本實用新型涉及一種綜合管廊風機的工業(yè)總線控制系統(tǒng)。

背景技術：

城市地下綜合管廊系統(tǒng)復雜，維修困難，其電控常常采用手動式控制，在操作上存在一定的不便，更是缺乏實時的控制和反饋。

而城市地下綜合管廊最大的特點是線路長，檢測設備數(shù)量多，一個防火分段至少200米左右，大多控制系統(tǒng)都是一到兩個防火分段設置一個PLC控制站，管廊采集點相對來說也比較分散，對一個設備的信號采集往往有好幾個I/O信號。如果采用常規(guī)接線方式，直接和PLC的I/O模塊點對點的硬線連接，敷設線路長，電纜數(shù)量多，建設期成本很高，運營期故障相對較多，維護量也較大。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于此，本實用新型提供一種綜合管廊風機工業(yè)總線控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過手動切換選擇手動控制或者遠程自動控制，對于遠程自動控制，其布線方式采用工業(yè)總線技術，并且通過相應的通訊方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種綜合管廊風機工業(yè)總線控制系統(tǒng)，基于現(xiàn)有技術的控制系統(tǒng)上，該系統(tǒng)在控制回路上連接有轉換開關SA，轉換開關SA一檔連接于控制回路，另外一檔連接到總線上，總線連接有控制器，通過轉換開關SA的換擋切換，實現(xiàn)風機的手動和遠程自動控制。由此，可以通過轉換開關SA的選擇，實現(xiàn)實時的遠程控制和監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)故障，及時排除故障。采用總線技術，可以避免繁雜的布線工作，節(jié)省成本，利用擴展終端設備。

在一些實施方式中，控制器采用PLC控制器，風機則連接于一次回路上，控制回路包括啟動回路，關閉回路；啟動回路串聯(lián)用于控制一次回路上常開觸點的第一繼電器KM以及啟動開關，關閉回路分別串聯(lián)有第二繼電器KA2和關閉開關，第二繼電器KA2的常閉觸點串聯(lián)于所述啟動回路上。利用PLC控制器以及相關的繼電器組成的控制回路，可以在惡劣的地下環(huán)境下穩(wěn)定地工作，且其設計簡單。

在一些實施方式中，啟動回路還并聯(lián)有中間回路，并將第一繼電器KM串聯(lián)于中間回路，啟動回路則串聯(lián)第三繼電器KA1，第三繼電器KA1的常開觸點串聯(lián)于中間回路上，中間回路通過轉換開關SA連接于電源上，所述轉換開關SA的一檔位還接入總線上。

在一些實施方式中，控制回路還包括消防控制回路，消防控制回路包括第四繼電器K1，啟動回路和中間回路分別串聯(lián)有所述第四繼電器K1的常閉觸點?？刂葡阑芈返牡谒睦^電器K1，可以控制布設于啟動回路以及中間回路的常閉觸點，在發(fā)生火災時，可以使其動作，從而達到切斷電路的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施方式的控制原理圖；

圖2為一次回路原理圖；

圖3為本實用新型風機接口電路原理圖；

圖4為本實用新型的接口通訊規(guī)約指令格式圖；

圖5為本實用新型的接口通訊規(guī)約圖；

圖6為本實用新型的電氣原理圖；

圖7為本實用新型的電氣原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1示意性地顯示了根據(jù)本實用新型的一種實施方式的綜合管廊風機工業(yè)總線控制系統(tǒng)。如圖所示，該系統(tǒng)基于現(xiàn)有技術的控制系統(tǒng)上，該系統(tǒng)在控制回路上連接有轉換開關SA，轉換開關SA一檔連接于控制回路，另外一檔連接到總線上，總線連接有控制器，通過轉換開關SA的換擋切換，實現(xiàn)風機的手動和遠程自動控制。由此，可以通過轉換開關SA的選擇，實現(xiàn)實時的遠程控制和監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)故障，及時排除故障。采用總線技術，可以避免繁雜的布線工作，節(jié)省成本，利用擴展終端設備。

當控制回路10通電后PW將進行指示，轉換開關SA進行就地手動及遠程自動控制模式切換，當轉換開關SA處于就地手動模式時，當就地操作箱上按下風機啟動按鈕SF，或在1#入口按鈕盒上按下風機啟動按鈕QA1，或在2#入口按鈕盒上按下風機啟動按鈕QA2，或在3#入口按鈕盒上按下風機啟動按鈕QA3，或在4#入口按鈕盒上按下風機啟動按鈕QA4后，第三繼電器KA1的線圈得電，同時其輔助觸點吸合進行啟動自鎖，保持第三繼電器KA1的線圈繼續(xù)得電，第三繼電器KA1的線圈得電后其輔助觸點吸合，接觸器KM線圈得電，其主觸點吸合，風機電機M1得電啟動運行，同時第一繼電器KM的輔助觸點吸合，風機運行指示燈PR點亮。當就地操作箱上按下風機停止按鈕SS、或在1#入口按鈕盒上按下風機停止按鈕QA5、或在2#入口按鈕盒上按下風機停止按鈕QA6、或在3#入口按鈕盒上按下風機停止按鈕QA7、或在4#入口按鈕盒上按下風機停止按鈕QA8后，第二繼電器KA2線圈得電，同時其輔助觸點斷開，第三繼電器KA1線圈失電，第三繼電器KA1輔助觸點自鎖斷開，第一繼電器KM線圈失電，第一繼電器KM主觸點斷開，風機電機斷電，風機停止運行。當轉換開關SA處于遠程自動模式時，RIO（PLC）輔助點通過PLC控制器的控制風機運行，第四繼電器K1控制風機停止。同時當風機主回路熱繼KH斷路時，或刀閘QF斷路時，故障繼電器KA3線圈得電，故障指示燈PY點亮。

風機控制原理：

一次回路：一次回路由風機M1，斷路器QF、第一繼電器KM、熱繼電器KH組成。

若第一繼電器KM吸合，則風機轉動，在運行的過程中，若熱繼電器KH斷開，則表示電機過載，則熱繼電器KH斷開，風機停止運行。待風機故障解決，熱繼電器KH恢復，接通第一繼電器KM，風機正常運行。如出現(xiàn)短路情況，則斷開斷路器QF1，故障輔助觸點，通過故障輔助觸點通知PLC，風機運行故障，待風機故障解決，合上斷路器，風機正常運行。

風機正常運行時，若第一繼電器KM斷開，則電動機停止運行。

控制回路：控制回路分為遠程自動控制和就地手動控制。

遠程自動控制或就地手動控制由自動/手動旋轉開關轉動來選擇風機的控制方式。手動權限最大。

若自動/手動旋轉開關置于就地手動位置，旋轉開關的手動觸點接1、3接通，旋轉開關的遠程自動控制觸點3、4斷開，旋轉開關的7、8觸點處于斷開狀態(tài)，旋轉開關7、8 觸點為無源點，給PLC反饋現(xiàn)場風機的控制方式為就地手動。就地手動控制方式是通過啟動按鈕(SF、QA1、QA2、QA3、QA4)和停止按鈕(SS、QA5、QA6、QA7、QA8) 控制第三繼電器KA1的吸合和第二繼電器KA2的斷開，控制第一繼電器KM的吸合和斷開，進行就地手動控制風機的運行/停止。若風機運行，則風機控制箱面板的綠色運行指示燈亮(PR)，若風機處于停止狀態(tài)，綠色(PR)運行指示燈滅。在就地手動控制的同時，遠程自動控制是不能進行控制風機。

若自動/手動旋轉開關置于遠程自動位置，旋轉開關的手動觸點接1、3斷開，旋轉開關的遠程自動控制觸點3、4接通，旋轉開關的7、8觸點處于接通狀態(tài)，旋轉開關7、8 觸點為無源點，給PLC反饋現(xiàn)場風機的控制方式為遠程自動。 遠程自動控制是由PLC控制RIO(PLC)常開點的接通/斷開進行控制第一繼電器KM的吸合/斷開，進行遠程自動控制風機的運行/停止。若風機運行，則風機控制箱面板的綠色運行指示燈亮(PR)，若風機處于停止狀態(tài)，綠色(PR)運行指示燈滅。在自動/手動旋轉開關置于遠程自動位置的狀態(tài)下，就地手動可通過手動按鈕，控制第三繼電器KA1和第二繼電器KA2的接通/斷開，控制第一繼電器KM的吸合和斷開，也能控制風機的運行/停止，同時綠色運行指示燈(PR)亮/滅。這是由于手動權限最高。

在一次回路中講述到電機M1出現(xiàn)過載故障時，熱繼電器KH斷開。同時熱繼電器KH的輔助常閉觸點斷開，此時控制回路則被斷開，第一繼電器KM則從吸合裝填變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。第一繼電器KH的輔助常開觸點吸合故障信號燈(PY)亮，障繼電器KA3吸合，由障繼電器KA3的觸點接到PLC上，PLC接收到風機故障為過載故障。

消防控制：

風機運行狀態(tài)：若在火災發(fā)生時，無論風機處于就地手動還是遠程自動狀態(tài)，火災報警控制主機通過消防總線I/O模塊控制第四繼電器K1吸合，則控制回路常閉點為斷開狀態(tài)，手動按鈕回路第四繼電器K1的常閉觸底，同為斷開狀態(tài)，無論是就地手動/遠程自動控制風機運行，都將運行中的風機停止；并同時通過繼電器KM1的常閉觸點由風機運行狀態(tài)中的斷開到風機停止狀態(tài)的接通，給火災報警控制主機消防通過總線I/O模塊反饋信號。這種狀態(tài)一直到火災報警解除。則火災報警控制主機通過消防總線I/O模塊不在控制第四繼電器K1，第四繼電器K1控制回路和手動按鈕回路恢復常閉狀態(tài)，風機則受就地手動/遠程自動的控制。

風機停止狀態(tài)：若在火災發(fā)生時，無論風機處于就地手動還是遠程自動狀態(tài)，風機處于停止狀態(tài)?；馂膱缶刂浦鳈C通過消防總線I/O模塊控制第四繼電器K1吸合，則控制回路常閉點為斷開狀態(tài)，手動按鈕回路常閉觸點K1同為斷開狀態(tài)，風機則一直停止狀態(tài)，不能開啟，同時通過KM1的常閉觸點由風機運行狀態(tài)中的斷開到風機停止狀態(tài)的接通，給火災報警控制主機消防通過總線I/O模塊反饋信號。這種狀態(tài)一直到火災報警解除。則火災報警控制主機通過消防總線I/O模塊不在控制第四繼電器K1，第四繼電器K1控制回路和手動按鈕回路恢復常閉狀態(tài)，風機則受就地手動/遠程自動的控制。

為了便于遠程控制及通訊接口協(xié)議制定，接口電路設計如下圖3：

根據(jù)圖3，總線接口通訊協(xié)議設計如下：

總線采用RS232串口自由口（用戶自定義）通信協(xié)議；通信速率：9600BPS，8個數(shù)據(jù)位, 無校驗位，通訊字符總長度為8位字符，其中信息為4為字符，報文結束字符為“16#DE”；

PLC向通訊接口發(fā)送控制命令報文開頭為“01 02 XX XX XX XX DE DE”，通訊接口向PLC發(fā)送狀態(tài)報文開頭為“02 01 XX XX XX XX DE DE”。

綜上所述通訊規(guī)約如下圖4：

規(guī)約控制指令如下圖5：

圖5：接口通訊規(guī)約

規(guī)約控制順序如下：

a.當風機處于遠程控制模式下，如人為或程序自動啟動風機時,PLC控制器先向IO控制接口發(fā)出序號1的狀態(tài)查詢命令“Test 0”，即狀態(tài)查詢命令報文為“01 02 00 00 00 00 DE DE”；

b.設備IO接口收到PLC的狀態(tài)查詢命令“Test 0”后，根據(jù)接口各點狀態(tài)返回“states 1”的風機設備狀態(tài)報文；

c.PLC控制器收到風機設備狀態(tài)報文“states 1”，分析此時設備狀態(tài)，如此設備未運行、處于遠程自動模式、無故障、無消防強切信號時，即設備狀態(tài)報文“states 1”為“02 01 00 01 00 00 DE DE”時，認為設備具備運行條件，PLC控制器準備發(fā)出序號“2”的“StartStop 2” 的風機啟動命令；如此設備在運行、或處于就地手動模式、或有故障、或有消防強切信號、或報文錯誤時，PLC將停止發(fā)送風機啟動命令，同時在監(jiān)控畫面上報警，并顯示具體原因。

d.當設備IO接口收到PLC控制器準備發(fā)出序號“2”的“StartStop 2” 的風機啟動命令，即“01 02 00 00 00 01 DE DE”，即輸出相應啟動管腳高電平（DC24V）信號，當風機運行后返回狀態(tài)報文“StartStop Ok 3”，即“02 01 00 01 01 00 DE DE”，如PLC控制器在規(guī)定的時間內(nèi)未收到了此條狀態(tài)返回信號，將認為設備故障，為了保證設備及人身安全，PLC控制器緊接著發(fā)出序號“2”的“StartStop 2” 的風機停止命令，即“01 02 00 00 00 10 DE DE”。

e.風機正常運行后，設備IO接口將定時發(fā)送給PLC控制器序號“3”的設備運行狀態(tài)報文“ErrorOkStates 5”，來實時告知PLC設備的運行狀態(tài)，并在監(jiān)控畫面顯示。如PLC未在規(guī)定的時間間隔內(nèi)收到“02 01 00 01 01 00 DE DE”的狀態(tài)報文，PLC控制器將發(fā)出序號“2”的“StartStop 2” 的風機停止命令報文。

f.風機正常運行后，如需要操作停止風機，PLC控制器將發(fā)出序號“2”的“StartStop 2” 的風機停止命令，即“01 02 00 00 00 10 DE DE”報文來停止風機的運行。

以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。