專利名稱：10kV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種智能監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，特別涉及ー種IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)。
背景技術：
節(jié)能減排與節(jié)能環(huán)保已成為小至每個公民大至每個企業(yè)都應該積極推行的重要事情。然而，當前的IOkV配電站為了考慮通風，所采用的通風系統(tǒng)沒有自動關閉功能，因此空調和通風系統(tǒng)往往同時運行，使得空調的調溫效果比較差，并且會造成極大的資源浪費。

實用新型內容本實用新型的目的是提供ー種IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，通過對配 電站的保溫空調與通風系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行設計改造，做到不需要通風時可以保證密閉，需要通風時可以開啟風扇、關閉空調，實現(xiàn)節(jié)能減排。同時針對SF6 (六氟化硫)有害氣體泄漏的情況，通過現(xiàn)場控制單元檢測SF6報警信號的產生，在超限時報警，并打開排風扇及百葉窗通風排氣來保證安全。本節(jié)能系統(tǒng)還可以兼顧現(xiàn)場工作人員的工作需求，做到智能化的室內環(huán)境監(jiān)測與控制。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供ー種IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，用來在IOkV配電站內調節(jié)溫濕度及通風情況，所述系統(tǒng)設置有ー個ADAM5510型的PLC控制器作為中央控制器；所述中央控制器通過第一路485總線電路連接若干個空調的空調控制器來發(fā)送相應的空調控制指令，并通過第二路485總線電路連接ー個進行狀態(tài)顯示的觸摸屏，還通過第三路485總線電路連接若干個溫濕度傳感器來接收采集的溫度和濕度數(shù)據(jù)；所述中央控制器通過第一路內部總線電路連接ー個ADAM-5052型的數(shù)字量輸入卡，從而通過所述數(shù)字量輸入卡電路接收氣體泄漏檢測裝置發(fā)送的報警信號；所述中央控制器還通過第二路內部總線電路連接ー個ADAM-6069型的帶隔離的繼電器輸出卡，從而通過所述繼電器輸出卡向若干個排風扇發(fā)送相應的控制指令。所述中央控制器上，通過第一路485總線的正端，將中央控制器的第一串ロ COMl的第2腳與各個空調控制器的I腳電路連接；通過第一路485總線的負端，將第一串ロ COMl的第3腳與各個空調控制器的2腳電路連接；為每個空調控制器分配有對應的地址碼；所述中央控制器通過所述第一串ロCOMl向任意一個目標空調控制器發(fā)送的指令中，包含有該空調控制器的地址碼，以及相應的空調調度命令。所述觸摸屏是MCGS型的觸摸屏，其中設置有提供系統(tǒng)時間的電子日歷模塊，和記錄環(huán)境采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置；所述中央控制器上，通過第二路485總線的正端，將中央控制器的第二串ロ COM2的“ +端”與所述觸摸屏的第7腳電路連接；通過第二路485總線的負端，將第二串ロ COM2的“一端”與所述觸摸屏的第8腳電路連接。所述中央控制器上，通過第三路485總線的正端，將中央控制器的第四串ロ COM4的第4腳與各個溫濕度傳感 器的I腳電路連接；通過第三路485總線的負端，將第四串ロCOM4的第I腳與各個溫度傳感器的4腳電路連 接；若干所述溫濕度傳感器中分別設置有檢測配電站室內和室外溫度及濕度的傳感器；為每個所述溫濕度傳感器分配有對應的地址碼；所述中央控制器通過所述第四串ロCOM4向任意一個目標溫濕度傳感器發(fā)送的查詢指令中，包含有該溫濕度傳感器的地址碼，以及相應的傳感器查詢命令。所述數(shù)字量輸入卡插設在所述中央控制器的第二插槽slotl上；在所述數(shù)字量輸入卡的通道0的正端接收電源的邏輯高電平，還在通道0的負端連接氣體泄漏檢測裝置的觸點繼電器發(fā)出的以邏輯低電平表示的報警信號；當報警信號產生后，觸點繼電器接通，則所述數(shù)字量輸入卡的通道0采回ー個數(shù)字量邏輯“1”，并通知所述中央控制器已經采集到了報警信號。所述繼電器輸出卡插設在所述中央控制器的第一插槽SlotO上；所述繼電器輸出卡的板卡上設置有8路220V/5A的功率繼電器，將其中1、3、5路分別電路連接至三個排風扇的風機的啟動按鈕端，將2、4、6路分別電路連接至這三個風機的停止按鈕端，還將7、8路分別電路連接至各個排風扇上安裝的電動百葉窗的啟動和停止端。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，其優(yōu)點在干本實用新型通過ー個中央控制器對ー個或多個空調和一個或多個排氣扇進行分布式控制。采用這種方式的優(yōu)點是控制效率高，溫度控制效果均勻，同時顯著降低了系統(tǒng)內設備的體積和重量，降低了系統(tǒng)功耗，并提供了冗余備份的功能。設置有采用エ業(yè)級的高性能PLC構建的ー個中央控制器，可長時間運行，并且通過自主設計的智能控制軟件，使該中央控制器通過RS485總線與一個或多個空調、排氣扇的控制單元連接并通信，實時控制配電站內的溫濕度和有害氣體濃度。通過多個節(jié)點的交替工作，來實現(xiàn)平衡節(jié)能、控制溫濕度和延長設備壽命的目的。當站內的溫度超過設定的制冷溫度(如32攝氏度)時自動啟動空調制冷，當站內的溫度低于設定的制熱溫度(如6攝氏度)時自動啟動空調制熱。當站內的溫度在除此以外的值時，系統(tǒng)判定不需要使用空調，因此自動關閉空調，避免了空調人為常開的不利情況，從而實現(xiàn)節(jié)約站內空調電カ消耗的功能。排風扇需要在配電站設備故障，釋放出有毒氣體時，立即啟動排氣設備。在配電站設備正常工作時，排風扇不工作，為了避免空調運行和排風扇排風洞的存在，需要對排風扇進行密閉設計。本實用新型選擇百葉窗的形式來完成排風洞的密閉設計，當需要排風扇エ作時，首先打開百葉窗，再啟動排風扇。這樣簡化了設計并提高了可靠性。目前在排風扇風機的出口上加裝了自動開啟式百葉窗，風機開啟時自動打開，風機停止時自動關閉。根據(jù)不同的使用情況，從而由控制器根據(jù)環(huán)境溫度自動啟停通風機。本空調與通風系統(tǒng)節(jié)能系統(tǒng)通過控制主機監(jiān)測有害氣體的濃度超限的報警信號，通過遠程總線統(tǒng)ー發(fā)送排風扇的啟?？刂菩盘?。
圖I是本實用新型所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)的電路原理的示意框圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)中，設置研華公司ADAM-5510型的PLC控制器作為中央控制器10，主要負責485信號的采集和處理。ADAM-5510型的PLC控制器帶有兩路RS485串ロ，一路RS232串ロ，一路RS232/485串ロ，還 可安裝4塊測試板卡。中央控制器10的第一路RS485串ロ(C0M1)與兩臺空調(例如，受控制的空調為三菱電機公司的PSH-5JAKH3-S型)的空調控制器20連接，給出空調控制的指令信號，目前本套裝置調試的狀態(tài)包括制冷、制熱、通風、除濕等狀態(tài)?？照{控制的編程內容包括啟動、停止、設定溫度(17 30度)、空調風量(I 3級可調)、兩臺空調獨立的功能切換選擇等。具體的，使第一路485信號，從ADAM-5510中央控制器10的COMl ロ引出，其中第一路485總線的正端為COMl ロ的第2腳，第一路485總線的負端為COMl ロ的第3腳；第一路485總線的正端接在空調控制器20的I腳，第一路485總線的負端接在空調控制器20的2腳。第一路485總線主要負責空調的遠程控制，即，通過485總線發(fā)送空調的啟動、停止和模式設定等命令。空調有兩臺，以第一路485總線地址加以區(qū)別，分別為地址I和地址2。ADAM-5510中央控制器10通過COMl ロ發(fā)出的命令中包括地址碼，因此，發(fā)送給地址I的空調調度命令，不會被空調2響應；同時發(fā)送給地址2的空調調度命令，不會被空調I響應，保證了空調可正確的完成開啟、關閉和設定等操作，同時具備了分時獨立控制任何一臺空調的能力。中央控制器10的第二路RS485串ロ(COM2)與一觸摸屏30連接，并通過標準Modbus RTU協(xié)議與觸摸屏30進行通訊。本套裝置設計的人機界面包括手動模式和無人值守自動模式選擇、空調控制與狀態(tài)顯示、風機控制與狀態(tài)顯示、電動窗戶控制與狀態(tài)顯示、室內溫濕度數(shù)據(jù)顯示以及必要的報警信號等都通過與軟件的配合來實現(xiàn)。電子日歷和數(shù)據(jù)采集裝置都內嵌在MCGS型的觸摸屏30中，通過設定觸摸屏30中的時間變量和存儲數(shù)組就可以獲得系統(tǒng)的時間和希望記錄的數(shù)據(jù)數(shù)組。第二路485信號從ADAM-5510中央控制器10的COM2 ロ引出，第二路485總線的正端為COM2 ロ的“ +端”，第二路485總線的負端為COM2 ロ的“ 一端”;第二路485總線將COM2ロ的“ +端”與MCGS觸摸屏30的第7腳接通，將COM2 ロ的“一端”與MCGS觸摸屏30的第8腳接通。通過在MCGS觸摸屏30中設置485通訊的波特率、停止位和校驗位，與ADAM-5510的COM2通訊設置相匹配，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊功能。第三路485總線主要負責溫濕度傳感器40的信號傳輸和遠程采集，即將溫濕度傳感器40采集到的站內溫度和濕度值傳遞到PLC中央控制器10中，作為站內溫濕度自動控制的依據(jù)。溫濕度傳感器40 (例如是AW3485Y型)通過485總線與ADAM-5510中央控制器10的COM4串ロ相連接，通過ニ進制碼來傳輸傳感器的數(shù)字量。第三路485信號從ADAM-5510中央控制器10的COM4 ロ引出，使第三路485總線的正端為COM4 ロ的第4腳，第三路485總線的負端為COM4 ロ的第I腳；第三路485總線的正端接在溫度傳感器的I腳，第三路485總線的負端接在溫度傳感器的4腳。溫度傳感器有四臺，以第三路485總線地址加以區(qū)別，分別為地址I、地址2、地址3和地址4。ADAM-5510中央控制器10通過COM4 ロ發(fā)出的溫度查詢命令中包括地址碼，發(fā)送給地址I的傳感器查詢命令，不會被地址為2 4的傳感器響應。同時發(fā)送給地址2的傳感器查詢命令，不會被地址為1、3、4的傳感器響應。地址為3和4的傳感器接受查詢命令的機制與地址為I和2的傳感器相同。本實施例中，地址I、地址2的傳感器為室內傳感器，其測量的溫度平均值作為整個節(jié)能系統(tǒng)的室內溫度值；地址3、地址4的傳感器為室外傳感器，其測量的溫度平均值作為整個節(jié)能系統(tǒng)的室外溫度值。ADAM-5510中央控制器10的slotl插槽上插有ー塊ADAM-5052型的數(shù)字量輸入卡50，兩者通過內部總線進行通信，ADAM-5510中央控制器10通過ADAM-5052輸入卡50接收
氣體泄漏檢測裝置的報警信號。ADAM-5052輸入卡50具有8路輸入，本系統(tǒng)只使用了其中的通道0這一路。ADAM-5052的通道0的正端接外部的+ 24V電壓，ADAM-5052的通道0的負端接站內SF6 氣體泄漏檢測裝置60的繼電器輸出端。當SF6氣體泄漏檢測裝置60給出氣體泄漏報警信號時，繼電器輸出端短接到系統(tǒng)的低電平。此時ADAM-5052輸入卡50的通道0接通，給ADAM-5510中央控制器10發(fā)送ー個邏輯“ I”信號,表明SF6氣體泄漏報警信號有效,從而實現(xiàn)了獲得SF6氣體泄漏報警信號的功能。另外，ADAM-5510中央控制器10的slotO插槽上插有ー塊ADAM-5069型的輸出卡70，兩者通過內部總線進行通信，ADAM-5069是ー塊帶隔離的繼電器輸出卡70。ADAM-5069輸出卡70的板上帶有8路220V/5A的功率繼電器，將其中1、3、5路分配給三個排風扇80風機的啟動按鈕端，將2、4、6路分配給三個風機的停止按鈕端。ADAM-5069繼電器輸出卡70還將7、8路(圖中未示出)分配給排風扇80上安裝的電動百葉窗的啟動和停止端，通過繼電器的切換來實現(xiàn)風機和電動窗戶的開啟和關閉。其中，將第I路接在ADAM-5069板卡的第0腳和第I腳，為2號風機的啟動端；第2路接在ADAM-5069板卡的第2腳和第3腳，為2號風機的停止端。第3路接在ADAM-5069板卡的第4腳和第5腳，為3號風機的啟動端；第4路接在ADAM-5069板卡的第6腳和第I腳，為3號風機的停止端。第5路接在ADAM-5069板卡的第8腳和第9腳，為4號風機的啟動端；第6路接在ADAM-5069板卡的第10腳和第11腳，為4號風機的停止端。具體的，在啟動2號風機時將ADAM-5069板卡的第0腳和第I腳的繼電器短接，停止2號風機時將ADAM-5069板卡的第2腳和第3腳的繼電器短接。啟動3號風機時將ADAM-5069板卡的第4腳和第5腳的繼電器短接，停止3號風機時將ADAM-5069板卡的第6腳和第7腳的繼電器短接。啟動4號風機時將ADAM-5069板卡的第8腳和第9腳的繼電器短接，停止4號風機時將ADAM-5069板卡的第10腳和第11腳的繼電器短接。風機的開啟和關閉通過交流接觸器來實現(xiàn)。綜上所述，本實用新型所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)的工作情況如下a)當空調不啟動時，自動將百葉窗打開，保持與外界通風，如溫度越限，則風機啟動一定時間加強通風，然后關閉，避免風機燒壞。間隔一定時間后如果溫度仍越限則再次啟動風機，以此循環(huán)。[0039]b)夏季等室內溫度較高吋，自動將百葉窗關閉，控制空調根據(jù)溫度啟動，保持室內溫度不越上限，運行一定時間后為保證空調不損壞，停機休息一定時間，如果溫度超越上限，則持續(xù)保持空調開機。如空調故障或溫度持續(xù)超越上限一定時間，則關閉空調電源，開啟百葉窗，改為風機開啟模式(同a)，以加強空氣流通。濕度越限時空調動作模式同上。c)任何季節(jié)在SF6氣體探測器發(fā)現(xiàn)配電站內SF6氣體濃度越限報警時，控制空調關閉，百葉窗及排風扇開啟，直至氣體濃度低于越限值。d)在SF6氣體越限或溫濕度越限故障時，本系統(tǒng)向運行人員報警。盡管本實用新型的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上 述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，用來在IOkV配電站內調節(jié)溫濕度及通風情況，其特征在于， 所述系統(tǒng)設置有一個ADAM5510型的PLC控制器作為中央控制器(10)； 所述中央控制器(10)通過第一路485總線電路連接若干個空調的空調控制器(20)來發(fā)送相應的空調控制指令，并通過第二路485總線電路連接一個進行狀態(tài)顯示的觸摸屏(30)，還通過第三路485總線電路連接若干個溫濕度傳感器(40)來接收采集的溫度和濕度數(shù)據(jù)； 所述中央控制器(10)通過第一路內部總線電路連接一個ADAM-5052型的數(shù)字量輸入卡(50)，從而通過所述數(shù)字量輸入卡(50)電路接收氣體泄漏檢測裝置(60)發(fā)送的報警信號; 所述中央控制器(10)還通過第二路內部總線電路連接一個ADAM-6069型的帶隔離的繼電器輸出卡(70),從而通過所述繼電器輸出卡(70)向若干個排風扇(80)發(fā)送相應的控 制指令。
2.如權利要求I所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述中央控制器(10)上，通過第一路485總線的正端，將中央控制器(10)的第一串口(COMl)的第2腳與各個空調控制器(20)的I腳電路連接；通過第一路485總線的負端，將第一串口(COMl)的第3腳與各個空調控制器(20)的2腳電路連接； 為每個空調控制器(20)分配有對應的地址碼；所述中央控制器(10)通過所述第一串口(COMl)向任意一個目標空調控制器(20)發(fā)送的指令中，包含有該空調控制器(20)的地址碼，以及相應的空調調度命令。
3.如權利要求I所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述觸摸屏(30)是MCGS型的觸摸屏(30)，其中設置有提供系統(tǒng)時間的電子日歷模塊，和記錄環(huán)境采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置； 所述中央控制器(10)上，通過第二路485總線的正端，將中央控制器(10)的第二串口(COM2)的“ +端”與所述觸摸屏(30)的第7腳電路連接；通過第二路485總線的負端，將第二串口(COM2)的“ 一端”與所述觸摸屏(30)的第8腳電路連接。
4.如權利要求I所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述中央控制器(10)上，通過第三路485總線的正端，將中央控制器(10)的第四串口(COM4)的第4腳與各個溫濕度傳感器(40)的I腳電路連接；通過第三路485總線的負端，將第四串口(COM4)的第I腳與各個溫度傳感器的4腳電路連接； 若干所述溫濕度傳感器(40)中分別設置有檢測配電站室內和室外溫度及濕度的傳感器；為每個所述溫濕度傳感器(40)分配有對應的地址碼；所述中央控制器(10)通過所述第四串口(COM4)向任意一個目標溫濕度傳感器(40)發(fā)送的查詢指令中，包含有該溫濕度傳感器(40)的地址碼，以及相應的傳感器查詢命令。
5.如權利要求I所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述數(shù)字量輸入卡(50 )插設在所述中央控制器(10)的第二插槽(slot I)上； 在所述數(shù)字量輸入卡(50)的通道O的正端接收電源的邏輯高電平，還在通道O的負端連接氣體泄漏檢測裝置(60)的觸點繼電器發(fā)出的以邏輯低電平表示的報警信號；當報警信號產生后，觸點繼電器接通，則所述數(shù)字量輸入卡(50)的通道O采回一個數(shù)字量邏輯“1”，并通知所述中央控制器(10)已經采集到了報警信號。
6.如權利要求I所述IOkV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述繼電器輸出卡(70)插設在所述中央控制器(10)的第一插槽(slotO)上； 所述繼電器輸出卡(70)的板卡上設置有8路220V/5A的功率繼電器，將其中1、3、5路分別電路連接至三個排風扇(80)的風機的啟動按鈕端，將2、4、6路分別電路連接至這三個風機的停止按鈕端，還將7、8路分別電路連接至各個排風扇(80)上安裝的電動百葉窗的啟動和停止端。
專利摘要本實用新型涉及一種10kV配電站用工作環(huán)境監(jiān)控調節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中使中央控制器連接若干個空調的空調控制器來發(fā)送相應的控制指令，還通過連接一個帶隔離的繼電器輸出卡，向若干個排風扇發(fā)送相應的控制指令，做到空調開啟時可以保證密閉，需要通風時可以開啟風扇、關閉空調，實現(xiàn)節(jié)能減排。中央控制器通過連接若干個溫濕度傳感器來接收采集的溫度和濕度數(shù)據(jù)，還通過連接一個觸摸屏進行狀態(tài)顯示。所述中央控制器還通過一個數(shù)字量輸入卡，來接收氣體泄漏檢測裝置發(fā)送的報警信號，并控制排風扇及百葉窗打開來保證安全。本節(jié)能系統(tǒng)還可以兼顧現(xiàn)場工作人員的工作需求，做到智能化的室內環(huán)境監(jiān)測與控制。
文檔編號F24F11/02GK202547014SQ20122011833
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權日2012年3月27日
發(fā)明者何軍, 何曉川, 馮冬竹, 盧慧清, 周輝, 唐丹紅, 徐冰雁, 李峰, 王志成, 王鑫, 盛守貧, 袁曉光, 許錄平, 陶燕, 高峰 申請人:上海市電力公司, 西北工業(yè)大學, 西安電子科技大學