一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，其結(jié)構(gòu)是觸摸屏HMI通過中高壓開關(guān)柜面板上的安裝孔裝在中高壓開關(guān)柜面板上；可編程控制器PLC通過開關(guān)柜繼電器室繼電器屏板上的固定安裝孔裝在繼電器屏板上，觸摸屏HMI通過高速通訊線和可編程控制器PLC的通訊口聯(lián)結(jié)，開關(guān)電源PW的電源輸出端分別與觸摸屏HMI、可編程控制器PLC的電源輸入端相接。優(yōu)點：通過觸摸屏HMI顯示開關(guān)柜的各種信息，通過通用型的PLC監(jiān)控高壓開關(guān)柜內(nèi)各部件的工作狀態(tài)，判斷出高壓開關(guān)柜可進行的操作，并在觸摸屏HMI上顯示出來，達到操作智能引導(dǎo)功能。操作人員只要按照HMI的提示操示進行操作即可達到安全操作的目的，減少誤操作。
【專利說明】一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種可應(yīng)用在高壓開關(guān)柜防止誤操作上的可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓開關(guān)柜如KYN28A-12、KYNS-40.5、XGN2-12等柜型，為了安全操作，這些高壓柜都帶有機械式“五防”設(shè)計，以防止誤操作而造成安全事故，但還是會經(jīng)常出現(xiàn)有這樣那樣因誤操作而產(chǎn)生的安全事故，造成人身傷亡和財產(chǎn)損失。
[0003]出現(xiàn)這些事故的主要原因主要有兩種:
1、操作工不熟悉操作流程，強力野蠻操作造成機械五防裝置損壞，從而出現(xiàn)誤操作造成安全事故；
2、機械五防裝置質(zhì)量不夠可靠，出現(xiàn)損壞情況，不能防止誤操作而造成安全事故。
[0004]還一種情況是五防裝置防止了誤操作，而不熟悉操作流程的操作工，因無法操作而誤認為開關(guān)柜出現(xiàn)了故障，就要求開關(guān)柜生產(chǎn)廠家派人售后服務(wù)，售后人員到達現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)是誤操作，按正常操作流程操作就輕而易舉解決了問題，雖然沒有出現(xiàn)安全事故，但也造成了人力和財力的浪費，也影響了用戶的用電。
[0005]本裝置不但可以防止誤操作，還可以引導(dǎo)不熟練的操作人員按照本裝置的提示一步一步操作，最終達到安全操作的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，防止誤操作，弓丨導(dǎo)操作人員一步步進行，最終達到安全操作的目的。此裝置可完全替代傳統(tǒng)開關(guān)柜儀表室面板上的“斷路器的合、分閘指示燈，手車的位置指示燈，接地刀信號燈，合分閘轉(zhuǎn)換開關(guān)等顯示及操作功能”。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，其特征在于:觸摸屏HMI通過中高壓開關(guān)柜面板上的安裝孔裝在中高壓開關(guān)柜面板上；可編程控制器PLC通過開關(guān)柜繼電器室繼電器屏板上的固定安裝孔裝在繼電器屏板上，觸摸屏HMI通過高速通訊線和可編程控制器PLC的通訊口聯(lián)結(jié)，開關(guān)電源PW的電源輸出端分別與觸摸屏HM1、可編程控制器PLC的電源輸入端相接。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點:可通過觸摸屏HMI顯示開關(guān)柜的各種信息，通過通用型的PLC (可編程控制器)監(jiān)控高壓開關(guān)柜內(nèi)各部件的工作狀態(tài)，再根據(jù)五防要求編寫的PLC內(nèi)部程序，智能判斷出高壓開關(guān)柜可進行的操作，并在觸摸屏HMI上顯示出來。這樣觸摸屏HMI顯示所要進行的操作，引導(dǎo)操作人員一步一步操作，防止誤操作，最終達到安全操作的目標，即操作智能向?qū)Чδ堋?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為HMI觸摸屏裝于開關(guān)柜面板的示意圖。
[0010]圖2為PLC本體裝在開關(guān)柜繼電器室繼電器屏板的示意圖。
[0011]圖3為PLC和HMI通過高速通信線聯(lián)結(jié)的示意圖。
[0012]圖4是可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5是PLC控制分、合閘操作流程流程圖。
[0014]圖6是PLC控制斷電維修操作流程。
[0015]圖中的I是中高壓開關(guān)柜面板、2是觸摸屏HM1、3是繼電器屏板、4是可編程控制器PLC、5是高速通信線。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案作進一步說明。
[0017]對照附圖1、2、3，可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置中的觸摸屏HMI (2)通過中高壓開關(guān)柜面板(I)上的安裝孔裝在中高壓開關(guān)柜面板(I)上；可編程控制器PLC
(4)通過開關(guān)柜繼電器室繼電器屏板(3)上的固定安裝孔裝在繼電器屏板(3)上，觸摸屏HMI (2)通過高速通訊線(5)和可編程控制器PLC (4)的通訊口聯(lián)結(jié)，觸摸屏HMI (2)、可編程控制器PLC (4)的電源輸入端與開關(guān)電源PW的電源輸出端相接。
[0018]所述觸摸屏HMI (2)顯示開關(guān)柜的各種信息，可編程控制器PLC (4)監(jiān)控高壓開關(guān)柜內(nèi)各部件的工作狀態(tài)。
[0019]對照附圖4，可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，其結(jié)構(gòu)是開關(guān)電源PW的第一 V+端通過第二斷路器(QF2)分成兩路，其中一路分別與十個輔助開關(guān)(S1~S10)的一端和PLC的L+端連接，另一路分別與觸摸屏HMI的24V端和PLC的3L+端連接。
[0020]開關(guān)電源PW的V-端通過第二斷路器(QF2)分成A、B兩路，其中A路分別與PLC的IM端和M端連接，B路分別與觸摸屏HMI的OV端和七個指示燈(H1~H7)的一端連接。
[0021]開關(guān)電源PW的N端通過第一斷路器(QFl)與第一操作電源小母線(KMN)連接。
[0022]開關(guān)電源PW的L端通過電源開關(guān)旋扭(SAl)和第一斷路器(QFl)與第二操作電源小母線(KML)連接。
[0023]所述十個輔助開關(guān)(S1~S10)包括斷路器試驗位置輔助開關(guān)(SI)、斷路器工作位置輔助開關(guān)(S2)、第一對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S3、S4)、第二對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S5、S6)、第三對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S7、S8)、限位開關(guān)(S9)、斷路器處于移開位置時的開關(guān)(SlO);其中斷路器試驗位置輔助開關(guān)
(SI)的另一端與PLC的100端連接，斷路器工作位置輔助開關(guān)(S2)的另一端與PLC的1l端連接，第一對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S3、S4)的另一端分別與PLC的102端和103端連接，第二對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S5、S6)的另一端分別與PLC的104端和105端連接，第三對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S7、S8)的另一端分別與PLC的106端和107端連接，限位開關(guān)(S9的)另一端與PLC的IlO端連接，斷路器處于移開位置時的開關(guān)(SlO)的另一端與PLC的Ill端連接。
[0024]PLC的高速通信口 RJ45通過通信網(wǎng)線與觸摸屏HMI的TP端連接。
[0025]七個指示燈(H1~H7 )的另一端分別與PLC的3M端、QOO端、QOI端、Q02端、Q03端、Q04端、Q05端連接。
[0026]KML和KMN為高壓開關(guān)柜的操作電源小母線，為AC220V，PW為開關(guān)電源，把AC220變?yōu)镈C24V，供PLC和HMI使用。電源開關(guān)旋扭SAl，在開關(guān)柜不操作時，可以關(guān)斷電源，延長PLC和HMI的使用壽命，而且不影響開關(guān)柜的正常運行。
[0027]斷路器試驗位置輔助開關(guān)SI，當斷路器小車處于試驗位置時，此開關(guān)閉合，斷路器工作位置輔助開關(guān)S2，當斷路器小車處于工作位置時，此開關(guān)閉合，一對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)S3、S4，與斷路器主觸頭分合閘相關(guān)聯(lián)，當S3閉合導(dǎo)通S4分離不導(dǎo)通時，表示斷路器處于合閘狀態(tài)，當輔助開關(guān)S3分離不導(dǎo)通輔助開關(guān)S4閉合導(dǎo)通時，表示斷路器處于分閘狀態(tài)。一對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)S5、S6，與接地開關(guān)主觸頭分合閘相關(guān)聯(lián)，取自于接地開關(guān)上自帶的輔助開關(guān)，當機械聯(lián)動互鎖的常開輔助開關(guān)S5閉合導(dǎo)通常閉輔助開關(guān)S6分離不導(dǎo)通時，表示接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)，主回路處于接地狀態(tài)，當機械聯(lián)動互鎖的常開輔助開關(guān)S5分離不導(dǎo)通常閉輔助開關(guān)S6閉合導(dǎo)通時，表示接地開關(guān)處于分閘狀態(tài)，主回路沒有接地。一對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)S7、S8，取自于帶電顯示器上自帶輔助開關(guān)，當輔助開關(guān)S7閉合導(dǎo)通輔助開關(guān)S8分離不導(dǎo)通時，表示隔離室主回路帶有高壓電，處于帶電狀態(tài)，當輔助開關(guān)S7分離不導(dǎo)通輔助開關(guān)S8閉合導(dǎo)通時，表示隔離室主回路沒有高壓電，處于停電狀態(tài)。安裝在隔離室維修門上的限位開關(guān)S9，取常開觸點，隔離室維修門閉合時限位開關(guān)S9導(dǎo)通，表示維修門已關(guān)閉，不導(dǎo)通時表示維修門被打開。斷路器處于移開位置時的開關(guān)S10，移開位置是指試驗位置之后，直到小車從柜體拉出的所有位置，一般的斷路器小車上沒有此開關(guān)，需要加裝上去，加裝非常容易，當斷路器小車移動到移開位置時，小車的某個機械機構(gòu)就有動作，具體需要考慮斷路器生產(chǎn)廠家資料和實物，只要在此動作機械機構(gòu)上加裝上一個開關(guān)即可。PLC通過對輔助開關(guān)SI至S8開關(guān)點的監(jiān)控，就把開關(guān)柜部件所處的狀態(tài)反饋到PLC內(nèi)。Hl至H7為指示燈，分別用來指示開關(guān)柜可以進行的斷路器分閘操作、斷路器合閘操作、斷路器搖入操作、斷路器搖出操作、接地開關(guān)合閘操作、接地開關(guān)分閘操作、維修門打開操作。根據(jù)輔助開關(guān)SI至S8的狀態(tài)，也就是開關(guān)柜的所處的狀態(tài)，PLC內(nèi)部程序點亮或不點亮Hl至H7，當某個指示處于點亮狀態(tài)時，表示開關(guān)柜可以進行該項操作，沒有點亮?xí)r，表示開關(guān)柜不可以進行該項操作，比如指示燈Hl點亮，表示開關(guān)柜可以進行斷路器分閘操作，若Hl沒有點亮表示開關(guān)柜不能進行分閘操作。
[0028]對照附圖5，6，可編程控制器PLC (4)的控制流程，包括如下步驟:
O分、合閘操作流程:手動操作觸摸屏，觸摸屏顯示斷路器處于合閘狀態(tài)，文字和圖形提示操作員，現(xiàn)可進行分閘操作，操作員按提示分斷路器，顯示屏顯示斷路器處于分閘狀態(tài)，分閘完成。準備合閘時，在確保維修門均安全關(guān)閉的前提下，提示分接地刀，接地刀分后，顯示屏提示將斷路器手車搖入工作位置，小車到位置后，按顯示屏提示合斷路器。步驟完成。
[0029]2)斷電維修操作流程:手動操作觸摸屏，觸摸屏顯示斷路器處于合閘狀態(tài)，文字和圖形提示操作員，現(xiàn)可進行分閘操作，斷路器分后，提示操作員將斷路器手車由工作位置搖出至試驗位置或移出開關(guān)柜，顯示屏此時提示合接地刀，接地刀合閘后，打開維修門，人工對母線驗電確保母線不帶電后開始維修。步驟完成。
[0030]實施時，先在電腦上用PLC編程軟件按照開關(guān)柜五防要求編寫相關(guān)的操作順序及其電氣聯(lián)鎖的程序，再編寫HMI的顯示及操作程序，兩程序?qū)懞煤筝斎敫髯缘难b置。在中高壓開關(guān)柜面板I上開合適大小的安裝孔，將觸摸屏2裝在中高壓開關(guān)柜面板I上，在開關(guān)柜繼電器室繼電器屏板3上鉆合適的固定安裝孔，將可編程控制器PLC4裝在繼電器屏板3上，分別將HMI和PLC按照事先做的接線圖接好電源線及電氣聯(lián)結(jié)線，用高速通訊線5將觸摸屏HMI2和可編程控制器PLC4的通訊口聯(lián)結(jié)好，通上電即可調(diào)試好使用。
[0031]操作人員在裝置通電后，只要按照HMI的提示操示進行一步步的操作即可達到安全操作的目的，不會出現(xiàn)不了解開關(guān)柜操作順序而誤操作。
【權(quán)利要求】
1.一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，其特征在于:觸摸屏HMI (2)通過中高壓開關(guān)柜面板(I)上的安裝孔裝在中高壓開關(guān)柜面板(I)上；可編程控制器PLC (4)通過開關(guān)柜繼電器室繼電器屏板(3 )上的固定安裝孔裝在繼電器屏板(3 )上，觸摸屏HMI (2 )通過高速通訊線(5)和可編程控制器PLC (4)的通訊口聯(lián)結(jié)，開關(guān)電源PW的電源輸出端分別與觸摸屏HMI (2)、可編程控制器PLC (4)的電源輸入端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，其特征在于:所述開關(guān)電源PW的第一 V+端通過第二斷路器(QF2)分成兩路，其中一路分別與十個輔助開關(guān)(S1~S10)的一端和PLC的L+端連接，另一路分別與觸摸屏HMI的24V端和PLC的3L+端連接； 開關(guān)電源PW的V-端通過第二斷路器(QF2)分成A、B兩路，其中A路分別與PLC的IM端和M端連接，B路分別與觸摸屏HMI的OV端和七個指示燈(H1~H7)的一端連接； 開關(guān)電源PW的N端通過第一斷路器(QFl)與第一操作電源小母線(KMN)連接； 開關(guān)電源PW的L端通過電源開關(guān)旋扭(SAl)和第一斷路器(QFl)與第二操作電源小母線(KML)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，其特征在于:所述十個輔助開關(guān)(S1~S10)包括斷路器試驗位置輔助開關(guān)(SI )、斷路器工作位置輔助開關(guān)(S2)、第一對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S3、S4)、第二對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S5、S6)、第三對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S7、S8)、限位開關(guān)(S9)、斷路器處于移開位置時的開關(guān)(SlO);其中斷路器試驗位置輔助開關(guān)(SI)的另一端與PLC的100端連接，斷路器工作位置輔助開關(guān)(S2)的另一端與PLC的1l端連接，第一對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S3、S4)的另一端分別與PLC的102端和103端連接，第二對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S5、S6)的另一端分別與PLC的104端和105端連接，第三對機械聯(lián)動互鎖的常開與常閉輔助開關(guān)(S7、S8)的另一端分別與PLC的106端和107端連接，限位開關(guān)(S9的)另一端與PLC的IlO端連接，斷路器處于移開位置時的開關(guān)(SlO)的另一端與PLC的Ill端連接； PLC的高速通信口 RJ45通過通信網(wǎng)線與觸摸屏HMI的TP端連接； 七個指示燈(H1~H7)的另一端分別與PLC的3M端、QOO端、QOI端、Q02端、Q03端、Q04端、Q05端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可視化引導(dǎo)式五防高壓開關(guān)柜安全操作裝置，其特征在于:所述可編程控制器PLC (4)的控制流程，包括如下步驟: O分、合閘操作流程:手動操作觸摸屏，觸摸屏顯示斷路器處于合閘狀態(tài)，文字和圖形提示操作員，現(xiàn)可進行分閘操作，操作員按提示分斷路器，顯示屏顯示斷路器處于分閘狀態(tài)，分閘完成；準備合閘時，在確保維修門均安全關(guān)閉的前提下，提示分接地刀，接地刀分后，顯示屏提示將斷路器手車搖入工作位置，小車到位置后，按顯示屏提示合斷路器；步驟完成; 2)斷電維修操作流程:手動操作觸摸屏，觸摸屏顯示斷路器處于合閘狀態(tài)，文字和圖形提示操作員，現(xiàn)可進行分閘操作，斷路器分后，提示操作員將斷路器手車由工作位置搖出至試驗位置或移出開關(guān)柜，顯示屏此時提示合接地刀，接地刀合閘后，打開維修門，人工對母線驗電確保母線不帶電后開始維修。
【文檔編號】H02B15/00GK104505761SQ201510011641
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月12日
【發(fā)明者】李平, 劉俊偉, 朱世杰 申請人:河南森源電氣股份有限公司