赫优讯netPLC模块在京能纺防闪络后备电源系统中的应用

在夏季雷雨多发季节，电网会发生瞬时电压跌落的现象，称为电网闪络，在很短的时间内(0.5-1秒)电压会产生很大的下降甚至完全断电。在聚酯和长丝生产线上大量使用的变频器会由于电网闪络而产生欠压故障。由于聚酯和长丝连续生产的特点，熔体出料泵和纺丝增压泵瞬时停车会造成纺丝生产线全线停车排废，损失巨大。因此，需要有一种后备电源系统，能在电网电压瞬时跌落的时间里(1秒左右)，能够提供变频器短时工作的能量。

深圳京能纺系统集成有限公司的防闪络后备电源系统，采用动力锂离子电池储能的方式为变频器提供瞬时直流供电，维持变频器的运行。因为在聚酯和长丝生产线中，控制系统使用的是UPS电源，因此这种电网闪络对控制回路不会造成影响。

防闪络后备电源系统由若干子系统组成，主要包括：动力锂电池组、DC/DC转换器、电池管理系统、充放电器、PLC控制系统与直流分配系统等。系统原理图如下图所示。

其中，PLC控制系统是控制整个电源系统正常工作的核心，而PLC控制器又是控制系统的核心，能够协调各个子系统间的互相配合运行。PLC控制器采用赫优讯公司的netPLC模块。PLC的 功能是对电池的电量和充放电进行管理，将电池的电量控制在50%左右，以延长电池的使用寿命。PLC还管理着直流挂网原件(接触器)的动作，检测相应回路的变频器的准备信号。netPLC基于赫优讯netX技术，是即插即用的集成现场总线通讯功能与逻辑控制功能的嵌入式模块。用户可以使用西门子公司STEP7编程工具编写自己的逻辑程序，也可以使用CoDeSys或MULTIPROG等IEC-61131标准的编程环境。模块上的Profibus-DP主站接口，能够实现中小型PLC的性能来控制本地IO及分布式 远程IO。

另外，PLC模块还需接收电池管理系统中每一节电池的电压、温度、内阻、充放电电流以及SOC(充电状态，也就是电量值)，这样可以直接定位到故障电池的地址，方便快速判断故障位置及类型，节省维护时间。专门定制的充电器(IGBT可逆式充放电装置)回路可以精确度控制直流电压和电流的大小，控制系统通过总线通讯方式可以设定电池组的充电电压、电流等参数，实现电池的均充/浮充、恒流/恒压等充电功能。将电池供电接入变频器需要直流分配系统，控制系统检测到变频器得电后发送过来的“准备好”信号后，由PLC控制相应的输出接触器闭合。

系统中还配置有人机界面，采用触摸屏形式，PLC将电池组的相关数据(电压，温度，SOC等)、充电放电的相关操作和指示，放电时间等事件记录，以及故障信息等发送到触摸屏上进行显示。

目前，京能纺公司的该套防闪络后备电源系统，已经在多个聚酯装置的变频系统工程上成功进行了实施，成为了非常成熟的防闪络解决方案。