CN103618373B

CN103618373B - 一种具有能源管理功能的检修电源箱

Info

Publication number: CN103618373B
Application number: CN201310301239.8A
Authority: CN
Inventors: 李海波; 洪浩
Original assignee: CHINA CAMC ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: CHINA CAMC ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2033-07-17
Also published as: CN103618373A

Abstract

本发明提供了一种具有能源管理功能的检修电源箱，所述检修电源箱包括三相五线制电路、工业控制器、接触器、和电流互感器；所述工业控制器接入所述三相五线制电路中的一个相线与中性线；所述接触器接入所述三相五线制电路中的一个相线与中性线；所述接触器的开关接入所述三相五线制电路中的三个相线中；所述中间继电器与所述工业控制器相连，所述中间继电器的开关与所述接触器串联；所述电流互感器与所述工业控制器相连，并采用单相接线方式接入所述三相五线制电路。本发明将多个需要分别部署的功能装置通过集成在工业控制器中，避免了单独部署，减少了检修电源箱的部署空间，降低了成本。

Description

一种具有能源管理功能的检修电源箱

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别是涉及一种具有能源管理功能的检修电源箱。

背景技术

检修电源箱广泛应用于钢铁冶金、电力、化工、纸浆、建材等各行业，为生产设备提供临时电源与检修电源。

目前，节能减排与信息化管理理念已经被越来越多的企业所接收。但是，现有的检修电源箱设计于上世纪，虽然经过不断改进，但主要是从材料、外观等使用环境方面着眼。

而企业目前主要依靠设置严苛的规章制度对检修电源箱进行使用管理，这样给企业带来种种不便。同时检修电源箱多布置在开放环境中，容易造成了电源使用与管理方面的失控。目前检修电源箱的使用与管理主要以人工为主，已经无法满足现代企业的节能增效、精细化管理与信息化管理的要求。

因此，本领域技术人员需要迫切解决的问题是：提供一种具有能源管理功能的检修电源箱，用以提高检修电源箱的管理效率，简化用户操作，以满足现代企业的节能增效、精细化管理与信息化管理的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种具有能源管理功能的检修电源箱，用以提高检修电源箱的管理效率，简化用户操作，以满足现代企业的节能增效、精细化管理与信息化管理的要求。

为解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种具有能源管理功能的检修电源箱，所述检修电源箱包括三相五线制电路、工业控制器、接触器、和电流互感器；

所述工业控制器接入所述三相五线制电路中的一个相线与中性线；

所述接触器接入所述三相五线制电路中的一个相线与中性线；所述接触器的开关接入所述三相五线制电路中的三个相线中；

所述中间继电器与所述工业控制器相连，所述中间继电器的开关与所述接触器串联；

所述电流互感器与所述工业控制器相连，并采用单相接线方式接入所述三相五线制电路；

所述工业控制器包括：

鉴权模块，用于鉴定当前用户的权限，在当前用户未通过鉴权时，禁止当前用户使用所述检修电源箱；

启动模块，用于在接收到开机指令时，控制所述中间继电器用于吸合对应的开关；

使用时间设定模块，用于设定使用时间；

数据计算模块，用于通过所述电流互感器上报的电流计算当前用户的用电量；

数据存储模块，用于存储当前用户的用电时间和用电量；

关机模块，用于在所述使用时间超过预设阈值时，或者在接收到关机指令时，控制所述中间继电器释放对应的开关。

优选地，所述工业控制器包括数据查询模块，用于查询当前用户的使用时间和用电量。

优选地，所述检修电源箱设置有塑壳断路器，所述塑壳断路器接入所述三相五线制电路中的三个相线中。

优选地，所述检修电源箱设置有指示灯，并与所述工业控制器并联。

优选地，所述工业控制器设置有以太网接口；

所述工业控制器包括数据传输模块，用于通过所述以太网接口所述检修电源箱对应的上位机进行数据交互。

优选地，交互的数据包括用户使用所述检修电源箱的使用时间和用电量。

优选地，所述工业控制器设置有触摸屏。

优选地，所述触摸屏为7寸液晶屏。

优选地，所述检修电源箱包括第一工业插座、第二工业插座、第三工业插座、第四工业插座和变压器；

所述第一工业插座、第二工业插座分别接入所述三相五线制电路中的三个相线和地线，并分别设置有对应的开关；

所述第三工业插座接入所述三相五线制电路中的一个相线、中性线和地线，并设置有对应的开关；

所述第四工业插座与所述变压器相连，接入所述三相五线制电路中的一个相线、中性线和地线，并设置有对应的开关。

优选地，所述检修电源箱包括外壳；

所述指示灯镶嵌于所述外壳上；

所述触摸屏镶嵌于所述外壳上；

所述第一工业插座、第二工业插座、第三工业插座和第四工业插座分别镶嵌于所述外壳上。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明将多个需要分别部署的功能装置通过集成在工业控制器中，避免了单独部署，减少了检修电源箱的部署空间，降低了成本。本发明通过集成工业控制器，只有授权的用户才可以使用检修电源箱，提高了检修电源箱的可控性，方便了用户操作；通过加入电流互感器计算当前用户的用电量，工业控制器中可以记录当前用户的用电时间和用电量等重要数据，进一步增强检修电源箱的可控性，提高检修电源箱的管理效率，为现代企业的节能增效、精细化管理提供条件。

本发明通过设置合理的使用时间，当超过使用时间，检修电源箱便会断电，在保证正常使用的同时，促使用户减少非自律性行为，以满足节能增效的要求。

本发明通过以太网与上位机连接，将用户的用电量与用电时间等重要数据上传，为满足企业精细化管理与信息化管理的要求。

本发明通过加入触摸屏提供了更加直观的信息显示，方便用户进行控制操作。

附图说明

图1为一种典型的检修电源箱电路图；

图2为本发明的一种具有能源管理功能的检修电源箱的电路图；

图3为本发明实施例的一种检修电源箱的使用流程图；

图4为本发明实施例的一种检修电源箱外壳正面示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构、特性和优点更加清楚，下面结合具体实施例进行详细描述之前，先对背景技术部分所提到的现有技术结合附图加以说明。

目前，国家对于节能减排，降本增效已经越来越重视，尤其是高耗能产业如钢铁冶金，建材，火电等。其中，电能成本又占企业总能耗成本的很大比例。

参考图1所示的一种典型的检修电源箱电路图，这种典型的检修电源箱包括进行总开关DZ，各分接开关1DZ～4DZ，变压器BK，和工业插座1CZ～4CZ。

由于检修电源箱设置在开放空间，现有技术中的检修电源箱不具有账户管理功能，在开放环境下无法对用户进行识别与控制；不具有电能测量、数据存储与数据查询功能，无法对电能使用情况进行分析和对使用人员进行能源考核；不具有网络功能，无法满足现代企业的信息化管理的需求。这样产生的后果可能是不具备使用检修电源箱资格的人员使用，可能产生人身安全问题及设备安全问题。另一方面，对于不同班组，或不同人员的使用情况无法进行考核，无法促使其节约用电和合理用电。

本发明的核心构思之一在于，从检修电源箱电能的使用控制与考核两个方面进行管理，避免不必要的电能使用与浪费。

参考图2所示的本发明的一种具有能源管理功能的检修电源箱的电路图。

如图2所示，在本发明实施例中，所述检修电源箱可以包括三相五线制电路、工业控制器、接触器-KM、中间继电器-KA和电流互感器。

所述工业控制器可以接入所述三相五线制电路中的一个相线与中性线；

具体而言，工业控制器通过导线接入了C线和N线。可以理解，此工业控制器所在的回路是检修电源箱的主控制回路。

所述接触器-KM可以接入所述三相五线制电路中的一个相线与中性线；所述接触器-KM的开关-KM接入所述三相五线制电路中的三个相线中；

具体而言，接触器-KM通过导线接入了C线和N线，其开关-KM接入了检修电源箱主回路的A线、B线和C线，当开关-KM吸合时，主回路可以通电，当开关-KM释放时，主回路断电。可以理解，接触器-KM所在的回路是检修电源箱的次控制回路。需要说明的是，接触器-KM的开关-KM并不能控制主控制回路的通、断电。

所述中间继电器-KA可以与所述工业控制器相连，所述中间继电器-KA的开关-KA与所述接触器-KM串联；

当开关-KA吸合时，次控制回路通电，接触器-KM吸合其开关-KM；当开关-KA释放时，次控制回路通电，接触器-KM释放其开关-KM。

具体而言，电流互感器采用单相接线方式接入C线，采集当前电流信号。

所述工业控制器可以包括如下模块：

在具体实现中，本发明实施例优选的是采用验证用户帐号与密码的方式鉴定当前用户的权限。当然，本发明实施例还可以采用指纹验证、IC卡验证等方式鉴定当前用户的权限，本发明实施例对此不加以限制。

启动模块，用于在接收到开机指令时，控制所述中间继电器-KA用于吸合对应的开关-KA；

当用户选择使用功能时，工业控制器控制中间继电器-KA吸合其开关-KA，次控制回路通电，继而接触器-KM吸合其开关-KM，检修电源箱的主回路通电。

使用时间设定模块，用于设定使用时间；

可以理解，所谓使用时间，即允许在该时间内使用检修电源箱，该使用时间可以是一个相对合理的使用时间，可以由本领域技术人员根据实际需要进行设定，本发明实施例对此不加以限制。

通过电流互感器采集电流信号，由于电压信号已知，可以经过计算得到当前用户的用电能。

数据存储模块，用于存储当前用户的用电时间和用电量；

在具体实现中，每次使用检修电源箱，都有会相应的记录，而针对不同的用户，也会有不同的记录。

当用户选择使用完毕，选择关机时，工业控制器控制中间继电器-KA释放其开关-KA，次控制回路断电，继而接触器-KM释放其开关-KM，检修电源箱的主回路断电。

在本发明的一种优选实施例中，所述工业控制器可以包括数据查询模块，用于查询当前用户的使用时间和用电量。

当前用户在鉴权通过后，可以查询该用户每次的使用时间和用电量。需要说明的是，由于主控制回路直接接入检修电源箱的主回路，查询功能可以在接触器-KM的开关-KM并没有吸合的情况下使用。

为使本领域技术人员更好的理解本发明实施例，以下通过一个具体示例进行说明。

参照图3，示出了本发明实施例的一种检修电源箱的使用流程图。如图所示，当用户正确输入用户帐号与密码通过鉴权时，用户可以选择开机使用该检修电源箱，也可以选择查询该用户的使用时间和用电量。当用户选择开机使用该检修电源箱时，设置使用时间，并控制中间继电器-KA吸合其开关-KA，次控制回路通电，继而接触器-KM吸合其开关-KM，检修电源箱的主回路通电。当超过设置的使用时间或者用户使用检修电源箱完毕选择关机时，控制中间继电器-KA释放其开关-KA，次控制回路断电，继而接触器-KM释放其开关-KM，检修电源箱的主回路断电。

在本发明的一种优选实施例中，所述检修电源箱可以设置有塑壳断路器，所述塑壳断路器接入所述三相五线制电路中的三个相线中。

具体而言，塑壳断路器接入了A线、B线和C线，可以通过人工操作控制检修电源箱主回路的通、断电，还可以起到短路保护的功能。

在本发明的一种优选实施例中，所述检修电源箱可以设置有指示灯-HD，并与所述工业控制器并联。

如图2所示，当指示灯-HD亮着，指示工业控制器正常运作，当指示灯-HD熄灭，指示工业控制器没能正常运作，可能出现短路、断路等情况，需要检查维修。

在本发明的一种优选实施例中，所述工业控制器可以设置有以太网接口；

在实际应用中，工业控制器可以通过OPC(OLE for Process Control,用于过程控制的OLE)方式与上位机进行数据交互，而数据的类型可以根据上位机的需要而进行设定，本发明实施例在此不加以限制。

在本发明实施例的一种优选示例中，交互的数据可以包括用户使用所述检修电源箱的使用时间和用电量。

交互的数据可以根据实际情况的需要进行选择，可以选择某一个用户的某次使用检修电源箱的使用时间和用电量，也可以选择某一段时间内全体用户每次使用检修电源箱的使用时间和用电量等等，本发明实施例对此不加以限制。

此外，上述交互的数据只是作为示例，在实施本发明实施例时，可以根据实际情况设置其它交互的数据，例如用户帐号密码的修改等等，本发明实施例对此不加以限制。

现代企业都将要或已经装备了能耗管理系统，其对每个车间，每个工段，以至于每个员工的能耗都要进行数据采集、分析、考核与预测。

在本发明的一种优选实施例中，所述工业控制器可以设置有触摸屏。

在本发明实施例的一种优选示例中，所述触摸屏可以为7寸液晶屏。

在本发明实施例中，触摸屏为液晶屏，可以在液晶屏上进行画面组态，进行帐号密码的输入、诸如开机、查询等功能指令的输入等等。

如图2所示，在本发明的一种优选实施例中，所述检修电源箱可以包括第一工业插座1CZ、第二工业插座2CZ、第三工业插座3CZ、第四工业插座4CZ和变压器BK；

所述第一工业插座1CZ、第二工业插座2CZ分别接入所述三相五线制电路中的三个相线和地线，并分别设置有对应的开关1DZ、2DZ；

具体而言，第一工业插座1CZ、第二工业插座2CZ分别接入A线、B线、C线和PE线，即第一工业插座1CZ、第二工业插座2CZ分别可以提供380V的电源。

第一工业插座1CZ对应的开关1DZ串联接入第一工业插座1CZ所在的回路，可以通过手动操作控制第一工业插座1CZ的通、断电。此外，当第一工业插座1CZ所在回路发生短路时，开关1DZ跳闸。

第二工业插座2CZ对应的开关2DZ串联接入第二工业插座2CZ所在的回路，可以通过手动操作控制第二工业插座2CZ的通、断电。此外，当第二工业插座2CZ所在回路发生短路时，开关2DZ跳闸。

所述第三工业插座3CZ接入所述三相五线制电路中的一个相线、中性线和地线，并设置有对应的开关3DZ；

具体而言，第三工业插座3CZ接入C线、N线和PE线，可以提供220V的电源。

第三工业插座3CZ对应的开关3DZ串联接入第三工业插座3CZ所在的回路，可以通过手动操作控制第三工业插座3CZ的通、断电。此外，当第三工业插座3CZ所在回路发生短路时，开关3DZ跳闸。

所述第四工业插座4CZ与所述变压器BK相连，接入所述三相五线制电路中的一个相线、中性线和地线，并设置有对应的开关。

具体而言，第四工业插座4CZ与所述变压器BK相连，接入C线、N线和PE线，当220V的电源经过变压器BK时，变压器BK将其降压至24V。

第四工业插座4CZ对应的开关4DZ串联接入第四工业插座4CZ所在的回路，可以通过手动操作控制第四工业插座4CZ的通、断电。此外，当第四工业插座4CZ所在回路发生短路时，开关4DZ跳闸。

在本发明的一种优选实施例中，所述检修电源箱可以包括外壳；

所述指示灯-HD可以镶嵌于所述外壳上；

所述触摸屏可以镶嵌于所述外壳上；

所述第一工业插座1CZ、第二工业插座2CZ、第三工业插座3CZ和第四工业插座4CZ可以分别镶嵌于所述外壳上。

参照图4所示的本发明实施例的一种检修电源箱外壳正面示意图。如图所示，为方便用户使用，触摸屏设置于外壳正面中心位置，第一工业插座1CZ、第二工业插座2CZ、第三工业插座3CZ和第四工业插座4CZ设置于外壳正面底部，且横向排列，指示灯-HD置于外壳正面右上角。

当然，图4所示的位置关系只是作为示例，在实施本发明实施例时，可以根据实际情况设置其它位置关系，例如第一工业插座1CZ、第二工业插座2CZ、第三工业插座3CZ和第四工业插座4CZ设置于外壳正面左方，且竖向排列等等，本发明实施例对此不加以限制。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种具有能源管理功能的检修电源箱进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种具有能源管理功能的检修电源箱，其特征在于，所述检修电源箱包括三相五线制电路、工业控制器、接触器、中间继电器和电流互感器；

所述工业控制器包括：

使用时间设定模块，用于设定使用时间；

数据存储模块，用于存储当前用户的用电时间和用电量；

2.根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征在于，所述工业控制器包括数据查询模块，用于查询当前用户的使用时间和用电量。

3.根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征在于，所述检修电源箱设置有塑壳断路器，所述塑壳断路器接入所述三相五线制电路中的三个相线中。

4.根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征在于，所述检修电源箱设置有指示灯，并与所述工业控制器并联。

5.根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征在于，所述工业控制器设置有以太网接口；

所述工业控制器包括数据传输模块，用于通过所述以太网接口与所述检修电源箱对应的上位机进行数据交互。

6.根据权利要求5所述的检修电源箱，其特征在于，交互的数据包括用户使用所述检修电源箱的使用时间和用电量。

7.根据权利要求1或4所述的检修电源箱，其特征在于，所述工业控制器设置有触摸屏。

8.根据权利要求7所述的检修电源箱，其特征在于，所述触摸屏为7寸液晶屏。

9.根据权利要求1或8所述的检修电源箱，其特征在于，所述检修电源箱包括第一工业插座、第二工业插座、第三工业插座、第四工业插座和变压器；

所述第一工业插座接入所述三相五线制电路中的三个相线和地线，并设置有对应的开关；

所述第二工业插座接入所述三相五线制电路中的三个相线和地线，并设置有对应的开关；

10.根据权利要求9所述的检修电源箱，其特征在于，所述检修电源箱包括外壳；

11.根据权利要求4所述的检修电源箱，其特征在于，所述检修电源箱包括外壳；

所述指示灯镶嵌于所述外壳上。

12.根据权利要求7所述的检修电源箱，其特征在于，所述检修电源箱包括外壳；

所述触摸屏镶嵌于所述外壳上。