箱式整流變電站自動化監控系統設計

榮儉（沈陽利源軌道交通裝備有限公司，遼寧沈陽，110000）

箱式整流變電站自動化監控系統設計

榮儉
（沈陽利源軌道交通裝備有限公司，遼寧沈陽，110000）

本文闡述了箱式整流變電站自動化監控系統的電氣設計。首先介紹了箱式整流變電站的構成，對箱式整流變電站自動化監控系統的功能進行了說明。另外，對該自動化監控系統的軟、硬件設計進行了闡述。集成該自動化監控系統的箱式整流變電站已在青島公交集團投入使用，運行良好。

箱式整流變電站；自動化監控系統

0 引言

作為電力牽引公共交通設施的整流變電站，特別是箱式整流變電站，承擔著保證城市軌道交通車輛和無軌電車日常運行的變壓、整流、輸送電的任務。整流變電站分布車輛運行線路沿線，具有分布式布施，集中管理的特點。本文主要針對箱式整流變電站的自動化監控系統的設計進行闡述。

1 箱式整流變電站簡介

1.1 系統構成

箱式整流變電站主要由高壓系統、變壓整流系統、低壓系統和自動化監控系統構成，如圖1所示。

1.2 應用特點

（1）體積小、投資少。

采用箱式結構，占地面積小，建設初期投入少，并且利于搬遷及二次安裝施工。

（2）現場施工簡便，建設周期短，維護方便。

生產制造大部分是在工廠階段完成，現場施工工作量小，建設周期短，可快速完成安裝施工。由于集成度高，日常維護檢修簡便。

（3）安全可靠，自動化程度高

采用計算機控制系統對箱式整流變電站進行監控，自動化程度高，大大提高了系統運行的安全性、可靠性。

圖1 系統構成

2 箱式整流變電站自動化監控系統功能

箱式整流變電站的自動化監控系統主要實現對高壓系統、變壓整流系統、低壓系統的實時數據采集，對其運行狀態進行監控，進而實現整流變電站的自動化監控。

該箱式整流變電站的自動化監控系統具體實現以下功能。

（1）自動化運行

箱式整流變電站具有完善及可靠的檢測、保護、報警裝置，可對高壓系統、變壓整流系統、低壓系統的電壓、電流、溫度等信號及電器元件的動作狀態進行實時監測，對故障信息進行報警并保護動作。

（2）直流綜合保護功能

過流速斷保護；過流延時保護；熱過載保護；線路測試功能；絕緣監測功能；自動重合閘功能。

（3）遠程監視功能

對箱式整流變電站內的情況進行實時監控錄像。監視畫面可遠程傳輸至中央控制室，值班人員在中控室內即可對站內的情況進行監控。

（4）煙霧報警功能

箱式整流變電站內各系統均安裝煙霧報警探測裝置和電纜感溫裝置，當出現火警險情時，自動化監控系統顯示報警信息。

3 箱式整流變電站自動化監控系統設計

3.1 系統結構

箱式整流變電站的自動化監控系統采用分布式系統結構[2]，如圖2所示。

圖2 系統結構

3 系統各個模塊的設計

3.1 上料模塊的設計

大批量金屬工件在檢測之前是雜亂無章的堆放。拍照檢測時要求工件按照規定的位置出現在CCD攝像頭下，使得CCD照相機能夠獲取到正確的和有用的工件邊緣尺寸。

振動盤是一種自動地可以定向排序的送料設備。其工作目的是通過振動將沒有順序的工件有序且自動定向排列整齊，不出錯誤地輸送到下道工序。

運用振動盤后，本來需要一個人操作一臺檢測設備，現在可以一個工人看管五臺甚至更多的檢測設備，大大節省了勞動力。

由于CCD攝像機在對一個工件在線拍照后，圖片的處理和判斷需要一定的時間，為了保證系統能夠按照在合理的節奏下，有序的對各個工件進行單獨檢測，安裝一個中間機構在傳送帶和振動盤之間便顯得十分重要?？梢源_保每次只有一個工件被送往CCD攝像頭下接受檢查。

系統在振動盤的出料口處設計了一個提升臺，提升臺上的空間每次只允許有一個工件，當上一個工件已經檢測完成后，提升臺將工件提升到與傳送帶水平位置，由氣缸將工件頂出到傳送帶上，再由傳送帶將工件傳送到CCD攝像機下進行拍攝檢測。

3.2 控制模塊設計

西門子PLC具有很強的編程能力，目前是世界上PLC最大的供應廠家之一。相較于其他各國的PLC產品，、具有結構精美，硬件配置靈活且方便，可靠性高，抗干擾能力強，編程功能多，易于操作人員掌握，性價比高等優點。

3.3 系統運行過程

參照圖2，PLC控制整個系統，在系統通電啟動后，打開振動盤開關，振動盤將零件的位置調整好，送到提升臺上。當提升臺上的光電傳感器1在3S內都沒有感應到零件時，系統發出聲光報警，提醒工人出現故障，并且系統停止運行。當提升臺上的光電傳感器1感應到有工作的時候，將工件提升起來，提升上限位與傳送帶水平，再由上料汽缸將零件頂出到傳送帶上，皮帶將零件送到CCD攝像機正下方，CCD相機下方的金屬傳感器1檢測到零件，傳感器1傳送一個信號給PLC，PLC控制傳送電動機停止3S，同時PLC控制CCD相機進行拍照。3S過后，傳送帶繼續運行，將零件送往剔除工位。CCD相機拍攝的圖像信號經過圖像預處理，邊緣檢測算子、輪廓曲線定位等算法處理后，將所得到零件實際輪廓曲線同標準曲線進行比較，獲得偏差數據，進而判斷零件品質是否合格。若為不合格零件，PC機將信號傳送給PLC。PLC獲得工件不合格信號和零件到達金屬傳感器2處的信號時，PLC再次控制皮帶停止，剔除汽缸將工件剔除

4 結語

系統從提高工件檢測效率出發，調研了國內外自動檢測技術的發展及其研究現狀，設計了基于PLC的工件在線檢測系統硬件及控制程序。系統也可通過對上位機中檢測程序和傳感器的調整來檢測不同材料的工件，實現工業檢測的柔性化。該系統具有非接觸、在線、不擾亂生產過程的特點，具有很好的適用性與推廣價值。

[1] 張留剛.基于機器視覺技術的煙條檢測系統研究[D].南京：南京航空航天大學，2008.

[2] 王中王.基于圖像處理的工件缺陷在線檢測系統的研究[D].南京：南京航空航天大學2008.

The Design Of The Automatic Monitoring And Control System For Box Rectifier Rubstation

Rong Jian
(Shenyang Liyuan Railway Traffic Equipment Co., Ltd. , Shenyang Liaoning,110000)

This paper describes the design of automatic monitoring and control system for box rectifier substation. Firstly, it introduces the structure of the box rectifier substation. And it explains the function of the automatic monitoring and control system. In addition, the software and hardware design of the automatic monitoring and control system are described The box rectifier substation with the automatic monitoring and control system has been put into use in Qingdao bus group, and it runs well.

the box rectifier substation; automatic monitoring system