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S7-300 PLC在变电站中的应用
某油田有150多座变电站，承担着油田整个油区、社区及生活区部分居民的用电，油田电网的安全运行对于保证原油产量持续上升和居民安居乐业起着至关重要的作用。
油田变电站中的AEUD-WIII全自动智能免维护直流屏采用模块化设计、数字化控制，智能化程度高。该直流电源具有先进的系统监控功能，着重电池在线管理、接地选线、“四遥”通信、告警显示和事故追忆等功能进行开发，使得系统安全性、可靠性更高。
该系列全自动智能免维护直流屏采用SEIMENS公司生产的OP170B型人机界面,该监控模块具有结构紧凑、显示分辨率高、可靠性高、寿命长等优点。通过人机界面可以完成整流模块启动，充电状态显示，查看报警信息，手动电池巡检，绝缘监察、接地选线、报警试验、报警复位等直流屏的所有操作，并能显示直流屏的原理图及各个运行参数和各种故障信息。控制模块采用S7-300系列模块，进行数字和模拟信号的采集及输出。
硬件系统构成
1.PLC配置
变电站直流监控系统的PLC采用西门子公司的S7-300 PLC。根据系统要求，PLC总体配置如下：
①中央处理模块（CPU）：选用CPU 314。
②数字量输入模块（DI）：选用SM321，共1块（16点/块），处理4点输入信号。
③数字量输出模块（DO）：选用SM322, 共4 块（16 点/块），处理56 点输入信号。
④模拟量输入模块（AI）：选用SM331,共1 块（8 点/块），处理8点输入信号。
⑤模拟量输入、出模块（AI）：选用SM334，共1块（4点入和2点出/块），处理2点输入和2点输出信号。
2.操作屏配置
操作屏采用两个OP170B，一个安装在控制柜；一个安装在监控中心。
监控系统软件
变电站直流监控系统的软件主要有两部分：显示单元和软件单元。
1.显示单元
操作屏采用工业级人机界面，主要完成直流系统运行监控、故障报警、记录和排除提示、参数设置、模拟键盘操作、数据记录处理、累计运行时间控制等任务。
显示单元包括主画面、电池巡检画面、电池组电压记录画面、绝缘监察、当前报警画面、历史报警画面、累计运行画面等画面。
2.控制软件单元（只给出部分功能软件）
软件单元由系统时钟读取、整流器控制、电池巡检、绝缘监察、接地选线、限流电阻控制、累计运行时间、当前报警处理、历史报警信息处理、报警试验等程序构成。
1) 整流器控制。
给定延时
A “F1_k1”
AN “F1_k2”
= “DO_k1”
主充电机给定
A “DI_k1”
JNB _001
CALL FB21，DB21
_001: NOP 0
主充电机给定复位
AN “DI_k1”
AN “DI_k2”
= L0.0
A L0.0
BLD 102
S “float_charge”
A L0.0
JNB _004
L 0
T “ug_hm0”
_004: NOP 0
A L0.0
JNB _005
L 0
T “ug_hm1”
_005: NOP 0
A L0.0
JNB _006
L 0
T DB66.DBD580
_006: NOP 0
主浮充转换
A(
O “DI_k1”
O “DI_k2”
)
JNB _003
CALL FB20，DB20
_003: NOP 0
2) 巡检：能够自动（每天定时）和手动进行电池巡检（部分程序）。
每天10 点自动电池巡检
A(
L MW22
L 10
==I
)
FP M15.2
AN “scan_end”
S “scan_start”
按下面板电池巡检键，手动进行电池巡检
A(
A “F3_bat_scan”
FP M15.3
O(
A “F3_bat_scan”
FN M15.4
)
)
AN “scan_end”
S “scan_start”
电池巡检开始
A “scan_start”
JNB _001
CALL FB23，DB23
_001: NOP 0
电池巡检开始，画面转到电池巡检画面
A “scan_start”
FP M17.4
JNB _002
L 2
T MW102
_002: NOP 0
电池巡检结束,复位电池组序号
L MW186
L 18
==I
= L0.0
A L0.0
JNB _003
L 0
T MW116
_003: NOP 0
A L0.0
JNB _004
L DB65.DBW100
T MW118
_004: NOP 0
A L0.0
BLD 102
L S5T#2S
SD T51
电池巡检结束,置位电池巡检标志位
A T51
= L0.0
A L0.0
JNB _005
L 0
T MW186
_005: NOP 0
A L0.0
BLD 102
S “scan_end”
电池巡检结束后，进行过、欠压判断
A “scan_end”
JNB _006
CALL FB24，DB24
_006: NOP 0
3) 绝缘监察及接地选线：能够自动（每天定时）和手动进行绝缘监察及接地选线（部分程序）。
判断系统时钟是否为9 点，若是，则启动自动执行绝缘监察功能
A(
L MW22
L 9
==I
)
FP M15.5
S “auto_gnd_chk”
根据绝缘监察霍尔电压采样值与设定值的大小，判断是否出现不平衡接地，若出现，则启动
AN “gnd_chk”
= L2.0
A L2.0
A(
L MW148
L MW122
>I
)
FP M15.6
S “en_unbalance”
A L2.0
A(
L MW148
L MW122
<=I
)
FP M15.7
R “en_unbalance”
使绝缘监察启动的三种条件，有任何一个满足要求，则开始绝缘监察
A(
O “auto_gnd_chk”
O(
A “en_unbalance”
FP M16.1
)
O(
A “en_unbalance”
FN M16.2
)
O(
A “F4_gnd_chk”
FP M16.3
)
O(
A “F4_gnd_chk”
FN M16.4
))
AN “gnd_chk”
S “en_chk”
进行绝缘监察时，进入绝缘监察画面
A “en_chk”
FP M17.5
JNB _001
L 4
T MW102
_001: NOP 0
监察完毕，进行监察使能复位
A M17.0
R “en_chk”
R “gnd_chk”
监察完毕，进行对地电阻值，电压值记录及进行报警
A M17.0
JNB _009
CALL FB25，DB25
_009: NOP 0
4) 当前报警及历史报警信息处理（程序略）。
故障分类为二级:分为一般故障和致命故障。
一般故障包括：
当发生此类故障时，仅声光预警，不中断当前操作。根据系统中产生的各种故障实施相关的故障声光报警和记录，此刻显示屏进入故障报警画面，显示故障内容，性质，时刻，按ACK 解除声音报警，但故障显示仍然存在，直至解除故障。
致命故障包括：
当发生此类故障，将禁止所有控制输出，声光报警，在显示屏上显示故障类型、内容、时刻。只有在排除故障，按人工复位键后系统恢复正常工作。