摘要：本文基于温控仪表、计算机、PLC技术开发了电缆附件工程现场的温控器，并通过无线网络进行多控制器的联网，形成一套可对多个温控节点进行集中监控的控制系统，以适应电缆附件施工的复杂条件。

    近年来，我国电网发展趋势迅猛，对电力电缆及附件的需求也逐年激增。电力电缆附件热处理将影响到附件的空间电荷、拉伸机械等性能[21，是电缆工程中重要的一环。当前施工现场普遍采用的温控设备均为由温控仪表、传感器、继电器、加热带组成的简易温控设备，其适应性差、事故率较高，因此尽管按照电力电缆施工规范规定在附件热处理过程中配备了职守人员，也无法确保更可靠的处理效果，浪费了人力。本文针对电力电缆附件施工的条件，从实用性、防护性、智能化等角度出发，结合数据采集技术和网络技术，开发了一套用于电缆电缆附件现成施工的温度控制与数据管理系统。
    1 总体设计
    电力电缆附件的施工环境较复杂，主要有隧道、露天等场所，因此应注意设备的防水防尘，每个温控单元应设置额外的温度保护测量。系统可同时对3个终端或附件进行加热处理，并实时采集温度数据，实现集中监控和自动报警。
    系统采用带RS-485端口的温控仪表作为前端温控单元，3组温控仪表集成为一个测量节点，并通过RS-485-WiFi模块进行无线数据通信；由现场PLC作为总控台，上位机采用移动笔记本为载体，进行集中监控和数据采集管理。系统框图如图1所示。

    通过该系统可方便地进行现场加热过程监控，借助外部网络接口还可向远端进行数据传输并跟踪施工进度，实现智能化施工与管理。
    1.1前端温控单元的设计
    前端温控单元由3组温控仪表组成，可同时对3套电缆终端或接头进行加热控制。每组温控仪表包含1只用于控制加热器件的主控表、1只用于测量温度敏感区域的保护表和1个时间继电器。测量电缆芯温度时，若保护表的温度超过安全值，则根据工艺的不同可延时终止或实时暂停加热程序，直至温度降低至安全区域。前端温控单元框图如图2所示。

    1.2主控PLC设计
    主控PLC用来与多个前端温控单元进行通信，读取当前温度数据并设置控制参数，实现对现场多个控制过程的集中监控。主控PLC可采用无线通信模块，将数据直接传送至远端的数据服务器，由数据服务器转发给专用客户端、Web网页、第三方信息平台等其它信息平台，以便于在平板电脑、手机等媒体机查询数据。

    2 控制程序设计
    控制程序包含三部分：一是前端温控单元的控制，主要通过仪表的设置和逻辑组合来实现；二是现场主控PLC的程序设计，用来实现集中监控和统一管理；三是后端数据服务器的程序设计，用来识别和接收各温控单元的数据，并分类存储与管理。
    2.1前端温控单元的工作模式控制
    前端温控单元主要完成的逻辑控制为：主控表进行自适应PID温控；保护表测量温度敏感区，采用ON-OFF模式；时间继电器接收保护表的输出，单次触发计时，时间结束后切断加热器并触发蜂鸣器报警，温控过程结束。前置温控单元控制图如图3所示。

    2.2仪表的通信
    温控仪表均支持基于RS-485总线的Modbus RTU协议，通过该协议可查询仪表的温度值，并设置仪表的工作参数、模式及直接急停等。对于支持串行通信的控制器很容易实现对仪表的数据通信，计算机通过串口方式来实现，PLC通过串行通信模块来实现。
    为了支持无线通信，每个温控器使用1个RS-485-WiFi模块。如果控制器是PLC，那么在PLC端同样需要一个RS-485-WiFi模块来接收信号。通常的做法是，PLC端的RS-485-WiFi模块设置为TCP服务器，分散的温控器端设置为TCP客户端。建立连接后，通过RS-485-WiFi模块可实现TCP协议透明传输，对于两端设备等同于有线的串行通信。

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