專利名稱：以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低壓開關(guān)柜技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜。
背景技術(shù)：
低壓開關(guān)柜3廣泛地應(yīng)用在各種工業(yè)控制系統(tǒng)中。如圖2所示，常規(guī)的低壓開關(guān) 柜3通過通訊線路與PLC遠(yuǎn)程柜2相連接，這些PLC遠(yuǎn)程柜2通過通訊線路與PLC控制柜 1相連接。這種低壓開關(guān)柜的缺點(diǎn)是通訊電纜的消耗量很大，通訊電纜的敷設(shè)工作量大，通 訊效率低。 一般的成套開關(guān)設(shè)備主要通過斷路器、接觸器、繼電器、主令電器和電工儀表等 傳統(tǒng)電氣元件實(shí)現(xiàn)配電、控制、保護(hù)和監(jiān)視功能，大量的傳統(tǒng)電氣元件的存在，一方面給生 產(chǎn)和維修帶來極大不便，同時(shí)設(shè)備的操作以人工方式為主，無法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理，而且難于 實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的控制邏輯。 采用現(xiàn)場總線是現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展方向，現(xiàn)場總線具有現(xiàn)場通信功能，現(xiàn) 場設(shè)備互聯(lián)，良好的互操作性，分散的功能模塊，開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)?，F(xiàn)場總線也是許 多工業(yè)用的通訊協(xié)議的總稱，一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)(例如組裝生產(chǎn)線)會(huì)需要一個(gè)有組 織的控制系統(tǒng)階層才能運(yùn)作?，F(xiàn)場總線是一種實(shí)時(shí)分散式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線工 作的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要以鏈?zhǔn)?，星形，環(huán)式與樹形網(wǎng)絡(luò)布局。現(xiàn)場總線相當(dāng)于當(dāng)今的僅有一條通 訊電纜在控制線路LAN(局域網(wǎng))式連接并且可以允許多個(gè)(100多個(gè))的模擬與數(shù)字信號 點(diǎn)同時(shí)連接。這大大降低了所需電纜的長度與數(shù)量。此外，現(xiàn)場總線不僅可以連接多臺現(xiàn) 場儀表，只需一根電纜通向主機(jī)?，F(xiàn)在一些現(xiàn)場總線設(shè)備也支持控制功能比如說PID控制， 它代替了強(qiáng)制控制處理系統(tǒng)設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，采用智能型元
器件(智能型網(wǎng)絡(luò)儀表、網(wǎng)絡(luò)i/o、智能型斷路器)以及少量普通型控制設(shè)備的一種新型的
網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制設(shè)備，從根本上滿足了低壓配電系統(tǒng)的"四遙"要求。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。 本發(fā)明的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，包括開關(guān)柜，PLC控制柜，其特征 在于所述的開關(guān)柜為設(shè)置在生產(chǎn)線不同部位的兩個(gè)或兩個(gè)以上的開關(guān)柜，在這些開關(guān)柜中 分別設(shè)置現(xiàn)場總線模塊，這些現(xiàn)場總線模塊通過現(xiàn)場總線與這些開關(guān)柜中的各個(gè)低壓端子 相連接以組成智能低壓開關(guān)柜，這些開關(guān)柜中的低壓端子通過信號線與生產(chǎn)線中的各種設(shè) 備的狀態(tài)信號檢測儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，這些現(xiàn)場總線模塊通過現(xiàn)場總線組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 在所述的PLC控制柜中設(shè)有總線通訊模塊，一個(gè)開關(guān)柜中的現(xiàn)場總線模塊通過一個(gè)總線接 口與此總線通訊模塊相連接。 所述的設(shè)備狀態(tài)信號檢測儀表為各配電回路的電流、電壓、頻率、功率因數(shù)的檢測 儀表。
3
所述的信號線為通訊光纖。 所述的現(xiàn)場總線為Modbus現(xiàn)場總線。 所述的設(shè)備狀態(tài)信號檢測儀表為智能型網(wǎng)絡(luò)儀表。 所述的總線接口為網(wǎng)絡(luò)1/0接口。 所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中設(shè)有智能型斷路器。 所述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為鏈?zhǔn)健⑿切?、環(huán)式或樹形網(wǎng)絡(luò)布局。 本發(fā)明的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜技術(shù)特征與主要功能 (1)系統(tǒng)具有對各配電回路的電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等參量以及運(yùn)行狀態(tài)遙
測的功能，并能把這些狀態(tài)和數(shù)據(jù)在上位機(jī)上進(jìn)行分析、判斷和顯示。 (2)系統(tǒng)具有根據(jù)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)及指令對智能型控制器、斷路器進(jìn)行遠(yuǎn) 距離遙控操作的功能。 (3)系統(tǒng)具有上位計(jì)算機(jī)與開關(guān)柜中的智能控制器和智能型低壓電器元件等通過 通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的功能。 (4)系統(tǒng)具有由上位計(jì)算機(jī)根據(jù)指令或計(jì)算機(jī)的分析、判斷對智能馬達(dá)控制器、智 能監(jiān)控器、智能斷路器等智能元器件的設(shè)定值和接地、過載、過流等故障保護(hù)值進(jìn)行遙調(diào)的 功能。
(5)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控報(bào)警功能。 因此，本發(fā)明的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜具有廣闊的市場前景，有良 好的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。 本發(fā)明的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜可對電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等 信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，傳送到PLC系統(tǒng)中。同時(shí)將PLC的輸出指令通過現(xiàn)場總線模塊輸出到控 制繼電器來控制設(shè)備。對于通訊距離較遠(yuǎn)或通訊需要通過干擾比較大的場所，可以采取光 纖通訊?；诖嗽O(shè)計(jì)原理，可以完成數(shù)據(jù)的采集和對必要設(shè)備的控制，同時(shí)利用現(xiàn)場總線模 塊對環(huán)境要求低，抗干擾能力強(qiáng)，節(jié)省電纜等優(yōu)點(diǎn)。這種智能開關(guān)柜對外提供了總線接口 ， 方案設(shè)計(jì)者可以進(jìn)行任意路由設(shè)置，進(jìn)行最優(yōu)化布線。這種技術(shù)也分散了故障風(fēng)險(xiǎn)。
圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為常規(guī)的低壓開關(guān)柜連接框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 如圖1所示，本發(fā)明的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，包括開關(guān)柜，PLC控 制柜，其特征在于所述的開關(guān)柜為設(shè)置在生產(chǎn)線不同部位的兩個(gè)或兩個(gè)以上的開關(guān)柜(圖 中所示為三個(gè)開關(guān)柜)，在這些開關(guān)柜中分別設(shè)置現(xiàn)場總線模塊，這些現(xiàn)場總線模塊通過總 線與這些開關(guān)柜中的各個(gè)低壓端子相連接以組成智能低壓開關(guān)柜，這些開關(guān)柜中的低壓端 子通過信號線與生產(chǎn)線中的各種設(shè)備的狀態(tài)信號檢測儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖中未示出)相連 接，這些現(xiàn)場總線模塊通過現(xiàn)場總線組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在所述的PLC控制柜中設(shè)有總線通訊 模塊，一個(gè)開關(guān)柜中的現(xiàn)場總線模塊通過一個(gè)總線接口與此總線通訊模塊相連接。
所述的設(shè)備狀態(tài)信號檢測儀表為各配電回路的電流、電壓、頻率、功率因數(shù)的檢測 儀表。 檢測點(diǎn)為電壓檢測點(diǎn)、電流檢測點(diǎn)、開關(guān)狀態(tài)檢測點(diǎn)、功率信號檢測點(diǎn)中的兩個(gè)或 兩個(gè)以上。 所述的信號線為通訊光纖。 所述的現(xiàn)場總線為Modbus現(xiàn)場總線。 所述的設(shè)備狀態(tài)信號檢測儀表為智能型網(wǎng)絡(luò)儀表。 所述的總線接口為網(wǎng)絡(luò)1/0接口。 所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中設(shè)有智能型斷路器。 所述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為鏈?zhǔn)?、星形、環(huán)式或樹形網(wǎng)絡(luò)布局。 本發(fā)明的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜可以完成數(shù)據(jù)的采集和對必要設(shè) 備的控制，同時(shí)利用現(xiàn)場總線模塊對環(huán)境要求低，抗干擾能力強(qiáng)，節(jié)省電纜等優(yōu)點(diǎn)。這種智 能開關(guān)柜對外提供了總線接口，方案設(shè)計(jì)者可以進(jìn)行任意路由設(shè)置，進(jìn)行最優(yōu)化布線。這種 技術(shù)也分散了故障風(fēng)險(xiǎn)。
權(quán)利要求
一種以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，包括開關(guān)柜，PLC控制柜，其特征在于所述的開關(guān)柜為設(shè)置在生產(chǎn)線不同部位的兩個(gè)或兩個(gè)以上的開關(guān)柜，在這些開關(guān)柜中分別設(shè)置現(xiàn)場總線模塊，這些現(xiàn)場總線模塊通過現(xiàn)場總線與這些開關(guān)柜中的各個(gè)低壓端子相連接以組成智能低壓開關(guān)柜，這些開關(guān)柜中的低壓端子通過信號線與生產(chǎn)線中的各種設(shè)備的狀態(tài)信號檢測儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，這些現(xiàn)場總線模塊通過現(xiàn)場總線組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在所述的PLC控制柜中設(shè)有總線通訊模塊，一個(gè)開關(guān)柜中的現(xiàn)場總線模塊通過一個(gè)總線接口與此總線通訊模塊相連接。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，其特征在于所述的設(shè) 備狀態(tài)信號檢測儀表為各配電回路的電流、電壓、頻率、功率因數(shù)的檢測儀表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，其特征在于所述的信 號線為通訊光纖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，其特征在于所述的現(xiàn) 場總線為Modbus現(xiàn)場總線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，其特征在于所述的設(shè) 備狀態(tài)信號檢測儀表為智能型網(wǎng)絡(luò)儀表。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，其特征在于所述的總 線接口為網(wǎng)絡(luò)1/0接口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，其特征在于所述的執(zhí) 行機(jī)構(gòu)中設(shè)有智能型斷路器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，其特征在于所述的網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)為鏈?zhǔn)?、星形、環(huán)式或樹形網(wǎng)絡(luò)布局。
全文摘要
本發(fā)明屬于低壓開關(guān)柜技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的新型低壓開關(guān)柜，包括開關(guān)柜，PLC控制柜，在開關(guān)柜中分別設(shè)置現(xiàn)場總線模塊，通過現(xiàn)場總線與開關(guān)柜中的各個(gè)低壓端子相連接以組成智能低壓開關(guān)柜，現(xiàn)場總線模塊通過現(xiàn)場總線組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在PLC控制柜中設(shè)有總線通訊模塊，一個(gè)現(xiàn)場總線模塊通過一個(gè)總線接口與此總線通訊模塊相連接。信號線為通訊光纖，在智能低壓開關(guān)柜中設(shè)置光纖信號收發(fā)器。本發(fā)明可以完成數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制，同時(shí)利用現(xiàn)場總線模塊對環(huán)境要求低，抗干擾能力強(qiáng)，節(jié)省電纜等優(yōu)點(diǎn)，對外提供了總線接口，可以進(jìn)行任意路由設(shè)置，進(jìn)行最優(yōu)化布線，分散了故障風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號H02B1/24GK101707333SQ200910187950
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者林立, 王行, 胡海鷗 申請人:中冶北方工程技術(shù)有限公司