基于现场总线的企业电力监控系统的应用与研究

论文摘要

随着计算机技术、自动化控制技术和信息处理技术的不断发展,企业电力监控系统的自动化程度越来越高。电力是企业发展的命脉,而电力监控系统是保障电力系统安全稳定运行的主要手段,它能使值班人员实时的了解各个变电所、各种仪器以及整个系统的运行情况,并且可以针对系统运行状态,通过参数的设置对系统进行实时控制,对企业电力生产自动化和安全运行起着重要的作用。目前我国企业级的电力监控系统自动化程度不理想,很多仍然使用上一代监控系统,因此,开展符合我国企业现状的电力监控系统的研究是非常具有现实意义的。本文通过对国内外电力监控系统的结构特点和发展趋势的分析,研究和设计了基于现场总线的企业电力监控系统和管理系统的网络结构。本系统现场级采用Profibus现场总线、控制级采用西门子的PLC-300和管理级的以太网共同构成了电力监控系统。本文对Profibus总线协议和传输介质选用、网络结构特点等作了详细介绍,并且对系统硬件和软件分别进行了设计,然后在STEP7环境中和MCGS平台下,通过PLC对电力系统实时数据采集、控制和报警,并能在MCGS平台所开发的组态软件中实时的反应。本文还针对很多现有系统中功率因数偏低的现象,改进了无功功率补偿装置中电容器组的调度算法,提高了系统整体性能。本文的电力监控系统紧密结合了我国企业现状和监控系统的发展趋势,实现了监控系统网络化和数据的远程共享,并且针对现有系统存在的功率因数偏低的现象做出了改进,从而很大程度上的提高了系统的安全性、可靠性和经济性。本文在对企业电力监控系统的国产化和系统性能的提高等方面进行了有益的探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 监控系统的发展
• 1.3 论文的研究背景和主要内容
• 第2章 现场总线监控系统
• 2.1 现场总线概述
• 2.1.1 现场总线的产生
• 2.1.2 现场总线的原理和优势
• 2.1.3 典型的现场总线
• 2.2 现场总线的选择
• 2.3 Profibus的组成
• 2.4 Profibus与ISO互联参考模型
• 2.4.1 Profibus与ISO的物理层
• 2.4.2 Profibus与数据链路层
• 2.4.3 Profibus与用户接口
• 2.5 现场总线访问技术
• 2.6 现场总线仪表与设备
• 2.7 现场总线与局域网的区别
• 第3章 电力监控系统的设计
• 3.1 电力监控系统的总体结构分析
• 3.1.1 电力监控系统的基本组成
• 3.1.2 分布式监控系统的结构分类
• 3.1.3 通信网络的形式
• 3.2 电力监控系统总体设计方案
• 3.2.1 监控系统网络结构
• 3.2.2 监控级设备
• 3.2.3 现场级和控制级设备
• 3.2.4 监控系统实现的功能
• 3.2.5 监控系统的功能模块划分
• 第4章 电力监控系统的软件设计
• 4.1 系统的下位机编程
• 4.1.1 STEP7开发平台
• 4.1.2 下位机模块化编程
• 4.2 上位机组态软件编程设计
• 4.2.1 组态软件概述
• 4.2.2 MCGS开发平台
• 4.2.3 基于组态软件的电力监控系统
• 第5章 无功功率补偿的研究
• 5.1 无功功率补偿的概述
• 5.2 无功功率的产生
• 5.3 无功功率的补偿装置
• 5.3.1 无功功率补偿装置的现状
• 5.3.2 典型的无功功率补偿方式
• 5.3.3 改进的无功功率补偿方式
• 5.3.4 电容器组投切算法
• 5.4 补偿容量的计算
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历