安科瑞 徐浩竣
江苏安科瑞电器制造有限公司
18706168062
一、引言
随着电力系统的不断发展，配电室现场环境监控系统的重要性日益凸显。配电室是电力系统的重要组成部分，其运行状态直接关系到电力系统的稳定性和可靠性。为了确保配电室的正常运行，设计一种基于PLC和Modbus的配电室现场环境监控系统，具有较高的实用价值和重要意义。
二、系统设计
监控模块设计
监控模块是整个系统的核心部分，主要负责对配电室现场环境的实时监测。在设计监控模块时，需要考虑以下因素：
（1）设备选型：选择具有稳定性和可靠性的PLC（可编程逻辑控制器）和传感器。PLC负责收集传感器的数据并进行处理，传感器则负责监测环境参数，如温度、湿度、烟雾等。
（2）安装位置：根据配电室的实际布局，合理选择传感器的安装位置，确保能够全面覆盖配电室的环境监测。
通讯模块设计
通讯模块负责将监控模块收集的数据传输至上位机监控软件。在设计通讯模块时，需要考虑以下因素：
（1）选型：选择Modbus TCP协议的通讯模块，该协议具有较高的稳定性和可靠性，能够满足实时数据传输的需求。
（2）安装位置：将通讯模块安装在监控模块附近，以便于数据的传输。
软件设计
软件部分包括上位机监控软件和数据采集软件。上位机监控软件负责实时显示监测数据和控制指令的下发，数据采集软件则负责将PLC收集的数据进行整理和传输。在设计软件时，需要考虑以下因素：
（1）界面设计：设计简洁明了的界面，以便于操作人员实时查看监测数据和控制指令。
（2）数据存储：设计合适的数据存储方案，确保数据的完整性和可追溯性。
（3）报警功能：设置报警功能，当监测数据超过预设阈值时，系统能够自动报警并触发相应的应急处理措施。
三、产品选型
监控模块产品选型
（1）PLC选型：选择具有良好口碑和稳定性的PLC品牌和型号，如西门子S7-200系列。该系列PLC具有较高的处理速度和丰富的I/O接口，能够满足配电室现场环境监控的需求。
（2）传感器选型：根据实际需要，选择稳定性好、精度高的传感器品牌和型号，如霍尼韦尔HONEYWELL的温湿度传感器和烟雾传感器。
（3）备件清单：包括PLC、传感器、电缆等设备及配件。
通讯模块产品选型
（1）Modbus TCP模块选型：选择与PLC兼容性好的Modbus TCP模块品牌和型号，如研华的Modbus TCP模块。该模块具有较高的传输速率和稳定性，能够满足实时数据传输的需求。
（2）备件清单：包括Modbus TCP模块、网线等设备及配件。
软件产品选型
（1）上位机监控软件选型：选择功能强大、易于操作的工业组态软件，如组态王、力控等。这些软件具有丰富的图形界面和数据处理功能，能够满足配电室现场环境监控的需求。
（2）数据采集软件选型：选择与PLC兼容性好的数据采集软件品牌和型号，如研华的PLC数据采集软件。该软件具有较高的数据处理能力和稳定性，能够满足实时数据采集的需求。
（3）备件清单：包括上位机监控软件、数据采集软件、计算机等设备及配件。
四、安科瑞配电室环境监控系统的介绍与选型
4.1概述
配电室综合监控系统包括智能监控系统屏、通讯管理机、UPS电源、视频监控子系统（云台球机、枪机）、环境监测子系统（温度、湿度、水浸、烟感）、控制子系统（灯光、空调、除湿机、风机、水泵）、门禁监控子系统（读卡器、开门按钮、磁力锁）、安防监控子系统（双鉴检测器）。
4.2系统结构
4.3系统功能
4.3.1实时监测
能够显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室环境参数信息，实时显示有关故障、告警等信息。
4.3.2数据查询
在人机界面中，可以直接查看配电室中各个设备的运行数据。
4.3.3曲线查询
可以直接查看各电参量曲线。
4.3.4运行报表
查询配电室内设备的运行数据报表。
4.3.5实时告警
具有实时告警功能，系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。
4.3.6历史事件查询
能够对产生的所有事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。
4.3.7用户权限管理
设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。
4.3.8网络拓扑图
支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。
4.3.9遥控功能
可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。
4.4系统硬件配置
五、结论
本文所设计的基于PLC和Modbus的配电室现场环境监控系统具有较高的稳定性和可维护性，能够满足各种配电室现场环境监控的需求。通过实时监测环境参数和报警功能的设计，提高了配电室的安全性和可靠性。同时，该系统的软件部分采用了上位机监控软件和数据采集软件的设计，使得操作更加便捷和高效。在产品选型方面，选择了具有良好口碑和稳定性的品牌和型号，确保了系统的质量和性能。
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