一種基于plc的高壓開關柜溫度監控系統的制作方法
【專利摘要】本發明提出的一種基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統，包括PLC控制器、光電隔離輸入電路裝置、繼電器、執行機構、高壓開關柜、觸頭溫度傳感器、調理電路裝置、光電隔離輸出電路裝置、現場監控機、通訊裝置和遠程計算機。本發明的優勢在于：1.采用無線通訊技術進行遠程數據采集和監控，在遠程和現場監控的工控機上通過監控軟件，即方便了用戶在不同地方進行遠距離監控高壓開關柜觸點的溫度；2.對于溫度過高狀態可以遠程發送指令進行有效措施的實施，及時快捷；3.具有友好的人機界面，直觀形象，操作簡便。
【專利說明】一種基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在線監控系統，特別是一種基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統。
【背景技術】
[0002]高壓開關柜用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，高壓開關柜按作電壓等級在3.6kV?550kV的電器產品，高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關柜等幾大類。其對使用環境的有較高的要求，如周圍空氣溫度的上限不超過+40°C;周圍空氣溫度24h的平均值不超過+35°C ;周圍空氣溫度的下限不低于_5°C或_25°C。各種元器件大多是A級絕緣，它們在長期運行時的極限允許溫升為65°C ο開關柜內的高溫，使低壓電器在運行中的內部熱量難以向外散發，所以經過一定時間因絕緣老化而燒壞；塑料絕緣導線也將會受熱老化擊穿；開關柜內的電子產品如剩余電流動作保護器、電子型計量表，在高溫下運行時就會嚴重影響到產品的使用壽命，還會影響到保護器性能的穩定性和動作的可靠性以及計量的準確性；在高溫下運行的無功補償電容器、熔斷器也會縮短壽命；開關柜在室外運行，它不但受到陽光的直接照射產生高溫，同時運行中自身也會產生熱量，所以在盛夏高溫季節，柜體內的溫度將會達到+60°C以上，這時的溫度大大超過了這些電器《國標》中規定的環境溫度，因而會引起開關柜的故障。
[0003]因此，就目前的技術現狀而言，開發一種的新的系統，在高壓開關柜上設置溫度監測系統，以適用于各種類型的高壓設備的溫度在線監測，并具有可靠的高壓隔離、抗強電場、磁場干擾及良好的熱穩定等特性；通過即時監測開關觸頭等發熱點溫度，可發現異常發熱故障苗頭，從而防止故障的發生，并且通過溫度歷史記錄，對開關柜“狀態維修”提供科學數據依據。對開關柜等電器設備的安全運行具有重要的意義。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的缺陷，本發明提供的一種基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統，可以根據監控及時排除故障。
[0005]本發明的上述目的通過獨立權利要求的特征來實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的特征。
[0006]本發明的技術方案是:一種基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統，包括PLC控制器、光電隔離輸入電路裝置、繼電器、執行機構、高壓開關柜、觸頭溫度傳感器、調理電路裝置、光電隔離輸出電路裝置、現場監控機、通訊裝置和遠程計算機；
[0007]其中的PLC控制器、光電隔離輸入電路裝置、繼電器、執行機構、高壓開關柜、觸頭溫度傳感器、調理電路裝置和光電隔離輸出電路裝置之間依次首尾閉環連接，其中的PLC控制器、現場監控機、通訊裝置、遠程計算機依次相連。
[0008]進一步的，所述光電隔離輸入電路裝置和光電隔離輸出電路裝置均采用變送器。
[0009]進一步的，所述通訊裝置采用采用GPRS通訊模式，采用GPRS調制解調器進行遠程無線數據通信，現場監控機連接終端用調制解調器，遠程計算機連接主站用調制解調器。
[0010]本系統的工作過程是:觸頭溫度傳感器對高壓開關柜開關觸頭進行溫度測量，得到模擬信號，依次經過所述調理電路裝置、光電隔離輸出電路裝置，至進行數據處理的PLC控制器，處理后的數據反應在現場監控機上，然后通過所述通訊裝置傳輸到遠程監控的遠程計算機上；遠程計算機監控到觸頭溫度超標發出的指令信號通過通訊裝置傳輸到現場監控機，至進行數據處理的PLC控制器，處理后的數據依次經過光電隔離輸入電路裝置、繼電器到執行機構，對高壓開關柜做出相應的切除故障的動作。
[0011]本系統采用的通訊方式有兩種:GPRS通訊和RS485通訊。現場通訊采用RS485通訊。現場通訊是針對現場監控機和PLC控制器的數據交換。PLC控制器采用自由口模式通訊，自由口模式允許應用程序控制串行通信口使用自定義通信協議與多種類型的智能設備通信，即在自由口模式下，用戶可以發送接收指令或發送接收中斷指令，結合自定義通信協議編寫程序，控制通信端口操作。本系統采用主從式通訊，以現場監控機為主站，其它現場監控終端為子站，所有通訊業務在主站的輪詢控制之下進行。遠程通訊采用GPRS通訊，采用GPRS調制解調器進行遠程無線數據通信。現場監控機連接終端用調制解調器，遠程計算機連接主站用調制解調器。以遠程計算機為主站，所有通信業務由其發起。
[0012]由以上本發明的技術方案可知，本發明的與傳統的工作系統相比，其具有以下優勢和有益的效果:
[0013]1、采用無線通訊技術進行遠程數據采集和監控，在遠程和現場監控的工控機上通過監控軟件，即方便了用戶在不同地方進行遠距離監控高壓開關柜觸點的溫度；
[0014]2、對于溫度過高狀態可以遠程發送指令進行有效措施的實施，及時快捷；
[0015]3、具有友好的人機界面，直觀形象，操作簡便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的一種基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統結構示意圖，其中:
[0017]101-光電隔離輸出電路裝置；102_調理電路裝置；103_觸頭溫度傳感器；104_高壓開關柜；105_執行機構；106_繼電器；107_光電隔離輸入電路裝置；108-PLC控制器；109-現場監控機；110-通訊裝置；111-遠程計算機。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明；如圖1不，一種基于PLC的尚壓開關柜溫度監控系統，包括:
[0019]PLC控制器108、光電隔離輸入電路裝置107、繼電器106、執行機構105、高壓開關柜104、觸頭溫度傳感器103、調理電路裝置102、光電隔離輸出電路裝置101、現場監控機109、通訊裝置110和遠程計算機111 ;
[0020]其中的PLC控制器108、光電隔離輸入電路裝置107、繼電器106、執行機構105、高壓開關柜104、觸頭溫度傳感器103、調理電路裝置102和光電隔離輸出電路裝置101之間依次首尾閉環連接，另外，PLC控制器108、現場監控機109、通訊裝置110、遠程計算機111依次相連。
[0021]進一步的，所述光電隔離輸入電路裝置107和光電隔離輸出電路裝置101均采用變送器。
[0022]進一步的，所述通訊裝置110采用GPRS通信模式；采用GPRS調制解調器進行遠程無線數據通信，現場監控機連接終端用調制解調器，遠程計算機連接主站用調制解調器。
[0023]本系統的工作原理和過程主要在于:高壓開關柜開關觸頭預留測溫點，觸頭溫度傳感器對觸點進行測量，得到模擬信號，然后傳輸到調理電路裝置，繼而發送到其保護作用的光電隔離輸出電路裝置，再傳輸到PLC控制器進行A/D-D/A數據處理，處理后的數據在現場監控機上得以反應，最后通過通訊裝置傳輸到遠程計算機實現遠程監控。
[0024]當遠程計算機一旦監控到溫度達到危險值，通過遠程計算機發出指令信號，由通訊裝置傳輸到現場監控機，再至PLC控制器進行A/D-D/A數據處理，處理后的數據依次經過光電隔離輸入電路裝置、繼電器到執行機構，由執行機構做出相應措施扼制故障苗頭。
[0025]遠程計算機實現遠程監視功能，監視開關觸頭溫度。現場監控機對現場數據進行處理。可編程的PLC控制器作為下位機對現場數據進行實地采集，并將其傳給現場監控機。
[0026]現場監控機和遠程計算機使用上位機軟件，本著方便用戶的原則，采用人機交互的方式；PLC控制器使用下位機軟件，運用下拉式菜單、彈出式窗口、熱鍵操作、錯誤屏蔽等技術。
[0027]本系統采用兩種通訊方式:GPRS通訊和RS485通訊。其中的PLC控制器、光電隔離輸入電路裝置、繼電器、執行機構、高壓開關柜、觸頭溫度傳感器、調理電路裝置和光電隔離輸出電路裝置之間依次首尾閉環連接的現場通訊方式采用RS485通訊，現場通訊是針對現場監控機和PLC控制器的數據交換。PLC控制器采用自由口模式通訊，自由口模式允許應用程序控制串行通信口使用自定義通信協議與多種類型的智能設備通信，即在自由口模式下，用戶可以發送接收指令或發送接收中斷指令，結合自定義通信協議編寫程序，控制通信端口操作。本系統采用主從式通訊，以現場監控機為主站，其它現場監控終端為子站，所有通訊業務在主站的輪詢控制之下進行。現場監控機和遠程計算機之間的遠程通訊采用GPRS通訊方式，采用GPRS調制解調器進行遠程無線數據通信。現場監控機連接終端用調制解調器，遠程計算機連接主站用調制解調器。以遠程計算機為主站，所有通信業務由其發起。
[0028]綜上所述，本發明的實施例的系統適用于各種類型的高壓設備的溫度在線監測，具有可靠的高壓隔離、抗強電場、磁場干擾及良好的熱穩定等特性；本系統通過即時監測開關觸頭等發熱點溫度，可發現異常發熱故障苗頭，從而防止故障的發生，并且通過溫度歷史記錄，對開關柜狀態維修提供科學數據依據，從而實現對開關柜等電器設備安全運行的全方位的監控。
[0029]以上說明書文字與附圖僅為對本發明的解釋和說明，不以任何形式對本發明構成限制和限定，本發明的范圍以權利要求書為準，一切不超出本發明宗旨的顯而易見的修改、變換和替代方案均在本發明范圍內。
【權利要求】
1.一種基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統，其特征在于，包括: PLC控制器(108)、光電隔離輸入電路裝置(107)、繼電器(106)、執行機構(105)、高壓開關柜(104)、觸頭溫度傳感器(103)、調理電路裝置(102)、光電隔離輸出電路裝置(101)、現場監控機(109)、通訊裝置(110)和遠程計算機(111); 其中的PLC控制器(108)、光電隔離輸入電路裝置(107)、繼電器(106)、執行機構(105)、高壓開關柜(104)、觸頭溫度傳感器(103)、調理電路裝置(102)和光電隔離輸出電路裝置(101)之間依次首尾閉環連接，另外，PLC控制器(108)、現場監控機(109)、通訊裝置(110)、遠程計算機(111)依次相連。
2.根據權利要求1所述的基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統，其特征在于，所述通訊裝置(110)采用GPRS通信模式；采用GPRS調制解調器進行遠程無線數據通信，現場監控機連接終端用調制解調器，遠程計算機連接主站用調制解調器。
3.根據權利要求1所述的基于PLC的高壓開關柜溫度監控系統，其特征在于，所述光電隔離輸入電路裝置(107)和光電隔離輸出電路裝置(101)均采用變送器。
【文檔編號】G05B19/05GK104483890SQ201410779147
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】王恒, 王曉巖, 王小鍵, 付文波 申請人:江蘇寶亨新電氣有限公司