CN101316035A - 微机综保装置的可编程控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微机综保装置的可编程控制方法，包括如下步骤：①将满足应用条件的外部模拟量输入至微机综保装置中；②将开关量输入至微机综保装置中；③选择微机综保装置的具体输出端口；④对输入输出组合做一个自定义事件，并选择自定义事件的类型；⑤将所选定的模拟量输入模块、开关量输入模块和信号输出模块在与微机综保装置连接的计算机内用一种逻辑运算程序进行编程，完成后下载至微机综保装置内；⑥在外界条件满足程序运行条件时，微机综保装置输出信号至外接装置，实现预设功能。本发明的微机综保装置的可编程控制方法便于用户根据具体情况进行编程应用，扩充了原有微机综保装置的功能，扩大了使用的范围。

Description

微机综保装置的可编程控制方法

技术领域

本发明涉及微机综保装置，特别是一种微机综保装置的可编程控制方法。

背景技术

继电保护产品已经由早期的电磁式继电器经过集成电路式继电器发展到现在的微机型保护测控综合装置。

现有技术中的微机综保装置一般是将常用的多种保护功能集成到同一台装置中，依据不同的使用要求进行选择投退。如图1所示，图1是现有技术中微机综保装置的工作原理图。由图可以知道，现有技术中的逻辑运输步骤在于模拟量和开关量的输入、都是按照微机综保装置的预先设定程序，按照程序的设置来输入相关的模拟量和开关量，并把输出的信号传输给固定的装置中。现有技术存在的不足在于保护功能固定，所有的开关量输入、模拟量输入和继电器输出都是互相独立的，不能进行综合交叉使用，尤其是在一些超出装置预定功能要求特殊的场合，而需要特殊保护时，就很难满足，因而装置的可扩展性较差，如果要完成某些功能就必须增加设备，从而增加了用户的成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中使用常规继电器所带来的诸如开关量输入、模拟量输入和继电器输出相互独立，不能交叉使用的问题，尤其是在一些超出装置预定功能要求的特殊场合，需要特殊的保护的时候存在的问题。提供一种微机综保装置的可编程控制方法，利用本发明的可编程控制方法可以利用常用的编程语言在微机综保装置上进行“软件二次”开发，在不增加其他的设备的情况下满足用户的特殊需要。

本发明的技术方案：

一种微机综保装置的可编程控制方法，其特征在于该微机综保装置与一嵌有可编程软件的计算机通过通讯线路连接，该可编程控制方法包括如下步骤：

①将满足微机综保装置应用条件的外部模拟量输入至微机综保装置的模拟量输入端口，不满足微机综保装置应用条件的模拟量则无须接入，具体的模拟量包括有电流和电压；

②根据所确定的外部模拟量选择所需的开关量，通过微机综保装置上的开关量输入端口输入至微机综保装置中，所需的开关量根据现场应用情况而定，具体有断路器位置信号、刀闸信号、手车位置信号以及外部继电器节点信号等；

③选择微机综保装置的具体输出端，确定由微机综保装置内部哪个继电器进行输出，先选择好输出的继电器，这样输出的端口号就确定了，再进行接线；

④对微机综保装置的输入和输出的组合做一个自定义事件，并对此事件的类型进行选择设定，自定义事件的名称可根据应用环境自由定义，事件的类型包括故障、告警和运行信息；

⑤将所选定的模拟量、开关量输入模块和信号输出模块用一种逻辑运算程序进行编程，编程完成以后下载至微机综保装置内；

⑥在外界条件满足程序运行条件时，微机综保装置进行按照所设定的程序通过装置内部的继电器进行信号输出，输出的信号至外接装置，实现预先设定的功能。

所述的步骤⑥中的与微机综保装置的输出端相连接的装置为主线断路器、或为临线的断路器、或为警示灯、或为信号指示灯、或为电笛、或为电铃、或为可对设备进行降温的风机，最终的输出结果都是控制上述设备。

所述的步骤⑤中的逻辑运算程序采用梯形图程序设计语言，在计算机的梯形图编程软件中将编写完成的逻辑程序下载至微机综保装置的CPU里。

所述的梯形图(LCD)程序设计语言的编程运算步骤如下：

5a.确定所需要输入的具体模拟量或开关量对应微机综保装置端口上的位置以及输出设备所对应微机综保装置端口上的位置，进而由端口的位置就确定微机综保装置内部所用设备的编号；

5b.在梯形图编程软件的界面中选择输入功能模块，在该输入功能模块中链接5a所确定的模拟量或开关量；

5c.在梯形图编程软件的界面中选择输出功能模块，在该输出功能模块中链接由5a所确定的输出设备；

5d.将所选择的功能模块在梯形图编程软件中进行组合，编制出微机综保装置具体应用条件所需的逻辑程序，实现具体自定义事件的功能；

5e.当外界输入条件满足逻辑编程时程序运行，微机综保装置进行输出信号。

本发明的技术效果：

①本发明的微机综保装置的可编程逻辑方法中所引用IEC1131-3标准中的梯形图程序设计语言(LAD图)，LAD图是最常用的一种程序设计语言，采用图形符号来描述程序。在工业过程控制领域及电力行业中电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，这种可编程逻辑的方法推广基础好，易于被技术人员理解和接受，编程人员只需对电气二次图熟悉，就能应用梯形图编程软件轻松的设计出各种控制逻辑。

②本发明的微机综保装置的可编程控制方法改变了原有微机综保装置中开关量输入、模拟量输入和继电器的输出相互独立的状况，释放了这些参量，以便于用户根据具体情况进行编程应用，扩充了原有微机综保装置的功能，扩大了其使用的范围，尤其是在某些不满足微机综保装置应用预设条件的时候具有极高的实用价值。

附图说明

图1是现有技术中微机综保装置的工作原理图。

图2是本发明微机综保装置的可编程控制方法的工作原理图。

图3是本发明微机综保装置的可编程控制方法的实施例1中现有技术的逻辑运算示意图。

图4是本发明微机综保装置的可编程控制方法中实施例1中的逻辑运算示意图。

图5是本发明微机综保装置的可编程控制方法中实施例1中的LAD图程序图。

图6是本发明微机综保装置利用可编程控制方法中实施例2中的逻辑运算示意图。

图7是是本发明微机综保装置的可编程控制方法中实施例2中的LAD图程序图。

图8是本发明微机综保装置利用可编程控制方法的实施例3中的逻辑运算示意图。

图9是本发明微机综保装置的可编程控制方法中实施例3中的LAD图程序图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明微机综保装置的可编程控制方法的具体应用做出详细的说明，但不能因此而限制本发明的保护范围。

请看图2，图2是本发明微机综保装置的可编程控制方法的工作原理图。由图可以看出，本发明微机综保装置的可编程控制方法，利用微机综保装置与内嵌有可编程软件的计算机通过通讯数据线相连，在计算机内编制完成LAD逻辑运算程序后下载至微机综保装置的CPU中，该可编程控制方法包括如下步骤：

①将满足微机综保装置应用条件的外部模拟量输入至微机综保装置的模拟量输入端口，不满足微机综保装置应用条件的模拟量则无须接入；

②将满足微机综保装置应用条件的外部选择所需的开关量通过微机综保装置上的开关量输入端口输入至微机综保装置中；

③选择微机综保装置的具体输出端；

④对输入输出的组合做一个自定义事件，并对此事件的类型进行选择设定；

⑤将所选定的模拟量输入模块、开关量输入模块和信号输出模块对应于计算机内逻辑运算程序进行编程，在外界条件满足编程逻辑时，微机综保装置进行信号输出，所述的LAD编程运算的步骤如下：

5a.确定所需要输入的具体模拟量或开关量对应微机综保装置端口上的位置以及输出设备所对应微机综保装置端口上的位置，进而由端口的位置就确定微机综保装置内部所用设备的编号；

5b.在梯形图编程软件的界面中选择输入功能模块，在该输入功能模块中链接5a所确定的模拟量或开关量；

5c.在梯形图编程软件的界面中选择输出功能模块，在该输出功能模块中链接由5a所确定的输出设备；

5d.将所选择的功能模块在梯形图编程软件中进行组合，编制出微机综保装置具体应用条件所需的逻辑程序，实现具体自定义事件的功能；

5e.当外界输入条件满足逻辑编程时程序运行，微机综保装置进行输出信号。

⑥微机综保装置输出的信号至外接装置，实现预先设定的功能，与微机综保装置的输出端相连接的装置为主线断路器、或为临线的断路器、或为警示灯、或为信号指示灯、或为电笛、或为电铃、或为可对设备进行降温的风机，最终的输出结果都是控制上述设备。

实施例1

下面以变电所或变电站中最常用的系统结构单母线分段系统为例来说明本发明微机综保装置的可编程控制系统具体应用，该结构由两条进线和一个联络柜构成，其中一条进线作为主供电源通过联络柜向两端母线供电，另一条作为备用电源，当主供电源失电时，由备用电源继续供电，要用到常规的备自投功能。

现有技术中的逻辑框图如图3所示，备自投功能在动作之前有一个备自投充电过程，只有在充电过程完成后，在满足动作条件下才会备自投。具体的充电条件如下：(1)备自投保护投入；(2)主供电源的断路器，即本侧断路器在合闸位置；(3)主供电源的线电压大于70V，备用电源的断路器，即备用侧断路器在分闸位置；(4)备用电源的线电压大于70V。当以上条件同时具备时，经20秒备自投充电完成。

此时若主供电源失电，微机综保装置立刻检测到三相线电压均小于设定的失压值，三相电流均小于0.2A，则经过一定的延时发出跳开主供电源断路器的指令，当确认主供电源断路器已经分闸后，备自投保护动作，发出合备用电源的断路器的指令，备自投动作完成。

此时的主要应用充电条件是主供电源的三相线电压均大于70V，备用电源的线电压大于70V。失压时主供电源三相线电压均小于失压定值，同时三相电流均小于0.2A。

当主供电源以及备用电源上没有安装电压互感器，无法提供检测电压时，或者客户同时要求输出的结果不仅仅是断开断路器，还包括接通指示灯、电笛或电铃等情况时，这些利用微机综保装置本身自带的功能无法实现，但可以利用本发明的可编程控制方法实现上述功能。

本发明的微机综保装置的可编程逻辑控制方法的具体运行如下：

第一、当自定义备自投功能投入，失压节点信号闭合，主供断路器在闭合位置时，微机综保装置发出脉冲跳闸指令，跳开主供电源进线断路器；

第二、主供电源断路器已处于分开状态，备用电源断路器也处于分开状态，延时2秒后，发出脉冲合闸指令，闭合备用电源断路器，同时触发另一个脉冲继电器指令，启动作为外接设备的电铃。

如本发明的图4所示，图4是本发明微机综保装置的可编程控制方法的实施例1中的逻辑运算示意图。

它是先将微机综保装置通过数据通讯线连接于一带有梯形图LAD编程软件的计算机上，然后进行如下步骤：

①将模拟量电流和电压的通过电流输入端口和电压输入端口输入至微机综保装置中；

②将开关量包括备自投信号、失压外部节点信号、本侧断路器信号和备用断路器通过微机综保装置上的输入端口输入至微机综保装置中；

③选择微机综保装置的备用电源断路器作为内部输出端，电铃作为外部输出端；

④对上述输入输出的组合做一个名称为备自投的自定义事件，并该事件的类型属于备自投动作；

⑤在计算机上利用梯形图LAD编程软件进行编程：梯形图LAD编程运算的步骤如下：

5a.确定所需要输入的具体模拟量或开关量对应微机综保装置端口上的位置以及输出设备所对应微机综保装置端口上的位置，进而由端口的位置就确定微机综保装置内部所用设备的编号，开关量对应的编号，如备自投保护投入PTU，失压外部节点信号IN07，本侧断路器IN01，备用断路器IN08，延时标志T_set；

5b.在梯形图编程软件的界面中选择输入功能模块，在该输入功能模块中链接5a所确定的模拟量或开关量；

5c.在梯形图编程软件的界面中选择输出功能模块，在该输出功能模块中链接由5a所确定的输出设备；

5d.将所选择的功能模块在梯形图编程软件中进行组合，编制出微机综保装置具体应用条件所需的逻辑程序，实现微机综保装置具体备自投动作的功能，如图5所示，图5是本发明微机综保装置的可编程控制方法的实施例1中的LAD图逻辑运算示意图；

5e.当外界输入条件满足逻辑编程时程序运行，微机综保装置输出信号，即当自定义备自投功能投入PTU＝1，失压节点信号IN07＝1，主供电源信号IN01＝1时，跳开主电源进线断路器，然后主供电源信号IN01由1变为0，同时备用电源电路器IN08＝0，经过T_set＝2s的延时，备用电源断路器IN08由0变为1，闭合备用电源断路器并发出信号控制电铃响起，此逻辑程序编制完成后，下载至微机综保装置的CPU内；

⑥当满足此程序运行条件时，微机综保装置根据逻辑程序的运输结果输出的信号至备用电源断路器和电铃，实现预先设定的闭合备用电源断路器的同时开启电铃的功能。

实施例2

下面再以变电所或变电站中另一种常用的启动风机操作为例来说明本发明微机综保装置的可编程控制系统具体应用，当变压器工作一定的时间后会发热，温度如果过高就会对变压器本身造成损坏，这时就需要启动风机进行降温。具体步骤如下：

①将由变压器送过来的温度过高节点信号接入到微机综保装置的第3路开关量的输入端口上，该输入端口对应内部所用设备编号为IN03，将断路器的位置信号节点接到微机综保装置的第1路开关量的输入端口上，该端口对应内部所用设备编号为IN01；

②同时将风机回路接到微机综保装置的第1路继电器输出端口上，该端口对应内部所用设备编号为OP01；

③打开与该微机综保装置相连接的计算机内的梯形图编程软件，选择输入功能模块，再打开输入功能模块，选择由第1步所确定的输入设备编号IN03和IN01；

④选择输出功能模块，再打开输出功能模块，选择由第1步所确定输出的设备编号OP01以及需要产生的自定义事件LAL1；

⑤将输入模块和输出模块进行逻辑组合，当高温输入节点IN03以及断路器位置节点IN01同时闭合时回路接通，经过延时输出启动风机，并产生事件，其逻辑示意图如图6所示；

⑥当外部条件满足逻辑编程时，进行T_set＝3秒延时输出，启动风机，同时产生一个自己定义的事件给微机综保装置和其后台监控系统，其LAD图编程的示意图如图7所示，图7是是本发明微机综保装置的可编程控制方法中实施例2中的LAD图程序图。

实施例3

下面再以变电所或变电站中用到的闭锁远方操作为例来说明本发明微机综保装置的可编程控制系统具体应用，断路器的合闸及分闸一般有两个地方可以操作，一个是在断路器所安装的开关柜上，称之为就地操作；另一个是在离断路器有一定距离的控制室内，称之为远方操作，对于断路器的操作是不允许2个地方同时进行的。这样就必须在其中的一个地方安装转换开关，由转换开关发出的节点对其进行闭锁。

利用本发明的微机综保装置的可编程控制方法的具体步骤如下：

①将由转换开关送过来的闭锁节点信号接入到综保装置的第5路开关量的输入端口上，对应内部所用设备编号为IN05，将断路器的位置信号节点接到综保装置的第1路开关量的输入端口上，对应内部所用设备编号为IN01，同时将外部光字牌(当有事件发生时发光并有汉字显示)回路接到微机综保装置的第2路继电器输出端口上，对应内部所用设备编号为OP02，将闭锁远放操作的信号输出至微机综保装置的第23路输出端口上，对应内部所用设备编号为OP23；

②打开梯形图编程软件，选择输入功能模块，再打开输入功能模块，选择由第①步所确定的输入设备编号，IN05和IN01；

③选择输出功能模块，再打开输出功能模块，选择由第①步所确定输出的设备编号，OP02和OP23，以及需要产生的自定义事件LAL4；

④将输入、输出模块进行逻辑组合，如图7所示，图7是本发明微机综保装置利用可编程控制方法的实施例3中的逻辑运算示意图；

⑤当转换开关送过来的闭锁节点信号IN05闭合时，无论断路器在合闸位置还是在分闸位置回路都接通，同时进行3个输出；

⑥当外部条件满足逻辑编程时，进行输出，接通外部光字牌，同时产生一个自己定义的事件给装置和后台监控系统。

本发明的微机综保装置的可编程控制方法改变了以往微机综保装置预先固定的应用模式，将模拟量和开关量的输入以及信号输出的输出都释放出来，与含有二次编程软件的计算机相连即可以由用户根据需要利用常用的逻辑编程软件进行编程，大大拓宽了微机综保装置的应用范围。

毫无疑问，上述的实施例本发明的微机综保装置的可编程控制方法具体的应用，并不局限于所列举的应用条件和输出方式，还包括其它包括在本发明权利要求内的应用。总而言之，本发明的保护范围还包括那些对于本领域技术人员来讲显而易见的变换和替代。

Claims (5)

1.一种微机综保装置的可编程控制方法，其特征在于微机综保装置与一嵌有可编程软件的计算机通过通讯线路连接，该可编程控制方法包括如下步骤：

①将满足微机综保装置应用条件的外部模拟量通过微机综保装置的模拟量输入端口输入至微机综保装置中；

②根据所确定的外部模拟量选择所需的开关量，通过微机综保装置上的开关量输入端口输入至微机综保装置中；

③选择微机综保装置的具体输出端口；

④对微机终保装置的输入输出组合做一个自定义事件，并选择设定自定义事件的类型；

⑤将所选定的模拟量、开关量输入模块和信号输出模块在用计算机内的逻辑运算程序进行编程，编程完成以后下载至微机综保装置内；

⑥在外界条件满足程序运行条件时，微机综保装置按照所设定的程序进行信号输出，输出的信号至外接装置，实现预先设定的功能。

2.根据权利要求1所述的微机综保装置的可编程控制方法，其特征在于所述的步骤④中自定义事件为对微机综保装置应用环境的命名，所述的自定义事件的类型为故障、或为告警、或为运行信息。

3.根据权利要求1所述的微机综保装置的可编程控制方法，其特征在于所述的步骤⑥中的与微机综保装置的输出端相连接的外接装置为主线断路器、或为临线的断路器、或为警示灯、或为电铃、或为信号指示灯。

4.根据权利要求1所述的微机综保装置的可编程控制方法，其特征在于所述的步骤⑤中的逻辑运算程序为梯形图程序设计语言。

5.根据权利要求4所述的微机综保装置的可编程控制方法，其特征在于所述的梯形图程序设计语言编程运算的步骤如下：

5a.确定所需要输入的具体模拟量或开关量对应微机综保装置端口上的位置以及输出设备所对应微机综保装置端口上的位置，进而由端口的位置就确定微机综保装置内部所用设备的编号；

5b.在梯形图编程软件的界面中选择输入功能模块，在该输入功能模块中链接5a所确定的模拟量或开关量；

5c.在梯形图编程软件的界面中选择输出功能模块，在该输出功能模块中链接由5a所确定的输出设备；

5d.将所选择的功能模块在梯形图编程软件中进行组合，编制出微机综保装置具体应用条件所需的逻辑程序，实现具体自定义事件的功能；

5e.当外界输入条件满足逻辑编程时程序运行，微机综保装置进行输出信号。

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