本實(shí)用新型涉及一種綜合管廊風(fēng)機(jī)的工業(yè)總線控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城市地下綜合管廊系統(tǒng)復(fù)雜，維修困難，其電控常常采用手動(dòng)式控制，在操作上存在一定的不便，更是缺乏實(shí)時(shí)的控制和反饋。

而城市地下綜合管廊最大的特點(diǎn)是線路長(zhǎng)，檢測(cè)設(shè)備數(shù)量多，一個(gè)防火分段至少200米左右，大多控制系統(tǒng)都是一到兩個(gè)防火分段設(shè)置一個(gè)PLC控制站，管廊采集點(diǎn)相對(duì)來說也比較分散，對(duì)一個(gè)設(shè)備的信號(hào)采集往往有好幾個(gè)I/O信號(hào)。如果采用常規(guī)接線方式，直接和PLC的I/O模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的硬線連接，敷設(shè)線路長(zhǎng)，電纜數(shù)量多，建設(shè)期成本很高，運(yùn)營期故障相對(duì)較多，維護(hù)量也較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本實(shí)用新型提供一種綜合管廊風(fēng)機(jī)工業(yè)總線控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過手動(dòng)切換選擇手動(dòng)控制或者遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，對(duì)于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，其布線方式采用工業(yè)總線技術(shù)，并且通過相應(yīng)的通訊方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種綜合管廊風(fēng)機(jī)工業(yè)總線控制系統(tǒng)，基于現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)上，該系統(tǒng)在控制回路上連接有轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA一檔連接于控制回路，另外一檔連接到總線上，總線連接有控制器，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的換擋切換，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。由此，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的選擇，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)排除故障。采用總線技術(shù)，可以避免繁雜的布線工作，節(jié)省成本，利用擴(kuò)展終端設(shè)備。

在一些實(shí)施方式中，控制器采用PLC控制器，風(fēng)機(jī)則連接于一次回路上，控制回路包括啟動(dòng)回路，關(guān)閉回路；啟動(dòng)回路串聯(lián)用于控制一次回路上常開觸點(diǎn)的第一繼電器KM以及啟動(dòng)開關(guān)，關(guān)閉回路分別串聯(lián)有第二繼電器KA2和關(guān)閉開關(guān)，第二繼電器KA2的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)于所述啟動(dòng)回路上。利用PLC控制器以及相關(guān)的繼電器組成的控制回路，可以在惡劣的地下環(huán)境下穩(wěn)定地工作，且其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。

在一些實(shí)施方式中，啟動(dòng)回路還并聯(lián)有中間回路，并將第一繼電器KM串聯(lián)于中間回路，啟動(dòng)回路則串聯(lián)第三繼電器KA1，第三繼電器KA1的常開觸點(diǎn)串聯(lián)于中間回路上，中間回路通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA連接于電源上，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的一檔位還接入總線上。

在一些實(shí)施方式中，控制回路還包括消防控制回路，消防控制回路包括第四繼電器K1，啟動(dòng)回路和中間回路分別串聯(lián)有所述第四繼電器K1的常閉觸點(diǎn)。控制消防回路的第四繼電器K1，可以控制布設(shè)于啟動(dòng)回路以及中間回路的常閉觸點(diǎn)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以使其動(dòng)作，從而達(dá)到切斷電路的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的控制原理圖；

圖2為一次回路原理圖；

圖3為本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)接口電路原理圖；

圖4為本實(shí)用新型的接口通訊規(guī)約指令格式圖；

圖5為本實(shí)用新型的接口通訊規(guī)約圖；

圖6為本實(shí)用新型的電氣原理圖；

圖7為本實(shí)用新型的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的綜合管廊風(fēng)機(jī)工業(yè)總線控制系統(tǒng)。如圖所示，該系統(tǒng)基于現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)上，該系統(tǒng)在控制回路上連接有轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA一檔連接于控制回路，另外一檔連接到總線上，總線連接有控制器，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的換擋切換，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。由此，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的選擇，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)排除故障。采用總線技術(shù)，可以避免繁雜的布線工作，節(jié)省成本，利用擴(kuò)展終端設(shè)備。

當(dāng)控制回路10通電后PW將進(jìn)行指示，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA進(jìn)行就地手動(dòng)及遠(yuǎn)程自動(dòng)控制模式切換，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA處于就地手動(dòng)模式時(shí)，當(dāng)就地操作箱上按下風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕SF，或在1#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕QA1，或在2#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕QA2，或在3#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕QA3，或在4#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕QA4后，第三繼電器KA1的線圈得電，同時(shí)其輔助觸點(diǎn)吸合進(jìn)行啟動(dòng)自鎖，保持第三繼電器KA1的線圈繼續(xù)得電，第三繼電器KA1的線圈得電后其輔助觸點(diǎn)吸合，接觸器KM線圈得電，其主觸點(diǎn)吸合，風(fēng)機(jī)電機(jī)M1得電啟動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)第一繼電器KM的輔助觸點(diǎn)吸合，風(fēng)機(jī)運(yùn)行指示燈PR點(diǎn)亮。當(dāng)就地操作箱上按下風(fēng)機(jī)停止按鈕SS、或在1#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)停止按鈕QA5、或在2#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)停止按鈕QA6、或在3#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)停止按鈕QA7、或在4#入口按鈕盒上按下風(fēng)機(jī)停止按鈕QA8后，第二繼電器KA2線圈得電，同時(shí)其輔助觸點(diǎn)斷開，第三繼電器KA1線圈失電，第三繼電器KA1輔助觸點(diǎn)自鎖斷開，第一繼電器KM線圈失電，第一繼電器KM主觸點(diǎn)斷開，風(fēng)機(jī)電機(jī)斷電，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA處于遠(yuǎn)程自動(dòng)模式時(shí)，RIO（PLC）輔助點(diǎn)通過PLC控制器的控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行，第四繼電器K1控制風(fēng)機(jī)停止。同時(shí)當(dāng)風(fēng)機(jī)主回路熱繼KH斷路時(shí)，或刀閘QF斷路時(shí)，故障繼電器KA3線圈得電，故障指示燈PY點(diǎn)亮。

風(fēng)機(jī)控制原理：

一次回路：一次回路由風(fēng)機(jī)M1，斷路器QF、第一繼電器KM、熱繼電器KH組成。

若第一繼電器KM吸合，則風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，在運(yùn)行的過程中，若熱繼電器KH斷開，則表示電機(jī)過載，則熱繼電器KH斷開，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。待風(fēng)機(jī)故障解決，熱繼電器KH恢復(fù)，接通第一繼電器KM，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。如出現(xiàn)短路情況，則斷開斷路器QF1，故障輔助觸點(diǎn)，通過故障輔助觸點(diǎn)通知PLC，風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障，待風(fēng)機(jī)故障解決，合上斷路器，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。

風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，若第一繼電器KM斷開，則電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。

控制回路：控制回路分為遠(yuǎn)程自動(dòng)控制和就地手動(dòng)控制。

遠(yuǎn)程自動(dòng)控制或就地手動(dòng)控制由自動(dòng)/手動(dòng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)來選擇風(fēng)機(jī)的控制方式。手動(dòng)權(quán)限最大。

若自動(dòng)/手動(dòng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)置于就地手動(dòng)位置，旋轉(zhuǎn)開關(guān)的手動(dòng)觸點(diǎn)接1、3接通，旋轉(zhuǎn)開關(guān)的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制觸點(diǎn)3、4斷開，旋轉(zhuǎn)開關(guān)的7、8觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)開關(guān)7、8 觸點(diǎn)為無源點(diǎn)，給PLC反饋現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的控制方式為就地手動(dòng)。就地手動(dòng)控制方式是通過啟動(dòng)按鈕(SF、QA1、QA2、QA3、QA4)和停止按鈕(SS、QA5、QA6、QA7、QA8) 控制第三繼電器KA1的吸合和第二繼電器KA2的斷開，控制第一繼電器KM的吸合和斷開，進(jìn)行就地手動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行/停止。若風(fēng)機(jī)運(yùn)行，則風(fēng)機(jī)控制箱面板的綠色運(yùn)行指示燈亮(PR)，若風(fēng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，綠色(PR)運(yùn)行指示燈滅。在就地手動(dòng)控制的同時(shí)，遠(yuǎn)程自動(dòng)控制是不能進(jìn)行控制風(fēng)機(jī)。

若自動(dòng)/手動(dòng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)置于遠(yuǎn)程自動(dòng)位置，旋轉(zhuǎn)開關(guān)的手動(dòng)觸點(diǎn)接1、3斷開，旋轉(zhuǎn)開關(guān)的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制觸點(diǎn)3、4接通，旋轉(zhuǎn)開關(guān)的7、8觸點(diǎn)處于接通狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)開關(guān)7、8 觸點(diǎn)為無源點(diǎn)，給PLC反饋現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的控制方式為遠(yuǎn)程自動(dòng)。 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制是由PLC控制RIO(PLC)常開點(diǎn)的接通/斷開進(jìn)行控制第一繼電器KM的吸合/斷開，進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行/停止。若風(fēng)機(jī)運(yùn)行，則風(fēng)機(jī)控制箱面板的綠色運(yùn)行指示燈亮(PR)，若風(fēng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，綠色(PR)運(yùn)行指示燈滅。在自動(dòng)/手動(dòng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)置于遠(yuǎn)程自動(dòng)位置的狀態(tài)下，就地手動(dòng)可通過手動(dòng)按鈕，控制第三繼電器KA1和第二繼電器KA2的接通/斷開，控制第一繼電器KM的吸合和斷開，也能控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行/停止，同時(shí)綠色運(yùn)行指示燈(PR)亮/滅。這是由于手動(dòng)權(quán)限最高。

在一次回路中講述到電機(jī)M1出現(xiàn)過載故障時(shí)，熱繼電器KH斷開。同時(shí)熱繼電器KH的輔助常閉觸點(diǎn)斷開，此時(shí)控制回路則被斷開，第一繼電器KM則從吸合裝填變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。第一繼電器KH的輔助常開觸點(diǎn)吸合故障信號(hào)燈(PY)亮，障繼電器KA3吸合，由障繼電器KA3的觸點(diǎn)接到PLC上，PLC接收到風(fēng)機(jī)故障為過載故障。

消防控制：

風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)：若在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，無論風(fēng)機(jī)處于就地手動(dòng)還是遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)，火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)通過消防總線I/O模塊控制第四繼電器K1吸合，則控制回路常閉點(diǎn)為斷開狀態(tài)，手動(dòng)按鈕回路第四繼電器K1的常閉觸底，同為斷開狀態(tài)，無論是就地手動(dòng)/遠(yuǎn)程自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行，都將運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)停止；并同時(shí)通過繼電器KM1的常閉觸點(diǎn)由風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中的斷開到風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的接通，給火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)消防通過總線I/O模塊反饋信號(hào)。這種狀態(tài)一直到火災(zāi)報(bào)警解除。則火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)通過消防總線I/O模塊不在控制第四繼電器K1，第四繼電器K1控制回路和手動(dòng)按鈕回路恢復(fù)常閉狀態(tài)，風(fēng)機(jī)則受就地手動(dòng)/遠(yuǎn)程自動(dòng)的控制。

風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)：若在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，無論風(fēng)機(jī)處于就地手動(dòng)還是遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)，風(fēng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)通過消防總線I/O模塊控制第四繼電器K1吸合，則控制回路常閉點(diǎn)為斷開狀態(tài)，手動(dòng)按鈕回路常閉觸點(diǎn)K1同為斷開狀態(tài)，風(fēng)機(jī)則一直停止?fàn)顟B(tài)，不能開啟，同時(shí)通過KM1的常閉觸點(diǎn)由風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中的斷開到風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)的接通，給火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)消防通過總線I/O模塊反饋信號(hào)。這種狀態(tài)一直到火災(zāi)報(bào)警解除。則火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)通過消防總線I/O模塊不在控制第四繼電器K1，第四繼電器K1控制回路和手動(dòng)按鈕回路恢復(fù)常閉狀態(tài)，風(fēng)機(jī)則受就地手動(dòng)/遠(yuǎn)程自動(dòng)的控制。

為了便于遠(yuǎn)程控制及通訊接口協(xié)議制定，接口電路設(shè)計(jì)如下圖3：

根據(jù)圖3，總線接口通訊協(xié)議設(shè)計(jì)如下：

總線采用RS232串口自由口（用戶自定義）通信協(xié)議；通信速率：9600BPS，8個(gè)數(shù)據(jù)位, 無校驗(yàn)位，通訊字符總長(zhǎng)度為8位字符，其中信息為4為字符，報(bào)文結(jié)束字符為“16#DE”；

PLC向通訊接口發(fā)送控制命令報(bào)文開頭為“01 02 XX XX XX XX DE DE”，通訊接口向PLC發(fā)送狀態(tài)報(bào)文開頭為“02 01 XX XX XX XX DE DE”。

綜上所述通訊規(guī)約如下圖4：

規(guī)約控制指令如下圖5：

圖5：接口通訊規(guī)約

規(guī)約控制順序如下：

a.當(dāng)風(fēng)機(jī)處于遠(yuǎn)程控制模式下，如人為或程序自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí),PLC控制器先向IO控制接口發(fā)出序號(hào)1的狀態(tài)查詢命令“Test 0”，即狀態(tài)查詢命令報(bào)文為“01 02 00 00 00 00 DE DE”；

b.設(shè)備IO接口收到PLC的狀態(tài)查詢命令“Test 0”后，根據(jù)接口各點(diǎn)狀態(tài)返回“states 1”的風(fēng)機(jī)設(shè)備狀態(tài)報(bào)文；

c.PLC控制器收到風(fēng)機(jī)設(shè)備狀態(tài)報(bào)文“states 1”，分析此時(shí)設(shè)備狀態(tài)，如此設(shè)備未運(yùn)行、處于遠(yuǎn)程自動(dòng)模式、無故障、無消防強(qiáng)切信號(hào)時(shí)，即設(shè)備狀態(tài)報(bào)文“states 1”為“02 01 00 01 00 00 DE DE”時(shí)，認(rèn)為設(shè)備具備運(yùn)行條件，PLC控制器準(zhǔn)備發(fā)出序號(hào)“2”的“StartStop 2” 的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)命令；如此設(shè)備在運(yùn)行、或處于就地手動(dòng)模式、或有故障、或有消防強(qiáng)切信號(hào)、或報(bào)文錯(cuò)誤時(shí)，PLC將停止發(fā)送風(fēng)機(jī)啟動(dòng)命令，同時(shí)在監(jiān)控畫面上報(bào)警，并顯示具體原因。

d.當(dāng)設(shè)備IO接口收到PLC控制器準(zhǔn)備發(fā)出序號(hào)“2”的“StartStop 2” 的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)命令，即“01 02 00 00 00 01 DE DE”，即輸出相應(yīng)啟動(dòng)管腳高電平（DC24V）信號(hào)，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行后返回狀態(tài)報(bào)文“StartStop Ok 3”，即“02 01 00 01 01 00 DE DE”，如PLC控制器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)未收到了此條狀態(tài)返回信號(hào)，將認(rèn)為設(shè)備故障，為了保證設(shè)備及人身安全，PLC控制器緊接著發(fā)出序號(hào)“2”的“StartStop 2” 的風(fēng)機(jī)停止命令，即“01 02 00 00 00 10 DE DE”。

e.風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行后，設(shè)備IO接口將定時(shí)發(fā)送給PLC控制器序號(hào)“3”的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)報(bào)文“ErrorOkStates 5”，來實(shí)時(shí)告知PLC設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并在監(jiān)控畫面顯示。如PLC未在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)收到“02 01 00 01 01 00 DE DE”的狀態(tài)報(bào)文，PLC控制器將發(fā)出序號(hào)“2”的“StartStop 2” 的風(fēng)機(jī)停止命令報(bào)文。

f.風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行后，如需要操作停止風(fēng)機(jī)，PLC控制器將發(fā)出序號(hào)“2”的“StartStop 2” 的風(fēng)機(jī)停止命令，即“01 02 00 00 00 10 DE DE”報(bào)文來停止風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。

以上所述的僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。