西门子黔南州PLC模块总代理商
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- 更新时间
- 2026-05-30 08:02
电力监控系统对于整个配电网络非常重要。智能型电力仪表是电力监控中ue的设备，可以进行三相电量的测试和行显示，具有能量累积、电力品质分析和故障报警等功能，并且还可以实现远程数据采集与控制功能。采用基于和利时LM系列PLC的电力监控系统，通过通讯的方式实现对所有现场电力监控仪表数据的采集和设定。通过DP网络将数据上传到LK系列PLC监控站，再由LK系列PLC通过工业以太网与上位计算机进行通讯，实现对所有电力数据的集中监视和控制。
1引言
配电室作为智能建筑系统的电力中心，向整栋大楼提供照明、消防、公用设备及办公设备的用电。智能型电力仪表就是可以对整个供电网络进行测量，分析及显示的仪器。由于智能建筑的供电网络很庞大，所以使用的智能型电力仪表数量也比较多。这就需要一套可靠的监控系统与所有的智能仪表进行数据交换，实现对整个配电网络进行监控，从而实现电力的故障报警和优化管理。
基于和利时LK系列PLC和LM系列PLC的电量采集系统实现了对电力仪表中各个数据的采集功能，具有可靠性高、自由通讯数据通讯量大和通讯编程灵活等特点，受到了用户的好评。电量采集系统的所采集的数据包括频率、相电压、线电压、相电流、线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电度和无功电度等。其中LM系列PLC采用自由口通讯与所有的智能电力仪表进行通讯，并实现对仪表数据的储存和上传。LK系列PLC完成对所有LM系列PLC中仪表数据的统计和汇总，后通过以太网将数据传送到上位监控计算机，实现对全部供电系统状态的监视。
2智能楼宇电量采集监控柜硬件配置
电量采集系统由以LK和LM系列PLC为核心的通讯机柜组成。电量采集监控柜硬件配置如图1所示，包括1套LK系列PLC和10套LM系列PLC。每套LM系列PLC均有一个RS485接口和一个PROFIBUS-DP接口，其通过RS485串口与智能仪表进行通讯，再通过PROFIBUS-DP总线将仪表数据传送到LK系列PLC中。LK系列PLC通过以太网通讯将汇总的配电室内的所有数据传送到上位监控计算机。以生产楼电量监控系统为例，电量采集监控柜的PLC硬件配置如表1所示。
表1 PLC设备清单
序号 PLC型号 型号说明 数量
1 LK205 CPU模块，266MHZ，程序8MB，数据16MB+1MB掉电保持区，支持以太网，PROFIBUS-DP，串口(RS232和RS485)通讯 1
2 LK231 PROFIBUS-DP通信接口模块 1
3 LK101 本地背板，单CPU插槽，10槽，集成一个以太网口，PROFIBUS-DP接口和两个串口 1
4 LK910 24VDC电源，为LK系列PLC供电 1
5 LM3109 CPU模块，自带24DI，16继电器DO，RS232和RS485串口，220VAC供电 10
6 LM3401 PROFIBUS-DP从站通讯模块 10
3智能楼宇电量采集监控系统结构设计
智能楼宇电量采集监控系统结构示意图如图2所示。由于需要采集的仪表数量很多，且每块仪表读取的数据量大，所以采用多套LM系列PLC与仪表连接进行数据采集。LM系列PLC的RS232和RS485串口具有自由口通讯功能，可以针对仪表支持的协议自由进行编程，参数的设定和更改都很方便。LK系列PLC拥有16M的数据存储空间，支持PROFIBUS-DP和MODBUS TCP以太网通讯，可以方便的与LM系列PLC和上位计算机进行连接。使用LK系列PLC汇总LM系列PLC读取的数据，可以大大优化网络结构。
4智能楼宇电量采集监控系统软件设计
LM系列PLC和LK系列PLC使用PowerPro编程软件进行程序编写。PowerPro编程软件的功能全面，具有如下特点：
（1）程序语言标准化。具有IL、LD、ST、FBD、SFC、CFC、六种编程语言。
（2）内部器件变量化。定时器和计数器采用变量方式代替，实现无限点调用。
（3）程序组织模块化。方便进行程序的重用，阅读和调试等，确保程序安全。
（4）参数设定简便化。可以对特殊的功能块进行不同的参数设定以满足使用要求。
（5）编程监控一体化。具有视图和仿真调试功能，十分方便对程序进行编写和调试。
电量采集监控系统的数据采集和存储由LM系列PLC完成的。LM系列PLC的程序流程图如图3所示，通过RS485进行数据发送，并对返回数据进行CRC校验。如果返回数据不正确，则不进行数据存储。只有返回数据正确时，才将数据存放到相应的寄存器中。
LK系列PLC的程序流程图如图4所示。LK系列PLC将所有的仪表数据进行汇总，并存放到连续的寄存器当中，其16M的数据存储区可以轻易地存储所有LM中仪表的数据。使用LK系列PLC的主要目的是对网络结构进行优化，从而提高整套系统的通讯可靠性和维护简易程度。
5结束语
基于和利时LM系列PLC和LK系列PLC的电量采集监控系统具有强大的可靠性和数据设置灵活性，其丰富的通讯接口实现了对所有电力仪表数据的采集，使得整个楼宇的电力系统得到了充分的监视和管理。
根据具体要求，也可使用下列模块：
接口模块 (IM)：
用于连接*控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的*控制器可带有zui多 21 个扩展单元运行。
SIMATIC S5 模块：
在相关 SIMATIC S5 扩展单元中，可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。
扩展
若用户需要在应用中使用一个以上*控制器时，则可以对 S7-400 进行扩展：
zui多 21 个扩展单元：
可将zui多 21 个扩展单元 (EU) 连接到*控制器 (CC)。
接口模块 (IM) 的连接：
通过发送和接收 IM 来连接 CC 和 EU。发送 IM 插到 CC 中，相关的接收 IM 插到下游 EU 中可将zui多 6 个发送 IM 插到 CC 中（其中zui多 2 个带 5-V 电源），并可将zui多 1 个 IM 插到 EU 中。每个发送 IM 均有 2 个接口，每个接口用于连接 1 条线路。可将zui多 4 个 EU（不带 5-V 电源）或 1 个 EU（带 5-V 电源）连接到发送 IM 的每个接口。
电源模块的固定插槽：
必须始终将电源模块插在 CC 和 EU 中的zui左侧。
通过 C 总线进行的数据交换受限制：
通过 C 总线进行的数据交换只能在 CC 和 6 个 EU（EU 1 至 EU 6）之间进行。
通过 PROFIBUS DP 进行过程通信
通过 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可选），可将 SIMATIC S7-400 作为主站连接到 PROFIBUS DP。
以下设备均可作为 PROFIBUS DP 上的主站进行连接：
SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
SIMATIC S7-300 （CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
SIMATIC C7（通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通过 PROFIBUS DP CP）
虽然配有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站，但它们仅使用也部分通过PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP 功能。
以下设备可作为从站连接：
分布式 I/O 设备，例如ET 200
现场设备
SIMATIC S7-200、S7-300
C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
SIMATIC S7-400（仅通过 CP 443-5）
通过多点接口 (MPI) 实现数据通信
多点接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。
还有一种特殊的情况，是矢量控制场合，电机的扭矩和速度方向相反，或者工作在零转速扭矩输出的场合，比如吊机掉了重物停在半空中，收放卷场合需要力矩控制，都需要让电机工作在发电机状态，*的电流会反充到母线电容中，通过制动电阻，就可以及时消耗掉这些能量，保持母线电压平衡稳定了。
西门子PLC模块，变频器，触摸屏，交换机
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