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|用PLC设计的温度在线报警系统，用于监测电缆中间接头的温度


作者探讨了一种基于PLC的10kV电缆中间接头温度在线监测报警系统的构建 ， 实现了利用预埋传感器位置温度来判定当前电缆中间接头的暂态温度 。
|用PLC设计的温度在线报警系统，用于监测电缆中间接头的温度
本文插图

由于输电线路本身存在一定的电流抗阻 ， 在电流通过的时候 ， 不可避免的会由于电能转换为热能而导致输电线路产生一定的热量 。 如果热量过高 ， 则很有可能导致输电线路由于过热而损坏 。
同时 ， 由于在输电线路之中存在大量的电缆接头 ， 由于存在电缆头接触不良、压接头不紧、绝缘强度损坏等问题都可能导致温度的异常升高 。 因此 ， 电缆接头相较于电缆的其他部位更容易损坏 ， 不仅仅可能导致电缆损毁 ， 同时还必然导致大面积的停电 ， 甚至可能引发火灾事故 。
然而 ， 在当前的技术条件之下 ， 我们还无法避免电缆接头的发热问题 ， 只能够针对这一现象研发电缆温度实时监控系统 ， 从而及时的发现温度异常现象 ， 并且有针对性的采取相应的措施 ， 将危险消灭在萌芽状态 。 因此 ， 从这个角度来看 ， 对10KV电缆中间接头温度的在线监测报警系统的研究具有一定的现实意义 。
电缆中间接头温度在线监测报警系统的方案设计
1 系统方案设计
针对电缆中间接头的温度过热现象的物理特征 ， 文章拟采取以温度检测为主要检测手段 ， 同时辅以烟雾检测作为温度检测失灵条件下的补救措施 ， 并且整合电话报警系统 。
除此之外 ， 为了防止传感器由于电缆接头爆燃或者炸裂过程中受损 ， 导致无法向上位机传输信号 ， 本文设计的是多主机系统 ， 即每一个传感器对应的都是一个主机 ， 主机之间可以相互通信 ， 并且通过RS485现场总线向上位机系统设计方案如图1所示 。
|用PLC设计的温度在线报警系统，用于监测电缆中间接头的温度
本文插图

图1 基于单片机的多主机通信系统方案
如图1所示 ， 基于RS485现场总线实现的单片机多主机通信系统的各个传感器终端都是主机 ， 在通常状态之下都处于信息接收状态 ， 只有在某个终端需要向上位机以及其他主机发送数据的时候 ， 才转换成发送状态 ， 向RS485现场总线发送数据 。
这种系统设计方案的优势在于改变了过去的主机轮流循环询问各个从机的操作流程 ， 各个终端设备之间的通信变成了按需发布信息或者接收信息 ， 从而减少了单个主机的负荷 ， 提升了系统的实时性 。 在终端设备需要报警的时候 ， 能够及时的报警 ， 并产生其他的一系列的连锁动作 。 但是 ， 在该方案之下 ， 需要解决一个重要的问题就是通信协议的解决问题 。
2 硬件选型
本方案的关键硬件为PLC ， 文章选择西门子PLC SP300以及三菱PLC FX2N 。 上位机采用的是西门子PLC SP300 ， 西门子PLC SP300用于对过程处理能力和响应时间要求很高的应用 。
通过其工作存储器 ， 该PLC也适用于中等规模的应用 。 该PLC的微处理器每条二进制指令执行时间约100ns ， 每条浮点数运行指令约3μs ， 具有96 KB 高速 RAM（相当于大约 32 K 的指令）用于执行相关的程序部分 ， 为用户程序提供充分的空间；微存储卡（最大8 MB）作为程序的装载存储器 ， 也允许在 CPU 中保存项目；拥有多达4排结构的32个模块；内置 MPI 接口可以最多同时建立 12 个与 S7-300/400 或与 PG、PC、OP 的连接 。
在这些连接中 ， 始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接 。 通过“全局数据通信” ， MPI可以用来建立最多16个CPU组成的简单网络 。 各个设备终端主机采取用的是三菱PLC FX2N ， 其具有小型化、高速度以及高性能等特点 ， 编程简单 ， 除输入出16-25点的独立用途外 ， 还可以适用于在多个基本组件间的连接 ， 模拟控制 ， 定位控制等 。


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