一種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光纜傳輸?shù)碾姎饪刂坪瓦^程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換箱、現(xiàn)場操作控制箱、現(xiàn)場交換機，配電設(shè)備和工業(yè)控制計算機系統(tǒng)。現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換箱接受儀表傳送的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，通過光纜經(jīng)由交換機，通過光纜，傳送到工業(yè)計算機，由工業(yè)計算機通過預(yù)先設(shè)置組態(tài)軟件的程序，進行計算，并發(fā)出相應(yīng)的計算結(jié)果，經(jīng)由光纜傳送，通過交換機傳送到配電開關(guān)設(shè)備，通過配電柜內(nèi)的帶通訊的馬達保護器，讀取相應(yīng)的命令，并作出相應(yīng)的動作，并通過雙向的通訊協(xié)議，反饋給工業(yè)計算機，從而完成一整套的過程控制。光纜接口是多模光纖接口?，F(xiàn)場控制箱的安裝位置設(shè)有視頻監(jiān)控，該視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)通過光纜接入工業(yè)控制計算機。
【專利說明】
一種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明工業(yè)過程控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]低壓配電柜在配電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，是必不可少的設(shè)備。隨著自動化的程度越來越高，所需監(jiān)控監(jiān)測的內(nèi)容信息也越來越大，對設(shè)備控制的操作點也越來越多，我們所布的控制線也越來越多。大量的導(dǎo)線布置連接，各信號相互會干擾;帶電導(dǎo)線長距離的連接，信號會衰減;電流的浪涌會沖擊儀表，不得不加裝隔離柵，以保護精密的儀表設(shè)備等等。
[0003]特別是在化工工業(yè)現(xiàn)場遠程控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的二次回路控制在長距離，多回路控制，多信號發(fā)送等方面越來越不適用，出現(xiàn)了種種弊端。但現(xiàn)在因無可靠的先進的傳送方式替代，只能按照原先方案實施，不但費料:大量二次線布置;費人工:二次線排布;費時間:需逐一配對調(diào)試等。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換箱、現(xiàn)場操作控制箱、現(xiàn)場光纖交換機、配電柜和工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換箱接受儀表傳送的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，通過光纜經(jīng)由交換機，通過光纜，傳送到工業(yè)計算機，由工業(yè)計算機通過預(yù)先設(shè)置組態(tài)軟件的程序，進行計算，并發(fā)出相應(yīng)的計算結(jié)果， 經(jīng)由光纜傳送，通過交換機傳送到配電開關(guān)設(shè)備，通過配電柜內(nèi)的帶通訊的馬達保護器，讀取相應(yīng)的命令，并作出相應(yīng)的動作，并通過雙向的通訊協(xié)議，反饋給工業(yè)計算機，從而完成一整套的過程控制。工業(yè)計算機、低壓配電柜和現(xiàn)場轉(zhuǎn)換箱、操作箱等都通過光纖連接。 [〇〇〇6]現(xiàn)場控制箱內(nèi)具有第一微控制器和與其連接的具有光纜接口的第一光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，配電柜內(nèi)具有第二微控制器、和與其連接的具有光纜接口的第二光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和馬達保護器。
[0007]光纜接口是多模光纖接口。
[0008]現(xiàn)場控制箱的安裝位設(shè)有視頻監(jiān)控，該視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)通過光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的控制室。
[0009]有多個現(xiàn)場控制箱通過光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)。
[0010]有多個配電柜通過光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)。
[0011]配電柜內(nèi)的馬達保護器通過接觸器連接控制開關(guān)。
[0012]現(xiàn)場控制箱具有控制按鈕、指示燈和接觸器。
[0013]—種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)控制系統(tǒng)，包括工業(yè)計算機主機和備用主機，還包括多個儀表傳感器，每個儀表傳感器的現(xiàn)場對應(yīng)安裝一個光電轉(zhuǎn)換模塊，光電轉(zhuǎn)換模塊用于將視頻、開關(guān)量、〇?10V、4?20mA或者PT電阻值轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纜接入交換機，
[0014]交換機通過高速光纜與主機和備份主機連接。
[0015]馬達保護器經(jīng)過光纖接口同時連接交換機和主機，馬達保護器連接馬達，馬達保護器還連接有現(xiàn)場開關(guān)指示器。
[0016]光纜接口是多模光纖接口。
[0017]在現(xiàn)場設(shè)立防爆無線發(fā)射裝置，并配合防爆平板電腦以及相對應(yīng)的APP軟件，可實行現(xiàn)場移動辦公和視屏識別，完成便捷高效的工業(yè)過程控制。
[0018]本發(fā)明的配電柜、現(xiàn)場控制箱和工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通過光纜傳輸各種控制信號和現(xiàn)場狀態(tài)信號，包括開閉點信號，4?20mA模擬量等信號。在數(shù)據(jù)傳輸上打破了原有總線電纜的百米局限性，依靠高性能的交換芯片和大容量的緩存，在真正實現(xiàn)無阻塞傳輸交換性能的同時，還提供了平衡流量、隔離沖突和檢測差錯等功能，保證數(shù)據(jù)傳輸時的高安全性和穩(wěn)定性。【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)組成示意圖?！揪唧w實施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換箱、現(xiàn)場操作控制箱、現(xiàn)場光纖交換機、配電柜和工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，現(xiàn)場控制箱通過光纜與工業(yè)控制計算機連接，配電柜通過光纜與工業(yè)控制計算機系統(tǒng)連接，工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通過光纜與現(xiàn)場控制箱連接，現(xiàn)場控制箱內(nèi)具有第一微控制器和與其連接的具有光纜接口的第一光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，配電柜內(nèi)具有第二微控制器、和與其連接的具有光纜接口的第二光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和馬達保護器。光纜接口是多模光纖接口?，F(xiàn)場控制箱的安裝位設(shè)有視頻監(jiān)控，該視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)通過光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的控制室?？梢杂卸鄠€現(xiàn)場控制箱通過光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)?？梢杂卸鄠€配電柜通過光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)。配電柜內(nèi)的馬達保護器通過接觸器連接控制開關(guān)。現(xiàn)場控制箱具有控制按鈕、 指示燈和接觸器。[〇〇22]以接觸器回路控制為例，
[0023]主回路為:開關(guān)+接觸器+馬達保護器[〇〇24] 控制回路:現(xiàn)場按鈕操作，指示燈顯示，電流顯示
[0025]開關(guān)負責(zé)供電，接觸器負責(zé)頻繁吸合和釋放，所有保護控制都有光控馬達保護器完成。所有保護都有馬達保護器完成，現(xiàn)場設(shè)光控啟停按鈕盒。
[0026]配電柜上設(shè)啟停按鈕和指示燈，由按鈕發(fā)指令給馬達保護器，馬達保護器得到指令后，輔助觸點動作，使接觸器做相應(yīng)的動作。同時，馬達保護器內(nèi)置的光電轉(zhuǎn)換口，將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過馬達保護器專設(shè)的光纜接口，輸出到現(xiàn)場。
[0027]現(xiàn)場在電機旁設(shè)光控按鈕盒(防爆或非防爆)，與相對應(yīng)的接觸器馬保配套，
[0028]在現(xiàn)場可操作電機的啟停，同時通過光纜的傳送，將馬達保護器的所有參數(shù)同步傳送到現(xiàn)場按鈕盒上的顯示屏，使現(xiàn)場調(diào)試人員可清晰的看到所有的數(shù)據(jù)。
[0029]同時通過光分器，將馬達保護器的所有參數(shù)同步傳送到工業(yè)控制計算機室，使在現(xiàn)場，在配電室，在工業(yè)控制計算機室都可同時看到所需電機的參數(shù)，不管距離有多遠，數(shù)據(jù)量有多大，只需一根小小的光纜即可。配合網(wǎng)絡(luò)的力量，可實行遠程監(jiān)控監(jiān)測。
[0030]配電柜采用固定式安裝，控制開關(guān)采用固定插拔式，以方便檢修更換，接觸器、馬達保護器采用固定式安裝。接觸器控制信號，電流電壓等所有信號全部接入馬達保護器，通過光口分別接至現(xiàn)場控制和工業(yè)控制計算機控制接口，由現(xiàn)場控制箱發(fā)送命令，控制接觸器啟動停止，工業(yè)控制計算機作為監(jiān)控，實時監(jiān)測電機運轉(zhuǎn)情況，在必要時發(fā)送命令，停止電機工作。[0031 ]現(xiàn)場控制箱:把現(xiàn)場所有數(shù)據(jù)包括:壓力，溫度，流速，流量等等信號，以及視頻信號，通過光口送至工業(yè)控制計算機室，供值班人員監(jiān)控記錄。
[0032]如圖2所示，一種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)控制系統(tǒng)，包括主機和備用主機，
[0033]還包括多個儀表傳感器，每個儀表傳感器的現(xiàn)場對應(yīng)安裝一個光電轉(zhuǎn)換模塊，光電轉(zhuǎn)換模塊用于將視頻、開關(guān)量、〇?l〇V、4?20mA或者PT電阻值轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纜接入交換機，
[0034]交換機通過高速光纜與主機和備份主機連接。
[0035]馬達保護器經(jīng)過光纖接口同時連接交換機和主機，馬達保護器連接馬達，馬達保護器還連接有現(xiàn)場開關(guān)指示器。
[0036]光纖收發(fā)器將系統(tǒng)從銅線升級到光纖，可減少資金、人力或時間等成本。為用戶提供了一種廉價的方案。光纖收發(fā)器的作用是，將要發(fā)送的電信號轉(zhuǎn)換成光信號，并發(fā)送出去，同時，能將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，輸入到接收端。
【主權(quán)項】
1.一種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換箱、 現(xiàn)場操作控制箱、現(xiàn)場交換機，配電柜和工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換箱接受儀表傳 送的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，通過光纜經(jīng)由交換機，通過光纜，傳送到工業(yè)計算機，由工業(yè)計算 機通過預(yù)先設(shè)置組態(tài)軟件的程序，進行計算，并發(fā)出相應(yīng)的計算結(jié)果，經(jīng)由光纜傳送，通過 交換機傳送到配電開關(guān)設(shè)備，通過配電柜內(nèi)的帶通訊的馬達保護器，讀取相應(yīng)的命令，并作 出相應(yīng)的動作，并通過雙向的通訊協(xié)議，反饋給工業(yè)計算機，從而完成一整套的過程控制， 工業(yè)計算機、低壓配電柜和現(xiàn)場轉(zhuǎn)換箱、操作箱等都通過光纖連接，現(xiàn)場控制箱內(nèi)具有第一微控制器和與其連接的具有光纜接口的第一光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模 塊，配電柜內(nèi)具有第二微控制器、和與其連接的具有光纜接口的第二光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和 馬達保護器。2.如權(quán)利要求1所述的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)控制系統(tǒng)，其特征在于，光纜接口是多模光 纖接口。3.如權(quán)利要求1所述的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)控制系統(tǒng)，其特征在于，現(xiàn)場控制箱的安裝 位設(shè)有視頻監(jiān)控，該視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)通過光纜接入工業(yè)計算機統(tǒng)的控制室。4.如權(quán)利要求1所述的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)，其特征在于，有多個現(xiàn)場控 制箱通過交換機經(jīng)由光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)。5.如權(quán)利要求1所述的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)，其特征在于，有多個配電柜 通過光纜接入工業(yè)控制計算機系統(tǒng)。6.如權(quán)利要求1所述的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)，其特征在于，配電柜內(nèi)的接 觸器是由馬達保護器通過接受工業(yè)控制計算機的命令后，作出相應(yīng)觸點的動作，從而使接 觸器分合?，F(xiàn)場按鈕盒的控制，也是通過信號轉(zhuǎn)換箱，經(jīng)由交換機，通過光纜傳送到工業(yè)控 制計算機，經(jīng)過運算后，再經(jīng)過光纖傳送到馬達保護器，是接觸器吸合或斷開。7.如權(quán)利要求1所述的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)工程控制系統(tǒng)，其特征在于，現(xiàn)場控制箱具 有控制按鈕、指示燈和液晶面板，顯示相對應(yīng)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。8.—種基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)，其特征在于:工業(yè)過程控制計算機，同時包 括主機和備用主機，且同時在線，主機和備用主機之間可隨時熱切換，同時還包括多個儀表傳感器，每個儀表傳感器的現(xiàn)場對應(yīng)安裝一個光電轉(zhuǎn)換模塊，光 電轉(zhuǎn)換模塊用于將視頻、開關(guān)量、〇?l〇V、4?20mA或者PT電阻值轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纜接 入工業(yè)控制計算機，交換機通過高速光纜與主機和備份主機連接。9.如權(quán)利要求8所述的基于光纜傳輸?shù)墓I(yè)過程控制系統(tǒng)，其特征在于，馬達保護器控 制系統(tǒng)經(jīng)過光纖連接工業(yè)控制計算機，馬達保護器一次電力系統(tǒng)直接連接馬達，馬達保護 器在現(xiàn)場還設(shè)有開關(guān)指示器及液晶屏。
【文檔編號】G05B19/04GK105955081SQ201610334758
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】沈文, 陳惠國
【申請人】上海新聯(lián)合電氣有限公司