SVC控制系统构成

SIMATIC-TDC控制器是SIEMENS公司近年来在SIMADYN-D的基础上推出的新一代工业控制系统，目前，该控制系统已在大容量交-直流传动得到了一定的应用，已成为SIEMENS公司在工业控制领域实现大型系统实时控制的主推产品。与SIMADYN-D类似，SIMATIC-TDC控制系统采用多CPU并行处理结构，它的信号处理和算术运算能力十分强大，处理器模板采用了64位RISC处理器，基本采样时间达到了μs级。SIMATIC-TDC采用了自由组态、模块化的设计思想，使得系统的结构便于扩展。系统可以快速实现闭环和开环控制，算术运算以及系统监视和信号通信等功能。SIMATIC-TDC拥有一套完整的模块化的硬件和软件设计思想模式，能够保证硬件可以广泛地满足各种系统的设计要求。每个系统独立的插件板可以直接插入独立的控制单元。SIMATIC-TDC尤其适用于相关联的大动力及高精度的控制系统，适合于不同的交流、直流调速系统以及电力系统的控制和保护系统。

与SIMADYN-D比较起来，SIMATIC-TDC的性能更加卓越。与SIMADYN-D最大的区别是，SIMATIC-TDC采用了符合VMEbus标准的64位总线，总线速度大幅度提高，因此不再有L-bus和C-Bus的区别。SIMATIC-TDC系统采用STEP/CFC组态语言，计算机用户界面十分的友好，易于操作和掌握，适合于从简单到复杂的控制系统的要求。简单任务可以组态在一个功能包中，较复杂的任务则由几个功能包共同来完成。对于复杂的功能，是由几个过程处理器组合在一个SIMATIC-TDC控制单元中来完成。更高级的系统可由几个SIMATIC-TDC控制单元组合在一起，通过通讯线连接交换数据而达到设计要求。

SIMATIC-TDC采用的是实时操作系统(固定时隙25µs)，采样速度很快(最短100µs)，其中A/D采样转换时间约为20µs，D/A转换输出时间为4µs，D/I和D/O延时时间均为100µs，测试证明完全满足在0.5ms内完成从采集、计算到控制信号输出的要求。强大的循环处理，高达5种采样时间(T1~T5)，能够进行处理周期性中断(T0)和非周期性中断(I1~I8八级中断)任务。基于基本采样时间T0，可以定义5种采样时间的周期中断任务(T1~T5)以处理不同实时性要求的任务，其中T1~T5与T0的关系是：

Ti = T0 * 2j

式中：1≤i≤5，0≤j≤15。该控制系统超高的采样速度，超快的运算速度，超强的计算能力，从而保证SVC控制器响应时间只受数字滤波器限制，速度达到10ms以内，满足设备要求。

将SIMATIC-TDC应用于SVC控制系统可以大大提高SVC装置的性能和可靠性。同时该控制系统结构简单合理、可以实现多种复杂的控制算法、响应速度极快。

顺特电气有限公司SVC控制系统使用CPU551实现主要的计算和开、闭环控制任务，人机界面采用TP270系列触摸屏。其中SIMATIC-TDC与水冷系统的通信采用Profibus-DP通信协议；SIMATIC-TDC与人机接口(例如TP270)及远方监控系统的通信采用了SIEMENS的MPI协议；SIMATIC-TDC与调试设备之间采用DUST1协议进行通信；SIMATIC-TDC与微机保护装置的通信采用工业以太网。

SIMATIC-TDC实现的主要功能包括：进行信号的采集和处理、实现SVC的控制算法、实时计算TCR触发角；实现SVC系统的开停机控制；SIMATIC-TDC还要实现与晶闸管冷却系统的通信以达到对冷却系统的监控目的；对晶闸管状态进行监控；对微机保护装置进行通信；对主电路进行监控。图1为采用双CPU结构SVC控制系统实现的基本功能。 图2是在SIMATIC-TDC/SIMADYN-D中实现的负荷补偿SVC控制框图。图3是顺特电气应用于工业产品的基于SIMADYN-D/SIMATIC-TDC的SVC控制系统外形图。
应用实例

顺特电气有限公司开发基于SIMADYN-D的SVC控制系统2005年已经成功地应用到首钢秦皇岛板材有限公司110kV变电站、天津津滨轻轨有限公司110kV变电站等4个SVC工程。基于SIMATIC-TDC的SVC控制系统已于2006年6月在青岛四方-庞巴迪-波尔铁路设备运输公司110kV变电站SVC工程正式投运，这是第一个将SIMATIC-TDC应用于SVC工程的实例。这里主要以首钢秦皇岛板材有限公司SVC为例对应用情况进行简单介绍。