專利名稱：10kV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動控制系統(tǒng)，特別涉及一種IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
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(yīng)該積極推行的重要事情。然而，當(dāng)前的IOkV配電站為了考慮通風(fēng)，所采用的通風(fēng)系統(tǒng)沒有自動關(guān)閉功能，因此空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)往往同時運(yùn)行，使得空調(diào)的調(diào)溫效果比較差，并且會造成極大的資源浪費。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于IOkV配電站的自動控制節(jié)能系統(tǒng)，通過對配 電站的保溫空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計改造，做到不需要通風(fēng)時可以保證密閉，需要通風(fēng)時可以開啟風(fēng)扇、關(guān)閉空調(diào)，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(chǎn)生，在超限時報警，并打開排風(fēng)扇及百葉窗通風(fēng)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(nèi)環(huán)境監(jiān)測與控制。本實用新型的技術(shù)方案是提供ー種IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)設(shè)置有一臺中心控制主機(jī)，所述中心控制主機(jī)由可編程エ業(yè)控制PLC模塊構(gòu)建，并對與該中心控制主機(jī)通過エ業(yè)現(xiàn)場總線及接ロ進(jìn)行連接的以下若干設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制，以調(diào)節(jié)IOkV配電站內(nèi)的溫濕度及通風(fēng)情況一套空調(diào)控制單元，其受到所述中心控制主機(jī)驅(qū)動，并控制與該空調(diào)控制單元連接的一臺或多臺空調(diào)的開啟和關(guān)閉；一套排風(fēng)扇控制單元，其受到所述中心控制主機(jī)驅(qū)動，并控制與該排風(fēng)扇控制單元連接的一臺或多臺排風(fēng)扇的開啟和關(guān)閉；—套現(xiàn)場傳感器測量單元，其受到所述中心控制主機(jī)驅(qū)動，向所述中心控制主機(jī)提供采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)；所述現(xiàn)場傳感器測量單元進(jìn)ー步包含有檢測配電站內(nèi)SF6氣體泄露情況的若干個SF6氣體檢測傳感器，以及檢測配電站內(nèi)外溫度和濕度情況的若干個溫濕度檢測傳感器。所述系統(tǒng)通過設(shè)置的電源及備電系統(tǒng)，將輸入的220V交流市電，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需要的各類直流電源信號。所述中心控制主機(jī)通過依次設(shè)置的エ業(yè)控制単元、隔離驅(qū)動模塊、繼電器-交流接觸器組合模塊，來連接并驅(qū)動所述空調(diào)控制單元；所述エ業(yè)控制單元通過RS485總線與中心控制主機(jī)連接并通信。所述中心控制主機(jī)通過依次設(shè)置的エ業(yè)控制単元、隔離驅(qū)動模塊、繼電器模塊，來連接并驅(qū)動所述排風(fēng)扇控制單元；所述エ業(yè)控制單元通過RS485總線與中心控制主機(jī)連接
并通信。[0011]所述エ業(yè)控制單元、隔離驅(qū)動模塊和繼電器模塊，集成設(shè)置在ー個帶隔離的繼電器輸出卡中，所述帶隔離的繼電器輸出卡通過RS485總線與所述中心控制主機(jī)連接并通ィ目。所述排風(fēng)扇中包含具有軸流風(fēng)機(jī)外形的風(fēng)機(jī)，在排風(fēng)扇的出口上設(shè)置有根據(jù)排風(fēng)扇控制單元驅(qū)動進(jìn)行自動開啟或關(guān)閉的百葉窗。所述溫濕度檢測傳感器內(nèi)部集成設(shè)置有數(shù)據(jù)采集器、隔離變送及報警信號發(fā)生模塊，來進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的處理；所述溫濕度檢測傳感器通過設(shè)置具有RS485輸出的總線接ロ，與所述中心控制主機(jī)連接并通信。 所述SF6氣體檢測傳感器通過依次設(shè)置的數(shù)據(jù)采集器或比較器，隔離變送及報警信號模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的處理；所述SF6氣體檢測傳感器通過設(shè)置的總線接ロ與所述中心控制主機(jī)連接并通信。所述SF6氣體檢測傳感器的繼電器輸出端與所述中心控制主機(jī)之間連接有ー個數(shù)字量輸入卡，所述數(shù)字量輸入卡將該SF6氣體檢測傳感器的報警信號發(fā)送至所述中心控制主機(jī)。所述系統(tǒng)中還設(shè)置有與所述控制主機(jī)連接的報警單元、電子日歷，環(huán)境數(shù)據(jù)的采集記錄裝置，及人機(jī)顯示操作裝置；所述報警單元進(jìn)一步設(shè)置有SF6氣體超限報警模塊和溫濕度超限報警模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其優(yōu)點在于本實用新型通過中心控制主機(jī)驅(qū)動空調(diào)控制単元，實現(xiàn)空調(diào)開啟/關(guān)閉和溫度調(diào)節(jié)的功能；通過驅(qū)動排風(fēng)扇控制單元，在不需要開啟空調(diào)時，自動開啟風(fēng)扇實施通風(fēng)換氣的工作；特別是當(dāng)配電站內(nèi)SF6氣體超限或溫濕度超限時(溫濕度超限值均可以通過軟件現(xiàn)場設(shè)置)，由本系統(tǒng)給出控制指令打開排風(fēng)扇及百葉窗進(jìn)行通風(fēng)；本系統(tǒng)提供各類報警信號，必備的報警信號包括SF6報警、溫濕度超限信號等，因此，本實用新型能夠節(jié)約資源、節(jié)能減排，實現(xiàn)智能化的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、控制及報警。

圖I是本實用新型所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)的系統(tǒng)原理與組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)中，主要包含以下部分一臺中心控制主機(jī)10，用來完成各類信號的采集，智能判斷和根據(jù)程序發(fā)送各類控制指令和各類報警信號，并設(shè)計有信號采集、記錄裝置和各類I/o擴(kuò)展功能；一套空調(diào)控制單元20，可控制I臺或多臺空調(diào)的開啟和關(guān)閉，并可設(shè)定各個空調(diào)工作的溫度和濕度環(huán)境；一套排風(fēng)扇控制單元30，可控制排風(fēng)扇的開啟和關(guān)閉；一套現(xiàn)場傳感器測量單元，包含若干個SF6氣體檢測傳感器42和若干個溫濕度檢測傳感器41，用來測量配電站內(nèi)的溫度/濕度/氣體泄露情況等，為中心控制主機(jī)10做出智能決策提供數(shù)據(jù)支持。通過エ業(yè)現(xiàn)場總線及接ロ，完成上述若干設(shè)備之間的可靠連接，例如本實施例中采用分布式的エ業(yè)RS-485總線和接ロ實現(xiàn)，波特率為9600bps時可靠傳輸距離可達(dá)1200
米距離。本實用新型中設(shè)置有電源及備電系統(tǒng)，其將輸入的220V交流市電，轉(zhuǎn)換成IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)所需要的各類直流電源信號。具體的，所述中心控制主機(jī)10由高性能エ業(yè)控制PLC為核心硬件平臺，配合自主設(shè)計的控制軟件構(gòu)成，例如是研華公司ADAM-5510型TCP 16位PC可編程エ業(yè)控制PLC模塊，內(nèi)有40M主頻的處理器和相應(yīng)的存儲器。中心控制主機(jī)10主要負(fù)責(zé)溫度傳感器、SF6氣體檢測傳感器42報警信號的采集，并實現(xiàn)空調(diào)、排氣扇和排氣扇百葉窗的智能聯(lián)動控制功能。中心控制主機(jī)10還配備有電子日歷、時鐘、溫度有害氣體濃度的采集記錄裝置及報警単元。同時根據(jù)總體方案的需求考慮了主機(jī)系統(tǒng)短時斷電可靠工作(PLC可斷電存儲相關(guān)參數(shù)的功能)、存儲器空間、I/O ロ的擴(kuò)展、A/D采集、RS485串ロ通訊等方面的設(shè)計。相關(guān)智能控制軟件程序完成各類信號的采集、分析和自主發(fā)出控制指令等功能，并提供友好的人機(jī)顯示界面。 根據(jù)變電站現(xiàn)場運(yùn)行和維護(hù)的需要，所述中心控制主機(jī)10配備人機(jī)顯示操作裝置，例如使用7寸MCGS型液晶觸摸屏，屬于エ業(yè)三級抗干擾級別，可長壽命待機(jī)低功耗運(yùn)行。MCGS型液晶觸摸屏可通過軟件設(shè)置變電站溫度調(diào)節(jié)范圍、排氣扇啟停的數(shù)量、SF6氣體泄漏的報警等參數(shù)，方便相關(guān)使用維護(hù)人員的操作。MCGS型的液晶觸摸屏中即集成設(shè)置有上述電子日歷及數(shù)據(jù)的采集記錄裝置，通過閃存可以記錄相關(guān)信息和報警內(nèi)容，方便U盤導(dǎo)出。本實用新型中所述空調(diào)控制單元20，采用485控制的專用控制盒來設(shè)定兩臺空調(diào)的溫度和制冷、制熱、除濕等工作模式；所述中心控制主機(jī)10 —般通過依次設(shè)置的エ業(yè)控制単元、隔離驅(qū)動、繼電器-交流接觸器組合等模塊，來連接所述空調(diào)控制單元20，并驅(qū)動該空調(diào)控制單元20完成空調(diào)的開啟和關(guān)閉控制功能，實現(xiàn)配電站內(nèi)的溫度控制。其中エ業(yè)控制單元通過RS485總線與中心控制主機(jī)10通信，若空調(diào)控制単元20失效則通過エ業(yè)控制單元給出相應(yīng)的報警信號。本實用新型中所述排風(fēng)扇控制單元30，可以通過一塊研華的ADAM-5069型的帶隔離的繼電器輸出卡，以RS485總線與所述中心控制主機(jī)10連接。所述帶隔離的繼電器輸出卡，實現(xiàn)了所述排風(fēng)扇控制單元30到中心控制主機(jī)10之間所需的エ業(yè)控制単元、隔離驅(qū)動、繼電器等模塊的功能。夏季正常工作溫度狀態(tài)下，空調(diào)處于工作狀態(tài)，本實用新型中所述排風(fēng)扇控制單元30自動關(guān)閉。排風(fēng)扇中使用具有軸流風(fēng)機(jī)外形的風(fēng)機(jī)，在其出口上加裝了自動開啟式百葉窗，百葉窗在風(fēng)機(jī)開啟時自動打開，風(fēng)機(jī)停止時自動關(guān)閉實現(xiàn)密閉。當(dāng)配電站設(shè)備故障并釋放出有害氣體SF6吋，SF6濃度達(dá)到一定程度并由SF6氣體檢測傳感器42檢測到并報告給中心控制主機(jī)10以后，則控制排風(fēng)扇百葉窗密閉裝置以及排風(fēng)扇開啟，并關(guān)閉空調(diào)。若排風(fēng)扇控制單元30失效，則給出相應(yīng)的報警信號。本實施例中的溫濕度檢測傳感器41選用エ業(yè)級產(chǎn)品，可長達(dá)數(shù)年可靠穩(wěn)定工作，例如采用的AW3485Y型，其同時具備了溫度和濕度傳感器、模擬量或數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集器、隔離變送及報警信號發(fā)生模塊等功能。AW3485Y型溫濕度檢測傳感器41還帶RS485輸出的總線接ロ，可以直接輸出電信號給PLC中心控制主機(jī)10，由中心控制主機(jī)10完成信號的采集和判斷，使用非常方便。除了設(shè)置室內(nèi)溫濕度檢測傳感器41以外，還可以同時設(shè)置若干個室外的溫濕度檢測傳感器41。所述SF6氣體檢測傳感器42與所述中心控制主機(jī)10之間，一般設(shè)置有數(shù)據(jù)采集器或比較器，隔離變送及報警信號模塊，和總線接ロ等模塊。本實施例中設(shè)置了一塊研華的ADAM-5052型的數(shù)字量輸入卡來接收SF6氣體檢測傳感器42的報警信號，該數(shù)字量輸入卡連接在所述SF6氣體檢測傳感器42的繼電器輸出端與所述中心控制主機(jī)10之間。本實施例中所述報警単元，可以分為SF6緊急報警和溫濕度超限提示報警兩大類，都通過軟件界面指示燈的形式給出。SF6緊急報警信號由上海佰和公司的檢測設(shè)備提供，本系統(tǒng)接受其報警時給出的繼電器通斷信號，并觸發(fā)報警輸出。溫濕度超限提示報警則由本系統(tǒng)根據(jù)采集的溫濕度信號綜合判斷，并可以在軟件界面中設(shè)置和消除。綜上所述，本實用新型所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)的工作情況如下a)當(dāng)空調(diào)不啟動時，自動將百葉窗打開，保持與外界通風(fēng)，如溫度越限，則風(fēng)機(jī)啟 動一定時間加強(qiáng)通風(fēng)，然后關(guān)閉，避免風(fēng)機(jī)燒壞。間隔一定時間后如果溫度仍越限則再次啟動風(fēng)機(jī)，以此循環(huán)。b)夏季等室內(nèi)溫度較高吋，自動將百葉窗關(guān)閉，控制空調(diào)根據(jù)溫度啟動，保持室內(nèi)溫度不越上限，運(yùn)行一定時間后為保證空調(diào)不損壞，停機(jī)休息一定時間，如果溫度超越上限，則持續(xù)保持空調(diào)開機(jī)。如空調(diào)故障或溫度持續(xù)超越上限一定時間，則關(guān)閉空調(diào)電源，開啟百葉窗，改為風(fēng)機(jī)開啟模式(同a)，以加強(qiáng)空氣流通。濕度越限時空調(diào)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(nèi)SF6氣體濃度越限報警時，控制空調(diào)關(guān)閉，百葉窗及排風(fēng)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，本節(jié)能系統(tǒng)向運(yùn)行人員報警。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)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(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)設(shè)置有一臺中心控制主機(jī)(10)，所述中心控制主機(jī)(10)由可編程工業(yè)控制PLC模塊構(gòu)建，并對與該中心控制主機(jī)(10)通過工業(yè)現(xiàn)場總線及接口進(jìn)行連接的以下若干設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制，以調(diào)節(jié)IOkV配電站內(nèi)的溫濕度及通風(fēng)情況 一套空調(diào)控制單元(20)，其受到所述中心控制主機(jī)(10)驅(qū)動，并控制與該空調(diào)控制單元(20)連接的一臺或多臺空調(diào)的開啟和關(guān)閉； 一套排風(fēng)扇控制單元(30)，其受到所述中心控制主機(jī)(10)驅(qū)動，并控制與該排風(fēng)扇控制單元(30)連接的一臺或多臺排風(fēng)扇的開啟和關(guān)閉； 一套現(xiàn)場傳感器測量單元，其受到所述中心控制主機(jī)(10)驅(qū)動，向所述中心控制主機(jī)(10)提供采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)；所述現(xiàn)場傳感器測量單元進(jìn)一步包含有檢測配電站內(nèi)SF6氣體泄露情況的若干個SF6氣體檢測傳感器(42)，以及檢測配電站內(nèi)外溫度和濕度情況的若干個溫濕度檢測傳感器(41)。
2.如權(quán)利要求I所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)通過設(shè)置的電源及備電系統(tǒng)，將輸入的220V交流市電，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需要的各類直流電源信號。
3.如權(quán)利要求I所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述中心控制主機(jī)(10)通過依次設(shè)置的工業(yè)控制單元、隔離驅(qū)動模塊、繼電器-交流接觸器組合模塊，來連接并驅(qū)動所述空調(diào)控制單元(20);所述工業(yè)控制單元通過RS485總線與中心控制主機(jī)(10)連接并通信。
4.如權(quán)利要求I所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述中心控制主機(jī)(10)通過依次設(shè)置的工業(yè)控制單元、隔離驅(qū)動模塊、繼電器模塊，來連接并驅(qū)動所述排風(fēng)扇控制單元(30);所述工業(yè)控制單元通過RS485總線與中心控制主機(jī)(10)連接并通信。
5.如權(quán)利要求4所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述工業(yè)控制單元、隔離驅(qū)動模塊和繼電器模塊，集成設(shè)置在一個帶隔離的繼電器輸出卡中，所述帶隔離的繼電器輸出卡通過RS485總線與所述中心控制主機(jī)(10)連接并通 目。
6.如權(quán)利要求I或4或5所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述排風(fēng)扇中包含具有軸流風(fēng)機(jī)外形的風(fēng)機(jī)，在排風(fēng)扇的出口上設(shè)置有根據(jù)排風(fēng)扇控制單元(30)驅(qū)動進(jìn)行自動開啟或關(guān)閉的百葉窗。
7.如權(quán)利要求I所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述溫濕度檢測傳感器(41)內(nèi)部集成設(shè)置有數(shù)據(jù)采集器、隔離變送及報警信號發(fā)生模塊，來進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的處理； 所述溫濕度檢測傳感器(41)通過設(shè)置具有RS485輸出的總線接口，與所述中心控制主機(jī)(10)連接并通信。
8.如權(quán)利要求I所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述SF6氣體檢測傳感器(42)通過依次設(shè)置的數(shù)據(jù)采集器或比較器，隔離變送及報警信號模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的處理；所述SF6氣體檢測傳感器(42)通過設(shè)置的總線接口與所述中心控制主機(jī)(10)連接并通信。
9.如權(quán)利要求8所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述SF6氣體檢測傳感器(42)的繼電器輸出端與所述中心控制主機(jī)(10)之間連接有一個數(shù)字量輸入卡，所述數(shù)字量輸入卡將該SF6氣體檢測傳感器(42)的報警信號發(fā)送至所述中心控制主機(jī)(10)。
10.如權(quán)利要求I所述IOkV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)中還設(shè)置有與所述控制主機(jī)連接的報警單元、電子日歷，環(huán)境數(shù)據(jù)的采集記錄裝置，及人機(jī)顯示操作裝置；所述報警單元進(jìn)一步設(shè)置有SF6氣體超限報警模塊和溫濕度超限報警模塊。
專利摘要一種10kV配電站自動控制節(jié)能系統(tǒng)中，通過設(shè)置檢測配電站內(nèi)SF6氣體泄露情況的若干個SF6氣體檢測傳感器，和檢測配電站內(nèi)外溫度和濕度情況的若干個溫濕度檢測傳感器，向中心控制主機(jī)提供采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)；中心控制主機(jī)集中判斷后，驅(qū)動空調(diào)控制單元實現(xiàn)空調(diào)開啟/關(guān)閉和溫度調(diào)節(jié)的功能，還通過驅(qū)動排風(fēng)扇控制單元，在不需要開啟空調(diào)時，自動開啟風(fēng)扇實施通風(fēng)換氣的工作；特別是當(dāng)配電站內(nèi)SF6氣體超限或溫濕度超限時，打開排風(fēng)扇及百葉窗進(jìn)行通風(fēng)；本實用新型能夠節(jié)約資源、節(jié)能減排，實現(xiàn)智能化的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、控制及報警。
文檔編號F24F11/02GK202547015SQ20122011833
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)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(xué), 西安電子科技大學(xué)