如何用PLC实现远程电量采集

介绍一种新型远程抄表系统,该系统通过PLC采集电量数据,由PLC及公用电话网实现远距离传输,具有结构简单、计量准确、易于操作等特点,有广阔的应用前景。

关键词:PLC；远程；电量采集

一、引言

目前,电能表远程抄表及远控系统越来越受到电力部门的重视。使用Modem与计算机结合,利用公用电话网进行远程控制,不仅可以很方便地实现控制信息的传递问题,而且控制信息可以非常复杂和丰富。但系统造价较高,且结构复杂。本设计采用PLC实现供电系统的电量采集及控制,通过公用电话网与上位计算机相连。整个系统控制灵活、工作可靠,且成本较低,有广阔的应用前景。

二、系统结构

本设计采用电量定时采集方式,根据用户要求分时段进行数据采集和记录。通过脉冲电表将电量信号变成脉冲信号,并使其成正比关系,便于电量计量。假设每天分为7个时段采集数据,则每路每天要记录16个字,即:标志及年1个字,月、日1个字,时、分共7组14个字。这些数据存于DM中,若每个周期按一个月记,需使用内存16×31大概500字。

图1 系统结构图

存在DM中的数据,由上位计算机定时读取。系统结构如图1所示。

本系统的关键是要存储大量数据,并要有通讯能力。对PLC来讲,只需少量输入点,不用输出点,但应有系统时钟。CQM1系列PLC带有通讯口,且DM区较大,可配置带有系统时钟的内存单元。本设计中的具体配置如下:

CPU:CQM1-CPU41(自带 $?点输入模块),并带有RS-232接口；

内存:CQM1-ME04R,可存4K用户程序,带有系统时钟；

电源:CQM1-PA206,交流电源,并提供24V直流电源,供输入点使用；

通过MODEM及公用电话网即可实现电量的任意远程计量。

三、数据采集

本系统采用定时采集方式,分别按时间分时段记录实际电量值,并存入DM数据区。具体过程为:

设置A17为实时时钟,代表时、分,与1000相比较,判断是否到了10点00分,若到,则相等标志ON,同时把要采集的通道的内容存于DM区中,存后指针加1,然后再判断指针是否超出数据区范围。若不超,则什么都不做；若超,则把0000再赋给指针,即令其再从存贮区开始处存数,开始下一循环。

本设计中,为确保电量采集精度,不丢脉冲,采取定时不断的办法执行采集子程序,每10ms采集一次。由于采用定时采集方式,存数的格式固定,且存贮区的长度与存数的长度协调,在存数的同时,可不存时间。因为从指针值可知当前的数存到什么位置,而数据的不同位置,又代表不同时刻的数,规律性较明显,很易弄清楚该数据存放的时间。

四、远程控制

为节省投资,提高控制效率,可采取远程控制方法。CQM1机以通过适当配置,可方便地实现远程控制,但不增加可控制的 I/O总点数。

通过接口单元与输入或输出终端相连,最大距离可达500m,此方案称为“接终端”。其结构如图2所示。

该控制方式最大传输距离为500m,但实际距离与传输时延及电源配线方式有关。在CQM1主体部分接B7A接口单元,而在远程接相应终端。终端与接口间靠双绞线连接。

接口单元的结构与CQM1的I/O模块类似,可用与I/O模块相同的方法,接在CQM1主系统中。接口单元分为接输入终端和接输出终端两种；终端分输入、输出两大类。

用此种方法,一台PLC可连接64-96户电表。

五、数据的显示

除采用上位机监视与记录以外,采用七段译码方式可以很方便的监视用电情况。本设计中,将电量数据直接由输出单元输出给七段译码器, 译码后显示所采集的电量值。

一个数字占4个点,采用OMRON动态输出单元(一个单元可输出128点),外部硬件译码作成带锁存方式的,则一个单元可稳定地显示32位数字。

六、结束语

本设计中,PLC系统采用脉冲记数,不使用模拟量单元,使系统的抗干扰能力大大提高。此外,也可在数据采集过程中,把A17的内容存于修改后的指针指向的 DM字,然后再修改,再判断控制指针。不仅A17,有时还可把年、月、日以及一些标志也预存贮,其方法与存数方式相同。

本系统经仿真研究和实际应用证明:系统运行可靠,电费计量精确。

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