燈代表斷路器合閘狀態(tài)，通過紅色指示燈的亮滅指示合閘狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)方法：通過控制電源、紅色指示燈、斷路器的輔助常開觸點(diǎn)31#、34#，組成合閘指示回路；原理圖設(shè)計(jì)方法：參考分閘回路的設(shè)計(jì)方法。分閘指示：采用綠色指示燈代表斷路器分閘狀態(tài)，通過綠色指示燈的亮滅指示分閘狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)方法：通過控制電源、綠色指示燈、斷路器的輔助常閉觸點(diǎn)41#、42#，組成分閘指示回路；原理圖設(shè)計(jì)方法：參考分閘回路的設(shè)計(jì)方法。任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜框架斷路器控制回路設(shè)計(jì)（5）脫扣器供電回路脫扣器供電采用專用的供電模塊，輸入電壓要求110-240VAC。實(shí)現(xiàn)方法：通過脫扣器供電回路工作原理，把控制電源接入K1#、K2#端子即可。原理圖設(shè)計(jì)方法：參考分閘回路的設(shè)計(jì)方法。（6）整合以上各回路原理，并設(shè)置相應(yīng)的端子方便接線，將端子號(hào)標(biāo)記在圖紙中，框架斷路器控制二次原理圖如框架斷路器控制二次原理圖所示?？蚣軘嗦菲骺刂贫卧韴D任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)3、進(jìn)線柜框架斷路器控制回路設(shè)計(jì)（7）根據(jù)框架斷路器控制二次原理圖，接線圖與端子圖的繪制如安裝接線圖、接線端子圖所示。安裝接線圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)接線端子圖任務(wù)6-2低壓智能進(jìn)線柜斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)正如學(xué)習(xí)情境二智能供配電設(shè)備中所述，高壓真空斷路器是一種應(yīng)用在10-40.5KV能夠接通、承載和分?jǐn)嗾＿\(yùn)行電路中的電流，也能通過保護(hù)配合在非正常運(yùn)行的電路中（過載、短路）按規(guī)定的條件接通、承載一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯拈_關(guān)電器。本任務(wù)以機(jī)場智能高壓配電系統(tǒng)出線柜為例，開展其所配置的中空斷路器二次回路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，鑒于在任務(wù)1-2中已較為詳細(xì)介紹如何設(shè)計(jì)二次回路，因此在本任務(wù)僅做簡要說明，重點(diǎn)在于介紹真空斷路器與繼電保護(hù)裝置電氣控制原理。1、真空斷路器端子接線圖真空斷路器通過二次控制回路進(jìn)行控制，斷路器具備儲(chǔ)能、合閘、分閘，欠壓分閘，合閘閉鎖功能，真空斷路器與繼電保護(hù)配合，實(shí)現(xiàn)高壓線路供電保護(hù)，如高壓真空斷路器控制原理圖為高壓真空斷路器控制原理圖。高壓真空斷路器控制原理圖任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)斷路器二次接線原理說明符號(hào)說明，按照二次原理圖順序-QB=斷路器主開關(guān)。-MS=端子號(hào)25、35。合閘彈簧儲(chǔ)能電機(jī)，儲(chǔ)能彈簧儲(chǔ)能后方可合閘。-MC=端子號(hào)4、14。并聯(lián)合閘脫扣器。-RL1=端子號(hào)10、20、49。閉鎖電磁鐵,當(dāng)失電時(shí)閉鎖斷路器不能合閘。-MU=端子號(hào)43、44欠電壓脫扣器，電壓低于正常值時(shí)，斷路器跳閘。-MO1=端子號(hào)30、31、41、第一并聯(lián)分閘脫扣器，即斷路器分閘線圈。-RL2=端子號(hào)45、46。閉鎖電磁鐵,失電時(shí)機(jī)械閉鎖斷路器手車不能搖進(jìn)搖出。-MO2=端子號(hào)2、3、13、第二并聯(lián)分閘脫扣器，即第二個(gè)斷路器分閘線圈。-MO3=端子號(hào)32、42過電流脫扣器，由在斷路器外的特殊繼電器觸發(fā)。（選裝）-MT=端子號(hào)32、42斷路器手車驅(qū)動(dòng)電機(jī)，斷路器電動(dòng)搖進(jìn)搖出。（選裝）-BS2=端子號(hào)24、34。26、36合閘彈簧儲(chǔ)能/未儲(chǔ)能信號(hào)觸點(diǎn)。-BB0=端子號(hào)參照原理圖BB0開閉點(diǎn)。斷路器合分閘輔助開關(guān)。-BT2=端子號(hào)參照原理圖BT2開閉點(diǎn)。斷路器隔離位置信號(hào)觸點(diǎn)。-BT1=端子號(hào)參照原理圖BT1開閉點(diǎn)。斷路器運(yùn)行位置信號(hào)觸點(diǎn)。任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)端子號(hào)1、40為斷路器接地線連接端子。高壓斷路器在實(shí)際使用過程中，按照技術(shù)要求和二次控制原理圖進(jìn)行配置及選裝。1）斷路器僅裝配有標(biāo)準(zhǔn)附件。在任何情況下，考慮到斷路器的不同配置和斷路器本身的發(fā)展和更新，斷路器的實(shí)際二次控制電氣原理圖有可能隨根據(jù)要求更新。2）欠電壓脫扣器可由斷路器的供電側(cè)或獨(dú)立的電源供電。只有當(dāng)?shù)蛪好摽燮骷与姾髷嗦菲鞑趴赡鼙缓祥l（其對斷路器合閘的閉鎖是機(jī)械式的）如果斷路器的低壓脫扣器,合閘脫扣器和自動(dòng)重合閘裝置共用同一個(gè)二次控制電源,則應(yīng)當(dāng)保證在低壓脫扣器上電50ms后再發(fā)出合閘命令。3）確認(rèn)控制回路的電源是否可以供應(yīng)數(shù)個(gè)儲(chǔ)能電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)。為避免過大的啟動(dòng)電流，當(dāng)整個(gè)二次回路上電前請手動(dòng)將所有斷路器儲(chǔ)滿能量。4）標(biāo)準(zhǔn)配置的斷路器-BB0輔助開關(guān)為5NC-5NO，當(dāng)選擇配置-MO2時(shí)，輔助開關(guān)為5NC-4NO；如需要擴(kuò)展輔助觸點(diǎn)數(shù)，可增加至7NC-7NO。任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)2、高壓真空斷路器二次控制回路在線路中的應(yīng)用斷路器的控制方式可分為遠(yuǎn)方控制和就地控制。遠(yuǎn)方控制就是操作人員在主控室或單元控制室內(nèi)對斷路器進(jìn)行分、合閘控制。就地控制就是在高壓配電柜操作面板上對斷路器進(jìn)行分合閘控制。斷路器控制回路就是控制(操作)斷路器分、合閘的回路。斷路器控制回路的直接控制對象為斷路器的操動(dòng)(作)機(jī)構(gòu)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有執(zhí)行機(jī)構(gòu)（MC）、彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(MS)、分閘操動(dòng)機(jī)構(gòu)(MO)。操作電源可用直流或交流兩用，一般采用直流屏供電操作電源，真空斷路器與繼電保護(hù)裝置控制原理圖為真空斷路器與繼電保護(hù)裝置在高壓配電柜中的控制原理。真空斷路器與繼電保護(hù)裝置控制原理圖任務(wù)6-3高壓出線柜真空斷路器控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)智能供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的設(shè)計(jì)，對于智能供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、靈活性、安全性、擴(kuò)展性來說尤為關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架時(shí)需充分考慮系統(tǒng)響應(yīng)速度、設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、CPU負(fù)荷、系統(tǒng)IO容量、多個(gè)站點(diǎn)、系統(tǒng)供電、通信布線等各方面因素，主要的影響因素與系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)如影響因素與系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)表所示。在設(shè)計(jì)過程中需嚴(yán)格遵循使用單位與設(shè)計(jì)院所出具的一次圖紙與設(shè)計(jì)要求，本任務(wù)以某機(jī)場的智能供配電系統(tǒng)展開需求分析、清單整理與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖紙?jiān)O(shè)計(jì)學(xué)習(xí)。影響因素與系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)需求分析首先，了解本項(xiàng)目的實(shí)施范圍與功能需求，尤其需要注意的是接入的異構(gòu)系統(tǒng)（重點(diǎn)關(guān)注通信協(xié)議），本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)院所出具的設(shè)計(jì)說明里，系統(tǒng)實(shí)施范圍與功能需求如系統(tǒng)實(shí)施范圍與系統(tǒng)配置要求表、系統(tǒng)功能需求與系統(tǒng)配置要求表左側(cè)所示。通過對實(shí)施范圍和功能需求重點(diǎn)條款逐一分析，我們可以初步確定系統(tǒng)需滿足的配置要求，如系統(tǒng)實(shí)施范圍與系統(tǒng)配置要求表、系統(tǒng)功能需求與系統(tǒng)配置要求表右側(cè)所示。系統(tǒng)實(shí)施范圍與系統(tǒng)配置要求任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能需求與系統(tǒng)配置要求任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)通過以上項(xiàng)目實(shí)施范圍與功能需求分析，可以在本項(xiàng)目智能供配電系統(tǒng)設(shè)備層、通信層、智能供配電軟件（監(jiān)控層、管理層）得出機(jī)場智能供配電系統(tǒng)配置要點(diǎn)。機(jī)場智能供配電系統(tǒng)配置要點(diǎn)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)2、編制系統(tǒng)配置清單在得到機(jī)場智能供配電系統(tǒng)配置要點(diǎn)后，我們對機(jī)場高壓智能供配電系統(tǒng)、第三段智能低壓配電系統(tǒng)一次回路圖紙加以分析，以確定繼電保護(hù)裝置、框架斷路器與塑殼電路器通信模塊型號(hào)和數(shù)量、多功能電力儀表型號(hào)與數(shù)量、控制器型號(hào)與數(shù)量、控制器間通信線纜選擇等配置清單。其一次回路圖紙如機(jī)場智能高壓系統(tǒng)圖、機(jī)場第三段母線智能低壓配電系統(tǒng)圖所示，繼電保護(hù)裝置、斷路器通信模塊、多功能電力儀表、邊緣控制器選型參考學(xué)習(xí)情境一所示。機(jī)場智能高壓系統(tǒng)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)機(jī)場第三段母線智能低壓配電系統(tǒng)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)如圖機(jī)場智能高壓系統(tǒng)、機(jī)場第三段母線智能低壓配電系統(tǒng)所示，系統(tǒng)共有4臺(tái)繼電保護(hù)裝置、2臺(tái)框架斷路器、24臺(tái)塑殼斷路器、26臺(tái)多功能電力儀表，除圖紙中所示外現(xiàn)場還有1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)、7臺(tái)UPS。為了滿足通信速率，在智能高壓配電系統(tǒng)1#進(jìn)線柜內(nèi)配置1臺(tái)控制器，第三段母線智能低壓配電系統(tǒng)柜內(nèi)配置4臺(tái)控制器，柴油發(fā)電機(jī)組配置1臺(tái)控制器、UPS配置1臺(tái)控制器以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸。且智能高壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、中控室、柴油發(fā)電機(jī)組、UPS均在不同室內(nèi)（控制器間距離確定是否采用光纖介質(zhì)通信，因此需配置5個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化與收發(fā)）。因此，本項(xiàng)目的通信網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)備配置清單以機(jī)場智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備配置清單所示。機(jī)場智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備配置清單任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)3、系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)首先設(shè)計(jì)控制器與設(shè)備之間的設(shè)備層通信網(wǎng)絡(luò)，并在每個(gè)設(shè)備旁邊標(biāo)注Modbus-RTU地址，我們以3#控制器及其采集的8臺(tái)塑殼斷路器XT、8臺(tái)多功能電力儀表M1M為例，設(shè)計(jì)如設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)圖所示的設(shè)備層通信網(wǎng)絡(luò)，其他控制器下屬的設(shè)備以此類推。設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)圖任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)好設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)通信后，如前面所述智能低壓配電系統(tǒng)內(nèi)2#-4#控制器之間采用五類雙絞線通信即可，但是1#、5#、6#、7#與2#控制器之間采用光纖通信，因此在通信層與監(jiān)控層的設(shè)計(jì)如通信層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖所示。通信層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖任務(wù)6-4智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)整個(gè)智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖如下圖所示。智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能供配電二次回路及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目背景某市上江路智慧泵站的智能供配電系統(tǒng)即將開始建設(shè)，該項(xiàng)目包含一套1臺(tái)進(jìn)線柜、1臺(tái)出線柜的10kV智能高壓配電系統(tǒng)，1臺(tái)帶Modbus通信協(xié)議溫控器的干式變壓器，一套含1臺(tái)進(jìn)線柜、1臺(tái)饋線柜的0.4kV智能低壓配電系統(tǒng)，2臺(tái)帶Profibus-DP通信口的變頻器控制柜。設(shè)計(jì)院已完成一次系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)如某市上江路智慧泵站高壓一次回路圖所示，根據(jù)提供的一次圖紙完成低壓配電系統(tǒng)P3出線柜饋線1生活照明抽屜控制回路的設(shè)計(jì)，以及整個(gè)泵站的智能供配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)。某市上江路智慧泵站高壓一次回路圖1項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能供配電二次回路及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)某市上江路智慧泵站高壓一次回路圖2項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能供配電二次回路及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)某市上江路智慧泵站高壓一次回路圖3項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能供配電二次回路及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能低壓配電系統(tǒng)巡檢項(xiàng)目要求（1）項(xiàng)目練習(xí)任務(wù)1：智慧泵站智能低壓配電出線柜抽屜控制回路設(shè)計(jì)。饋線抽屜是MNS低壓配電出線柜的基本單元之一，根據(jù)設(shè)計(jì)院的一次系統(tǒng)圖如照明抽屜電氣一次回路圖所示，完成低壓P3出線柜饋線1生活照明抽屜的二次控制回路設(shè)計(jì)，包含電氣控制原理圖、接線圖和端子圖。照明抽屜電氣一次回路圖項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能供配電二次回路及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能低壓配電系統(tǒng)巡檢項(xiàng)目要求（2）項(xiàng)目練習(xí)任務(wù)2：智慧泵站智能供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)。根據(jù)項(xiàng)目背景描述以及圖紙內(nèi)容，結(jié)合任務(wù)6-4完成智慧泵站智能供配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)，其中邊緣控制器采用X20系列，配置本地監(jiān)控系統(tǒng)并開放API接口將數(shù)據(jù)上傳至云端，對設(shè)備層硬件進(jìn)行通信地址分配并標(biāo)注在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖上，分配邊緣控制器與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器IP地址。項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能配電項(xiàng)目全生命周期管理項(xiàng)目步驟（1）項(xiàng)目練習(xí)任務(wù)1：步驟1、根據(jù)生活照明抽屜一次系統(tǒng)圖，梳理抽屜回路中使用到的主要一次元器件；步驟2、根據(jù)梳理的一次元器件，查詢對應(yīng)的設(shè)備說明書與附件手冊，明確各元器件接線端子含義，梳理抽屜回路中使用到的二次元器件；步驟3、參考項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)任務(wù)6-2二次設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)繪制電氣控制原理圖；步驟4、根據(jù)電氣控制原理圖，設(shè)計(jì)接線圖和端子圖。項(xiàng)目練習(xí)：智慧泵站智能配電項(xiàng)目全生命周期管理項(xiàng)目步驟（2）項(xiàng)目練習(xí)任務(wù)2：步驟1、分析一次系統(tǒng)圖，確認(rèn)系統(tǒng)中智能設(shè)備數(shù)量以及所采用的通信協(xié)議；步驟2、根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果和設(shè)備分布情況，計(jì)算邊緣控制器數(shù)量；步驟3、根據(jù)智能設(shè)備通信協(xié)議和邊緣控制器數(shù)量劃分鏈路，采用框圖的形式完成設(shè)備層構(gòu)架設(shè)計(jì)，并在每個(gè)設(shè)備旁標(biāo)注Modbus-RTU地址；步驟4、設(shè)計(jì)好設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)通信后，完成通信層網(wǎng)絡(luò)的繪制；步驟5、根據(jù)項(xiàng)目練習(xí)要求，設(shè)計(jì)繪制管理層部分的內(nèi)容，并與通信層連接形成完整的系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架；步驟6、對邊緣控制器和監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行IP地址分配，并標(biāo)注在圖紙中，完成智慧泵站智能供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖設(shè)計(jì)。項(xiàng)目評價(jià)智能供配電技術(shù)項(xiàng)目7：智能供配電系統(tǒng)單體通信集成本項(xiàng)目主要內(nèi)容任務(wù)一、多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析任務(wù)二、智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成任務(wù)三、框架斷路器監(jiān)控集成任務(wù)四、變頻變頻器監(jiān)控集成器監(jiān)控集成任務(wù)五、繼電保護(hù)裝置監(jiān)控集成項(xiàng)目導(dǎo)入

由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力系統(tǒng)是當(dāng)今地球上最復(fù)雜的人工系統(tǒng)，配電系統(tǒng)作為其重要組成部分，正在融入物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)等新技術(shù)以構(gòu)建智能配電系統(tǒng)，為終端用戶配送穩(wěn)定、綠色、智慧的電力能源。項(xiàng)目目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解常見電力通信協(xié)議，掌握Modbus-RTU數(shù)據(jù)幀組成；2.掌握多功能電力儀表，框架斷路器，變頻器，塑殼斷路器通信集成；3.了解繼電保護(hù)裝置通信集成。技能目標(biāo)1.能分析Modbus-RTU報(bào)文幀的解析過程；2.能實(shí)現(xiàn)智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表，框架斷路器，變頻器，塑殼斷路器監(jiān)測集成；3.能實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置監(jiān)控集成；4.能完成某廣電中心低壓配電柜數(shù)字化升級(jí)改造。項(xiàng)目知識(shí)（課前）知識(shí)7-1OSI模型與數(shù)據(jù)傳輸解析過程知識(shí)7-2常見智能配電通信協(xié)議知識(shí)7-3Modbus通信協(xié)議知識(shí)7-4IEC61850協(xié)議項(xiàng)目準(zhǔn)備本項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)需要的設(shè)備和軟件如下：1、1臺(tái)安裝智能配電軟件的計(jì)算機(jī)；2、1套智能配電集成與運(yùn)維平臺(tái)；3、1條串口通信線與配套軟件；4、1套智能配電集成與運(yùn)維電氣圖紙；5、多功能電力儀表、框架斷路器、變頻器、繼電保護(hù)裝置、塑殼斷路器產(chǎn)品說明書。本項(xiàng)目以機(jī)場智能配電項(xiàng)目的智能高壓柜、智能低壓柜、智能配電軟件為案例，借助相關(guān)資源完成5個(gè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)任務(wù)。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析；任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成；任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成；任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成；任務(wù)7-5繼電保護(hù)裝置監(jiān)控集成。任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析本任務(wù)采用串口通信線直接讀取多功能電力儀表數(shù)據(jù)，了解通信協(xié)議的應(yīng)用，并分析Modbus-RTU報(bào)文幀內(nèi)容。多功能電力儀表通信接線如圖所示，儀表本體上的RS485-A接X30:1端子，RS485-B接X30:3端子。因此串口通信線連接時(shí)，先拆除X30:1、X30:2端子另一側(cè)導(dǎo)線，然后將串口通信線的屏蔽雙絞線端紅線與X30:1端子連接，藍(lán)線與X30:2端子連接，USB口端與安裝串口通信軟件的計(jì)算機(jī)連接。任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析從本項(xiàng)目Modbus通信協(xié)議知識(shí)點(diǎn)章節(jié)得知，Modbus-RTU通信主要采用的是請求/應(yīng)答來讀取設(shè)備的數(shù)據(jù)，且是按數(shù)據(jù)列表順序進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)讀取與寫入，所以執(zhí)行任務(wù)前，需要了解多功能電力儀表的數(shù)據(jù)列表（也稱為通信地址表，以下均稱為通信地址表）。在本書配套材料《M1M多功能電力儀表通信點(diǎn)表》從中整理出，如表所示的常用多功能電力儀表通信地址表。任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析常用多功能電力儀表通信地址表序號(hào)地址名稱使用轉(zhuǎn)換注釋單位功能碼123296線電壓平均值=數(shù)據(jù)/10V03223298相電壓Uan=數(shù)據(jù)/10V323300相電壓Ubn=數(shù)據(jù)/10V423302相電壓Ucn=數(shù)據(jù)/10V523304線電壓Uab=數(shù)據(jù)/10V623306線電壓Ucb=數(shù)據(jù)/10V723308線電壓Uac=數(shù)據(jù)/10V823310電流平均值=數(shù)據(jù)/100A923312電流Ia=數(shù)據(jù)/100A1023314電流Ib=數(shù)據(jù)/100A1123316電流Ic=數(shù)據(jù)/100A1223318零序電流=數(shù)據(jù)/100A1323322總有功功率=數(shù)據(jù)/100W1423324A相有功功率=數(shù)據(jù)/100W1523326B相有功功率=數(shù)據(jù)/100W1623328C相有功功率=數(shù)據(jù)/100W1723330總無功功率=數(shù)據(jù)/100Var1823332A相無功功率=數(shù)據(jù)/100Var1923334B相無功功率=數(shù)據(jù)/100Var2023336C相無功功率=數(shù)據(jù)/100Var2123338總視在功率=數(shù)據(jù)/100VA2223340A相視在功率=數(shù)據(jù)/100VA2323342B相視在功率=數(shù)據(jù)/100VA2423344C相視在功率=數(shù)據(jù)/100VA2523346頻率=數(shù)據(jù)/100Hz2623360總功率因數(shù)=數(shù)據(jù)/1000

2723361A相功率因數(shù)=數(shù)據(jù)/1000

2823362B相功率因數(shù)=數(shù)據(jù)/1000

2923363C相功率因數(shù)=數(shù)據(jù)/1000

3025352DI1狀態(tài)/

3125353DI2狀態(tài)/

通信讀取到的數(shù)據(jù)是未經(jīng)轉(zhuǎn)換的原始數(shù)據(jù)，要經(jīng)過運(yùn)算才能轉(zhuǎn)化為多功能電力儀表現(xiàn)場顯示數(shù)據(jù)，具體運(yùn)算公式見表中的“使用轉(zhuǎn)換注釋”。例如：設(shè)備通信地址23298存儲(chǔ)的是相電壓Uan，儀表上顯示的Uan=原始數(shù)據(jù)/10；通信地址23312存儲(chǔ)的電流Ia，儀表上顯示的Ia=原始數(shù)據(jù)/100。任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析在整理好多功能電力儀表通信地址表后，從本項(xiàng)目Modbus知識(shí)點(diǎn)章節(jié)得知，需要設(shè)置主/從站雙方的通信參數(shù)，其中主要是通信地址、波特率、起始位、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)，以下僅截取其中重要部分內(nèi)容（完整內(nèi)容見《M1M多功能電力儀表產(chǎn)品說明書》中7.5通信(COM)所示）。M1M中比較重要的參數(shù)如圖所示，分別是總線地址（可設(shè)置1-254）、波特率（可選1.2k、2.4k、4.8k、9.6k、19.2k）以及字節(jié)格式。任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析在M1M字節(jié)格式中已將常用的數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)分組，具體內(nèi)容如表所示。傳輸格式代碼解釋8E18位數(shù)據(jù)位，偶校驗(yàn)，1位停止位8O18位數(shù)據(jù)位，奇校驗(yàn)，1位停止位8N18位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗(yàn)，1位停止位8N28位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗(yàn)，2位停止位任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析將多功能電力儀表地址設(shè)置為1、波特率采用19.2Kbps，傳輸格式為3即1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗(yàn)，1位停止位，如下圖所示。任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析打開串口通信軟件修改相應(yīng)的參數(shù)，如下圖所示，串行口選用COM6（在電腦設(shè)備管理器端口號(hào)中可查詢），波特率為19200，起始位1（默認(rèn)），8位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗(yàn)，1位停止位。任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析連接好串口通信線與多功能電力儀表，并設(shè)置好通信參數(shù)后，由串口軟件向多功能電力儀表請求讀取Uan數(shù)據(jù)（地址為23298），發(fā)送16進(jìn)制數(shù)據(jù)幀01035B020006772C給多功能電力儀表，數(shù)據(jù)幀的解析如圖所示。01035B020006772C讀取的儀表地址為01讀取寄存器的功能碼為03Uan存儲(chǔ)地址為23298（16進(jìn)制為5B02），連續(xù)讀取6個(gè)變量（0006）CRC校驗(yàn)碼（系統(tǒng)計(jì)算）任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析多功能電力儀表在收到請求數(shù)據(jù)幀并處理后，回復(fù)響應(yīng)數(shù)據(jù)幀01030C000008CA000008CB000008CC9F32給串口軟件，其數(shù)據(jù)幀及解析如圖所示。01030C000008CA000008CB000008CC9F32返回的儀表地址為01響應(yīng)功能碼030C代表字節(jié)數(shù)量，000008CA為地址23298存儲(chǔ)的Uan數(shù)據(jù)（以十進(jìn)制換算為2250）CRC校驗(yàn)碼（系統(tǒng)計(jì)算）任務(wù)7-1多功能電力儀表Modbus-RTU報(bào)文幀解析思考：1、如串口軟件向多功能電力儀表請求讀取Uan數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)幀01045B020006CRC校驗(yàn)碼給儀表，將接收到什么樣的回復(fù)報(bào)文？任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成在任務(wù)7-1中我們已經(jīng)初步掌握Modbus-RTU的通信線連接、通信參數(shù)設(shè)置、報(bào)文幀格式等內(nèi)容，但是在實(shí)際智能配電工程項(xiàng)目中，將會(huì)采用控制器與智能配電軟件來完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析以及應(yīng)用。在本任務(wù)中，我們將采用控制器與智能配電軟件來實(shí)現(xiàn)對多功能電力儀表的數(shù)據(jù)監(jiān)測。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成采用邊緣控制器X20實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，由于X20本身不帶Modbus-RTU通信模塊，因此我們選用安裝與控制器IF1030通信模塊實(shí)現(xiàn)Modbus-RTU通信協(xié)議的采集與傳輸，如圖7-18所示控制器與IF1030之間采用安裝于背板的內(nèi)部總線通信，IF1030模塊的3、8號(hào)端子與多功能儀表的RS+、RS-連接。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成在智能配電軟件中一般采用AutomationStudio（簡稱AS）平臺(tái)開發(fā)通信與控制程序以及簡單人機(jī)界面，在Aprol系統(tǒng)里開發(fā)復(fù)雜的人機(jī)界面、報(bào)表以及與上層管理之間的集成應(yīng)用（如Web應(yīng)用等），本任務(wù)我們重點(diǎn)介紹基于AS平臺(tái)的通信集成，AS軟件的應(yīng)用請參考AS軟件教學(xué)視頻。AS平臺(tái)不僅是一個(gè)開發(fā)軟件，它是集合編程、診斷、控制、HMI、安全Safety于一體的完整平臺(tái)。在通信程序開發(fā)方面，平臺(tái)支持IEC標(biāo)準(zhǔn)的六種開發(fā)語言（LAD，IL，ST，F(xiàn)BD，CFC，SFC），除此外還支持C/C++語言開發(fā)，以及AutomationBASIC語言開發(fā)。熟練的工程師一般會(huì)使用C語言和ST語言開發(fā)。對于剛學(xué)習(xí)的我們來說，我們先通過FBD（功能塊）來了解智能配電設(shè)備的集成，在拓展階段再介紹基于ST語言的應(yīng)用開發(fā)。在人機(jī)界面開發(fā)方面，AS中強(qiáng)大的HMI開發(fā)組件支持所見即所得的方式開發(fā)人機(jī)界面，由于和控制器開發(fā)同在AS平臺(tái)下，顯示控件的變量連接變得極為方便。AS人機(jī)界面開發(fā)有兩種類型，一是較為簡單的VC4方式，AS平臺(tái)提供很多控件，使用方式和市面上多數(shù)HMI開發(fā)相似。另一種是基于網(wǎng)頁開發(fā)的mappView方式，它的特點(diǎn)是可以開發(fā)出非常美觀的界面。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成本任務(wù)中從多功能電力儀表—X20通信模塊與控制器—AS智能配電軟件的數(shù)據(jù)流如圖所示，多功能電力儀表通過內(nèi)部A/DC電路（模/數(shù)轉(zhuǎn)化）將Uab電壓信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，并接收控制器請求將數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)幀的形式發(fā)送至控制器，控制器接收并解析數(shù)據(jù)，再根據(jù)開發(fā)的程序處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)，將優(yōu)化后的數(shù)據(jù)傳輸給AS平臺(tái)，AS平臺(tái)經(jīng)過IO設(shè)備驅(qū)動(dòng)、IO數(shù)據(jù)連接等處理將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，人機(jī)界面開發(fā)等應(yīng)用程序直接通過位號(hào)調(diào)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并形成數(shù)據(jù)顯示與應(yīng)用。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成多功能電力儀表側(cè)通信參數(shù)設(shè)置參考任務(wù)7-1的內(nèi)容，AS平臺(tái)側(cè)硬件接口通信參數(shù)設(shè)置需與所通信的多功能電力儀表保持一致，如圖所示，接口類型選擇RS485、通信波特率19200bps、通信間隔時(shí)間采用默認(rèn)時(shí)間、校驗(yàn)方式none無奇偶校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成完成多功能電力儀表、控制器、安裝AS平臺(tái)的計(jì)算機(jī)通信線連接和通信參數(shù)設(shè)置后，通過AS平臺(tái)的FBD、ST、LD等語言編寫通信程序，調(diào)用Modbus通信功能塊，讀取多功能電力儀表的Uab電壓。本任務(wù)以FBD調(diào)用功能塊編程為例，通過調(diào)用AS已封裝好的Modbus-RTU通信函數(shù)功能塊MBMOpen()、MBMClose()、MBMCmd()，其功能與引腳定義如圖所示。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成功能塊圖例I/O引腳名稱數(shù)據(jù)類型功能描述INenableBOOL只有enable=1時(shí)，該功能塊才會(huì)執(zhí)行INpDeviceUDINT設(shè)備識(shí)別符（一般指AS平臺(tái)硬件組態(tài)中通信模塊的名稱）INpModeUDINT通信參數(shù)（波特率、起始位、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位、奇偶校驗(yàn)）INpConfigUDINT數(shù)據(jù)對象名稱INtimeoutUINT超時(shí)時(shí)間INasciiUSINTModbus模式(0為RTU/1為ASCII)OUTstatusUINT報(bào)警代碼(0為無錯(cuò)誤)。OUTidentUDINT模塊識(shí)別號(hào)，識(shí)別,andMBMOpen()函數(shù)功能塊用于定義Modbus-RTU通信協(xié)議參數(shù)，并打開通信通道。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成MBMClose()函數(shù)功能塊用于關(guān)閉通信，需要時(shí)需重新啟用MBMOpen()功能塊。功能塊圖例I/O引腳名稱數(shù)據(jù)類型功能描述INenableBOOL只有enable=1時(shí)，該功能塊才會(huì)執(zhí)行。INidentUDINTMBMOpen()功能塊的IDOUTstatusUINT報(bào)警代碼(0=無錯(cuò)誤)。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成MBMCmd()函數(shù)功能塊用于指示讀取的數(shù)據(jù)寄存器地址與數(shù)量。功能塊圖例I/O引腳名稱數(shù)據(jù)類型功能描述INenableBOOL只有enable=1時(shí)，該功能塊才會(huì)執(zhí)行INidentUDINTMBMOpen()功能塊的IDINmfcUSINTModbus通信使用的功能碼INnodeUSINT讀取從站地址(0為廣播模式)INdataUDINT讀取數(shù)據(jù)于AS平臺(tái)中的存儲(chǔ)地址（起始地址）INoffsetUINT讀取從站設(shè)備通信地址表起始地址INlenUINT讀取數(shù)據(jù)的數(shù)量OUTstatusUINT報(bào)警代碼(0為無錯(cuò)誤)。INenableBOOL只有enable為1時(shí)，該功能塊才會(huì)執(zhí)行。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成讀取通信地址為1，通信參數(shù)為波特率19200bps、1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗(yàn)、1位停止位的多功能電力儀表Uan線電壓數(shù)據(jù)。在AS平臺(tái)中編程采用MBMOpen()打開Modbus軟件通信接口如圖所示，將設(shè)備識(shí)別符‘’SS1.IF1’連接至pDevice引腳，‘/PHY=RS485/PA=N/DB=8/SB=1BD=19200’（波特率19200bps、8位數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗(yàn)、1位停止位）連接至pMode引腳，enable引腳賦值“TRUE”，MBMOpen()即開始運(yùn)行，并在輸出引腳ident得到38568320的識(shí)別號(hào)ID（系統(tǒng)自動(dòng)生成）。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成打開Modbus通訊接口后，調(diào)用MBMCmd()函數(shù)功能塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取如圖所示。首先使函數(shù)功能塊使能，然后將MBMOpen()輸出引腳ident連接至MBMCmd()引腳ident；在mfc引腳輸入03功能碼（根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)決定），在node引腳輸入將要讀取的從站設(shè)備地址1；在offset引腳輸入讀取Uan數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器地址23298（從通訊點(diǎn)表中獲取）；在len引腳輸入要連續(xù)讀取寄存器個(gè)數(shù)6（從通訊點(diǎn)表中獲取）。接著通過ADR取數(shù)據(jù)地址功能塊，從data引腳讀取采集上來的數(shù)據(jù)并保持到M1M_INT數(shù)組。最后對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換運(yùn)算處理，賦值到M1M_Uan、M1M_Ubn、M1M_Ucn電壓數(shù)據(jù)。任務(wù)7-2智能配電系統(tǒng)多功能電力儀表監(jiān)測集成將編輯好的通信程序下到控制器，并在線運(yùn)行，通過在線監(jiān)測可以看到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如圖所示。詳細(xì)的多功能電力儀表通信程序編輯步驟，請參考實(shí)訓(xùn)工作手冊。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成任務(wù)7-2是通過Modbus-RTU通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)從站儀表數(shù)據(jù)讀取，在本任務(wù)采用Modbus-TCP通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)從站框架斷路器的數(shù)據(jù)監(jiān)測（讀取斷路器觸頭磨損度、總操作次數(shù)、手動(dòng)操作次數(shù)、脫扣次數(shù)、脫扣失敗次數(shù)、脫扣測試次數(shù)）與斷路器合/分閘控制。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成框架斷路器通信地址見表。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成正如本項(xiàng)目知識(shí)部分所述，Modbus-TCP采用的是以太網(wǎng)通信，框架斷路器與邊緣控制器采用RJ45通信接口連接，然后在框架斷路器脫扣器中設(shè)置IP地址，如圖所示。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成完成框架斷路器通信參數(shù)設(shè)置后，使用Modbus-TCP通信軟件測試數(shù)據(jù)是否能正常讀取。打開ModScan32.exe，連接方式選擇為RemoteTCP/IPServer，在IPAddress中輸入需要訪問的從站設(shè)備IP地址如192.168.1.120，服務(wù)端口為502。采用04功能碼讀取從站地址為120，設(shè)備寄存器起始地址為20的連續(xù)6個(gè)數(shù)據(jù)。發(fā)送該請求數(shù)據(jù)幀后，接收數(shù)據(jù)如圖所示，其中可以在右圖看到觸頭磨損度為0.2%=149/65000*100%、總操作次數(shù)為47次、手動(dòng)操作次數(shù)43次、脫扣次數(shù)0、脫扣失敗次數(shù)0、脫扣測試次數(shù)4次。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成通過AS平臺(tái)調(diào)用Modbus-TCP通信功能塊，讀取框架斷路器的觸頭磨損度、總操作次數(shù)、手動(dòng)操作次數(shù)、脫扣次數(shù)、脫扣失敗次數(shù)、脫扣測試次數(shù)以及控制框架斷路器的合分閘，本任務(wù)以FBD調(diào)用功能塊編程為例，所需的Modbus-TCP常用通信函數(shù)功能塊MbReadInputRegisters()、MbWriteMultipleRegisters()。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成功能塊圖例I/O引腳數(shù)據(jù)類型功能描述INenableBOOL只有enable=1時(shí)，該功能塊才會(huì)執(zhí)行INpStation(作為指針傳輸)UDINTModbus站路徑;例如“IF2.ST1”INstartAddressUINT起始地址INnrRegistersUINT要讀取的寄存器數(shù)INpData(作為指針傳輸)UDINT將讀數(shù)據(jù)寫入的本地存儲(chǔ)INdataSizeUINT本地內(nèi)存區(qū)域的長度，以字節(jié)為單位。內(nèi)存區(qū)域的大小至少為2個(gè)寄存器字節(jié)。OUTstatusUINT報(bào)警代碼(0=無報(bào)警).MbReadInputRegisters()函數(shù)塊實(shí)現(xiàn)Modbus功能碼4，讀取多個(gè)輸入寄存器的功能。Modbus指令由AutomationRuntime的Modbus驅(qū)動(dòng)程序接收和處理。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成mbWriteMultipleRegisters()函數(shù)塊實(shí)現(xiàn)Modbus函數(shù)代碼16，寫多個(gè)寄存器的功能。Modbus指令由AutomationRuntime的Modbus驅(qū)動(dòng)程序接收和處理。功能塊圖例I/O引腳數(shù)據(jù)類型功能描述INenableBOOL只有enable=1時(shí)，該功能塊才會(huì)執(zhí)行INpStationUDINT(作為指針傳輸)Modbus站路徑;例如“IF2.ST1”INstartAddressUINT起始地址INnrRegistersUINT要寫入的寄存器數(shù)INpDataUDINT(作為指針傳輸)包含要寫入數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)器INdataSizeUINT本地內(nèi)存區(qū)域的長度，以字節(jié)為單位。內(nèi)存區(qū)域的大小至少為2個(gè)寄存器字節(jié)。OUTstatusUINT報(bào)警代碼(0=無報(bào)警).任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成在開始編寫通信程序之前，需要在AS硬件配置目錄中，添加ModbusTcp_any模塊，并配置需要訪問的從站IP地址，如圖所示。AS硬件配置ModbusTCP_any配置任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成完成配置通信硬件參數(shù)后，采用MbReadInputRegisters()函數(shù)塊在程序文件中搭建如圖7-33所示程序，打開使能enable=1，通過設(shè)備標(biāo)識(shí)符為‘IF2.ST1’的接口，讀取寄存器地址20的連續(xù)6個(gè)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到數(shù)組a中，數(shù)組的長度為12。結(jié)合通信地址表對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與換算，編程方法請參考任務(wù)7-2。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成完成框架斷路器數(shù)據(jù)讀取編程后，調(diào)用MbWriteMultipleRegisters()函數(shù)功能塊，參考表7-8進(jìn)行框架斷路器合分閘編程，搭建如圖程序。將變量c的數(shù)據(jù)通過設(shè)備標(biāo)識(shí)符為‘IF2.ST1’的接口，發(fā)送到框架斷路器的寄存器中，寄存器地址為0，數(shù)據(jù)長度為2個(gè)字，本地內(nèi)存區(qū)域的長度為4個(gè)字節(jié)。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成在遠(yuǎn)程控制框架斷路器前，框架斷路器需設(shè)置為遠(yuǎn)程控制模式如圖所示任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成將編輯好的通信程序下載到控制器并在線監(jiān)測，查閱實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如圖7-36所示。然后通過更改變量c的值，對框架斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)程合/分閘通信控制（寫7為分閘，8為合閘）。詳細(xì)的框架斷路器通信程序編輯步驟，請參考實(shí)訓(xùn)工作手冊。任務(wù)7-3框架斷路器監(jiān)控集成拓展：請編寫一個(gè)當(dāng)檢測到框架斷路器儲(chǔ)能結(jié)束，并無故障信息時(shí)的遠(yuǎn)程合/分閘控制程序。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成通過以上任務(wù)的學(xué)習(xí)，我們初步了解通信接口連接、通信參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)報(bào)文解析以及通過AS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)典型智能電力設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)測與設(shè)備控制。本任務(wù)以配電系統(tǒng)典型負(fù)載變頻器的監(jiān)控為例，進(jìn)一步鞏固通信協(xié)議的知識(shí)技能，并學(xué)習(xí)掌握人機(jī)界面的開發(fā)與調(diào)試。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成變頻器通信地址見表。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成本任務(wù)采用Modbus-RTU實(shí)現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)程控制，變頻器參數(shù)設(shè)置如圖所示，AS中參數(shù)設(shè)置與任務(wù)7-2類似此處不在描述。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成在本任務(wù)中變頻器需要設(shè)置的參數(shù)表如表所示。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成通信程序開發(fā)與任務(wù)7-2類似，其中變頻器的啟動(dòng)停止控制程序結(jié)合通信地址表可知，當(dāng)向0寄存器發(fā)送“1150”表示停止命令，發(fā)送“1151”表示啟動(dòng)命令。將編輯好的通信程下載到控制器，并打開在線監(jiān)測，查看在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如圖所示。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成在任務(wù)7-2中介紹過AS平臺(tái)支持VC4與mappView兩種人機(jī)界面開發(fā)，本任務(wù)采用mappView開發(fā)變頻器的人機(jī)交互界面。人機(jī)界面的開發(fā)對智能配電工程實(shí)施以及后期的使用尤為重要，需要結(jié)合UI設(shè)計(jì)、視覺交互等多個(gè)方面的知識(shí)，例如界面背景不得采用刺眼的色調(diào)、優(yōu)先報(bào)警的呈現(xiàn)設(shè)計(jì)等等。本文主要介紹如何在AS平臺(tái)中完成mappView初始配置、界面設(shè)計(jì)、變量管理、常用控件和界面瀏覽。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成首先，先介紹一下在mappView設(shè)計(jì)過程中會(huì)用到的幾個(gè)相關(guān)概念①layout：布局，即一張頁面包含幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域多大尺寸等；②area：區(qū)域，一張頁面通常包含幾個(gè)區(qū)域，可按畫面功能進(jìn)行區(qū)域劃分；③page：頁面，即一張人機(jī)交互頁面；④widget：控件，如按鈕、文本、餅圖、輸入框等；⑤content：內(nèi)容，這里不是指具體的顯示內(nèi)容，而是指存放顯示內(nèi)容的容器，后面會(huì)有詳細(xì)說明；⑥binding：關(guān)聯(lián)，如將控件變量與OPCUA變量關(guān)聯(lián)；⑦eventbinding：事件關(guān)聯(lián)，將事件（如按下按鈕等）與動(dòng)作（如彈出對話框等）關(guān)聯(lián)；⑧dialog：對話框，如報(bào)警對話框、登錄成功對話框等。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成Binding是將widget中的變量與程序變量關(guān)聯(lián)，如文本框widget中的文本數(shù)據(jù)來自程序的某變量。

EventBinding是將事件如按下按鈕、或變量改變與動(dòng)作如彈出對話框、或字體變色等關(guān)聯(lián)。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成mappView初始配置1）在LogicalView窗口中添加mappView軟件包。打開LogicalView窗口選中項(xiàng)目名文件夾，在Toolbox工具箱中找到mappView并勾選，雙擊mappView自動(dòng)添加mappView軟件包，如下圖所示。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成mappView初始配置2）添加Visualization和mappViewConfigurartion文件。在ConfigurationView窗口中X20CP1382文件夾下找到mappView文件，從Toolbox工具箱中雙擊Visualization和mappViewConfigurartion自動(dòng)添加到mappView文件夾下，操作完成后點(diǎn)擊Save，如下圖所示。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成mappView初始配置3）聲明ClientconfigurationID。雙擊打開剛才添加Visualizat.vis文件，復(fù)制Visualizationid名“vis_0”，然后雙擊打開Config.mappviewcfg文件，將剛才復(fù)制的Visualizationid名，粘貼到Clinentconfiguration下的IDofdefaultvisualization欄中，最后點(diǎn)擊Save，如圖所示。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成mappView初始配置4）添加Visualization文件。在mappView窗口中選擇剛才添加的mappView軟件包，從Toolbox工具箱中雙擊Visualization文件，軟件將自動(dòng)添加Visualization文件。最后點(diǎn)擊Save，完成初始配置，如圖所示。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成初始配置好之后，可以開始正式的界面布局設(shè)計(jì)工作。無論對于什么項(xiàng)目，只要是界面設(shè)計(jì)，就必不可少要有布局和內(nèi)容兩大要素。先說布局，mappView的布局設(shè)計(jì)是在layout中完成的，與其他元素不同的是，layout的設(shè)計(jì)需要用戶進(jìn)行編程，不是通過下拉菜單選擇或拖拽來實(shí)現(xiàn)，但這里的編程不是從零開始，AS會(huì)自動(dòng)給出編程模板，用戶只需要填空即可。例如，對于圖(a)所示的布局來說，其編程實(shí)現(xiàn)如圖(b)所示，黑色加粗字體為需要用戶手動(dòng)輸入的部分，包括layout的ID（自定義，為了后面被page引用）、layout的寬高尺寸、劃分的每個(gè)area的ID（1個(gè)layout里的所有areaID不能重名，不然會(huì)編譯報(bào)錯(cuò)）、每個(gè)area的寬高尺寸和坐標(biāo)位置等。（a）（b）任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成Layout設(shè)計(jì)好后，接下來是添加page，page可以理解為人機(jī)界面顯示的每一幅畫面，如圖所示，它包含兩個(gè)基本元素，一個(gè)是.page文件，該文件與布局相關(guān)，另一個(gè)是.content文件，該文件與畫面內(nèi)容相關(guān)。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成在.page文件中，除了設(shè)置背景顏色和背景圖片之外，最重要的是三件事：給當(dāng)前page定義ID、關(guān)聯(lián)對應(yīng)的layoutID號(hào)，并給每個(gè)area關(guān)聯(lián)對應(yīng)的contentID號(hào)?？梢钥闯?，雖然.page是跟界面布局相關(guān)，但不是直接在這里設(shè)計(jì)布局，設(shè)計(jì)布局的工作是在layout里完成，在這里只是引用設(shè)計(jì)完的layoutID號(hào)。同理，每個(gè)area中的內(nèi)容設(shè)計(jì)也不是直接在這里完成，而是在.content文件中完成，這里只是引用設(shè)計(jì)完的contentID號(hào)。在.content文件中，第一件要做的事情，是給content命名即ID號(hào)，這步很重要，不然無法對其引用。有了contentID之后，需要回到.page文件中對需要的contentID進(jìn)行引用，1個(gè)area只能引用1個(gè)contentID，1個(gè)contentID可以被多個(gè)area引用。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成完成以上操作至此畫面基本布局已設(shè)計(jì)好，接下來就應(yīng)該進(jìn)行畫面內(nèi)容的開發(fā)，通過不同的控件關(guān)聯(lián)變量達(dá)到監(jiān)測的效果。在介紹控件之前，需要了解mappView系統(tǒng)人機(jī)界面中變量與控制器變量之間的關(guān)系，mappView的server如控制和client如顯示屏之間的通信是通過OPCUA實(shí)現(xiàn)，每幅頁面中顯示的數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)通過OPCUA由server發(fā)送給client，所以變量關(guān)聯(lián)是很重要的一步，沒有這一步，就沒有下位程序與上位畫面的數(shù)據(jù)交互。變量關(guān)聯(lián)也叫binding也是在.content文件中完成，在控件的屬性窗口中可以找到binding的入口，下一節(jié)中會(huì)詳細(xì)介紹，通過下拉菜單的方式選擇需要關(guān)聯(lián)哪個(gè)變量，對于mappView5.13及以上版本，選擇關(guān)聯(lián)變量之后，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè).binding文件，存放在ConfigurationView的相應(yīng)文件夾里，用戶不需要自行寫代碼生成該文件。在變量關(guān)聯(lián)這一步還有一點(diǎn)需要注意，雖然被關(guān)聯(lián)的變量是通過binding的下拉菜單來選擇，但是在此之前需要將這些變量的OPCUA通信功能打開，使能之后，binding的下拉菜單中才可以看到這些變量，從而供選擇。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成文本控件是人機(jī)界面編輯中最常用的控件之一，用于VC4界面中進(jìn)行文本內(nèi)容的顯示與編輯，在人機(jī)界面開發(fā)過程中配合其他控件可以使畫面更加直觀易懂。mappView中的文本控件共有6種類型，如圖所示分別是：標(biāo)簽、登錄信息、密碼、文本輸入、文本輸出和信息板。這里主要介紹Label（即標(biāo)簽）的使用，其他文本控件可通過Help查詢具體的使用方法。1）文本控件（Text）任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成Label文本控件的常用配置屬性如下圖所示?？丶D例常用配置參數(shù)配置內(nèi)容描述Appearance通過Appearance外觀參數(shù)的修改，可對文本控件的邊框、前景色、填充樣式、顯示的文本信息、字體排列等參數(shù)進(jìn)行修改。Font通過Font字體格式設(shè)置，可以設(shè)置字體加粗、字體樣式、字體大小、傾斜以及添加下劃線。有關(guān)文本控件的添加、屬性參數(shù)配置及變量關(guān)聯(lián)等操作步驟，請參考實(shí)訓(xùn)工作手冊。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成2）數(shù)字控件（Numeric）人機(jī)界面中除了標(biāo)簽文本內(nèi)容以外，更重要的是智能配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)數(shù)字化顯示，這能更好地幫助使用者查看重要參數(shù)的當(dāng)前值變化，以此優(yōu)化人機(jī)界面的監(jiān)視功能。mappView中的數(shù)字控件共有10種類型，如圖所示分別是：基本滑塊、操縱手柄、線性儀表、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、進(jìn)度條、徑向量規(guī)、徑向滑塊、范圍滑塊和XY操縱手柄。這里主要介紹NumericOutput數(shù)字輸出的使用，其他數(shù)字控件可通過Help查詢具體的使用方法。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成NumericOutput數(shù)字控件的常用配置屬性如下圖所示。控件圖例常用配置屬性配置內(nèi)容描述Appearance通過Appearance外觀參數(shù)的修改，可對數(shù)字控件的背景色、邊框樣式、邊框粗細(xì)、顯示數(shù)字的排列、數(shù)字顏色等等外觀設(shè)置。Data通過Data綁定需要顯示的變量。Font通過Font字體格式設(shè)置，可以設(shè)置字體加粗、字體樣式、字體大小、傾斜以及添加下劃線。有關(guān)數(shù)字控件的添加、屬性參數(shù)配置及變量關(guān)聯(lián)等操作步驟，請參考實(shí)訓(xùn)工作手冊。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成3）圖像控件（Image）在人機(jī)界面開發(fā)過程中靈活運(yùn)用圖像控件，添加一系列的靜態(tài)產(chǎn)品圖片或相關(guān)標(biāo)志，亦或是動(dòng)態(tài)圖片、圖案，以此提升人機(jī)界面的觀感與質(zhì)量。mappView中的圖像控件有2中類型，如圖所示分別是單圖像和圖像列表。這里主要介紹ImageList圖像列表的使用，需要注意的是使用ImageList控件前，要將提前準(zhǔn)備好的圖片素材添加到Resources資源文件夾下的Media媒體文件夾中。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成圖像控件圖標(biāo)及常用配置屬性介紹如圖所示?？丶D例常用配置屬性屬性描述Appearance通過Appearance設(shè)置，可修改圖像控件的背景色、邊框、添加圖像的排列等等，其中最主要的參數(shù)是imageList添加需要顯示的圖像列表，格式為“['Media/open.svg','Media/close.svg']”。Data通過Data綁定需要顯示的變量。Layout通過Layout設(shè)置，可以修改圖像控制的大小和坐標(biāo)位置。有關(guān)圖像控件的添加、屬性參數(shù)配置及變量關(guān)聯(lián)等操作步驟，請參考實(shí)訓(xùn)工作手冊。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成4）按鈕控件（Button）在講解使用方法之前需要引入Event和Action兩個(gè)概念，在mappView中Event和Action是非常重要的兩大塊，它可以幫助我們基于客戶端的邏輯，通過全鼠標(biāo)選擇配置，擺脫大段復(fù)雜代碼的糾纏即可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的交互功能。Event指的是狀態(tài)的改變，這個(gè)改變可以綁定一個(gè)Action，當(dāng)定義的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)將觸發(fā)Action，Action指的是可以執(zhí)行的動(dòng)作。Event的對象可以是值的變化、鍵盤動(dòng)作、單機(jī)按鈕、對話框關(guān)閉、鼠標(biāo)松開、手勢、隱藏/顯示等等，Action的執(zhí)行的動(dòng)作可以是登錄、賦值、切換風(fēng)格、切換語言、停止播放、打開對話框、跳轉(zhuǎn)等等。通過一系列Event和Action的組合，快速完成人機(jī)界面交換配置，具備極強(qiáng)的可操作性，熟練運(yùn)用Event和Action可以編輯一個(gè)功能強(qiáng)大且操作絢麗的人機(jī)界面。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成按鈕控件在人機(jī)界面中主要用于控制開關(guān)變量輸出，達(dá)到控制智能配電系統(tǒng)中智能設(shè)備分合閘的功能。mappView中的按鈕控件共有15種類型，如圖所示，本任務(wù)主要介紹Button和NavigationButton按鈕控件，其他類型通過幫助手冊自行學(xué)習(xí)。Button控件即事件按鈕，用于觸發(fā)定義的某個(gè)事件。NavigationButton控件即導(dǎo)航按鈕，用于切換關(guān)聯(lián)的頁面，也叫作頁面切換按鈕。任務(wù)7-4變頻器監(jiān)控集成按鈕控件圖標(biāo)及常用配置屬性介紹如圖所示。控件圖例常用配置屬性屬性描述Appearance通過Appearance設(shè)置可修改按鈕控件的背景色、邊框樣式、邊框顏色、可以在按鈕上添加圖標(biāo)或字體等等外觀設(shè)置。CommonCommon設(shè)置可以編輯添加的按鈕控制名字，類似于聲明了一個(gè)ID，在后續(xù)編輯事件時(shí)用到。Format通過Format設(shè)置，可以設(shè)置按鈕控件