CN109343459A - 一种供配电系统及供配电监控系统 - Google Patents

一种供配电系统及供配电监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种供配电系统及供配电监控系统，涉及供配电领域。该供配电系统包括主控PLC模块、受控PLC模块及分布式I/O模块，所述主控PLC模块通过CAN总线与所述受控PLC模块连接，所述主控PLC模块及所述受控PLC模块用于通过X2X总线与所述分布式I/O模块连接。CAN总线具有卓越的信号传输速度、可靠的数据传输性能以及足够长的通信距离且理论上不限制接入节点的个数，解决了现今的通信总线不能很好地满足电站供配电系统对数据传输速率高、准确率高、通信距离远、总线上节点多的需求。该供配电监控系统包括供配电系统，使得监控人员可以远程查看现场仪表信号以及远程对电站的用电设备进行分散控制、集中管理。

Description

一种供配电系统及供配电监控系统
技术领域
本发明涉及供配电领域，具体而言，涉及一种供配电系统及供配电监控系统。
背景技术
在电站的供配电系统中，通常使用控制柜和配电柜实现对用电设备的供电控制、状态监控等，控制柜中通常包括主控PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)模块，配电柜中通常包括受控PLC模块，由于控制柜和配电柜的地理位置通常分布在不同区域，主控PLC模块与受控PLC模块也分布在不同区域，现今的主控PLC模块与受控PLC模块之间通常采用Modbus(Modbus protocol，Modbus通讯协议)、Profibus DP(ProcessField Bus DP，过程现场总线)、HART(Highway Addressable Remote Transducer，HART协议)通讯协议完成对用电设备的送断电、状态监控、电力参数的查看。
由于电站系统工程的庞大以及用电设备的增多，供配电系统对主控PLC模块能够连接的受控PLC模块即接入节点的个数上限的要求变高，并且供配电系统还对主控PLC模块与受控PLC模块之间的数据传输速度、数据传输准确率、数据传输距离的要求越来越高，上述通讯协议不能很好地满足电站供配电系统的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种供配电系统及供配电监控系统，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提出一种供配电系统，包括主控PLC模块、受控PLC模块及分布式I/O模块，所述主控PLC模块通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网总线)总线与所述受控PLC模块连接，所述主控PLC模块及所述受控PLC模块用于通过X2X总线与所述分布式I/O模块连接。
进一步的，当所述主控PLC模块或所述受控PLC模块控制的所述分布式I/O模块为多个时，多个所述分布式I/O模块之间通过X2X总线依次相连。
进一步的，所述主控PLC模块包括第一CAN接口模块，所述受控PLC模块包括第二CAN接口模块，所述第一CAN接口模块与所述第二CAN接口模块通过CAN总线连接。
进一步的，所述主控PLC模块及所述受控PLC模块均包括第一X2X发送模块以及第一X2X接收模块，所述分布式I/O模块包括第二X2X发送模块以及第二X2X接收模块；所述第一X2X发送模块与所述第二X2X接收模块连接；当所述主控PLC模块或所述受控PLC模块控制的所述分布式I/O模块为多个时，多个所述分布式I/O模块之间通过所述第二X2X发送模块与所述第二X2X接收模块依次相连。
进一步的，所述受控PLC模块为多个。
进一步的，所述受控PLC模块与至少一个现场仪表电连接；所述受控PLC模块用于采集所述至少一个现场仪表的仪表信号，并通过CAN总线将所述至少一个现场仪表的仪表信号发送至所述主控PLC模块。
进一步的，所述受控PLC模块与所述至少一个现场仪表通过RS485数据线或RS232数据线电连接。
进一步的，所述分布式I/O模块包括数字量输入模块及数字量输出模块，所述数字量输入模块及所述数字量输出模块均与用电设备电连接；所述数字量输入模块用于采集所述用电设备的开关量状态，所述数字量输出模块用于在接收到控制指令时，根据所述控制指令控制所述用电设备的通断，其中，所述控制指令由所述主控PLC模块通过所述CAN总线发送到所述受控PLC模块，并由所述受控PLC模块通过所述X2X总线发送到所述分布式I/O模块。
第二方面，本发明实施例还提出一种供配电监控系统，包括监控台以及上述的供配电系统；所述主控PLC模块用于通过所述CAN总线接收所述受控PLC模块发送的现场仪表的仪表信号及用电设备的开关量状态，并将所述现场仪表的仪表信号及所述用电设备的开关量状态发送到所述监控台，以便监控人员查看。
进一步的，所述监控台用于依据监控人员的控制操作向主控PLC模块发送控制指令。
相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
该供配电系统包括主控PLC模块、受控PLC模块及分布式I/O模块，所述主控PLC模块通过CAN总线与所述受控PLC模块连接，所述主控PLC模块及所述受控PLC模块用于通过X2X总线与所述分布式I/O模块连接。CAN总线具有卓越的信号传输速度、可靠的数据传输性能以及足够长的通信距离且理论上不限制接入节点的个数，解决现今的通信总线不能很好地满足电站供配电系统对数据传输速率高、准确率高、通信距离远、总线上节点多的需求。
该供配电监控系统包括供配电系统，使得监控人员可以远程对电站的用电设备进行分散控制、集中管理。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种供配电系统与监控台的连接示意图。
图2示出了本发明实施例所提供的另一种供配电系统的连接示意图。
图3示出了本发明实施例所提供的主控PLC模块通过CAN接口模块与受控PLC模块的连接示意图。
图4示出了本发明实施例所提供的主控PLC模块与分布式I/O的连接细节示意图。
图5示出了本发明实施例所提供的受控PLC模块与分布式I/O的连接细节示意图。
图6示出了本发明实施例所提供的主控PLC模块以及受控PLC模块与现场仪表之间的连接示意图。
图7示出了本发明实施例所提供的分布式I/O模块通过数字量输入模块以及数字量输出模块与用电设备的连接示意图。
图标：100-供配电系统；110-主控PLC模块；111-第一CAN接口模块；112-第一X2X接收模块；113-第一X2X发送模块；120-受控PLC模块；121-第二CAN接口模块；130-分布式I/O模块；131-第二X2X接收模块；132-第二X2X发送模块；133-数字量输入模块；134-数字量输出模块；140-现场仪表；150-用电设备；200-监控台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1，为本发明实施例所提供的一种供配电系统100与监控台200的连接示意图。监控台200与该供配电系统100中的主控PLC模块110连接，所述监控台200用于依据监控人员的控制操作向主控PLC模块110发送控制指令，所述主控PLC模块110通过以太网接收到所述控制指令后通过CAN总线将该控制指令发送到对应的受控PLC模块120，然后由对应的受控PLC模块120将该控制指令通过X2X总线发送到对应的分布式I/O模块130，最后由对应的所述分布式I/O模块130依据该控制指令控制所述用电设备150的通断。
在本实施例中，所述主控PLC模块110还用于通过所述CAN总线接收所述受控PLC模块120发送的现场仪表140的仪表信号及用电设备150的开关量状态，并将所述现场仪表140的仪表信号及所述用电设备150的开关量状态发送到所述监控台200以便监控人员查看，其中所述受控PLC模块120通过RS485数据线或者RS232数据线接收所述现场仪表140的仪表信号，所述受控PLC模块120通过分布式I/O模块130接收所述用电设备150的开关量状态，从而实现监控人员在监控室中对分布在不同区域的用电设备150远程进行状态监控以及通断控制并远程收集不同区域的现场仪表140及用电设备150的数据并响应故障的目的。
在本实施例中，所述主控PLC模块110可以通过CAN总线与一个或者多个受控PLC模块120连接，所述主控PLC模块110以及所述受控PLC模块120均可以通过X2X总线与分布式I/O模块130连接，进一步的，所述分布式I/O模块130可以为多个，当所述分布式I/O模块130为多个时，每个分布式I/O之间通过X2X总线依次相连。如图2所示，主控PLC模块A可以通过CAN总线与受控PLC模块B1以及受控PLC模块B2连接，从而达到主控PLC模块A可以通过CAN总线与受控PLC模块B1以及受控PLC模块B2进行数据交互的目的。主控PLC模块A还可以通过X2X总线与分布式I/O模块C1连接，分布式I/O模块C1再通过X2X总线与分布式I/O模块C2连接。受控PLC模块B2可以通过X2X总线与分布式I/O模块C4连接，分布式I/O模块C4再通过X2X总线与分布式I/O模块C5连接，分布式I/O模块C5再通过X2X总线与分布式I/O模块C6连接(即每个分布式I/O之间通过X2X总线依次相连)。
在本实施例中，如图3所示，所述主控PLC模块110包括第一CAN接口模块111，所述受控PLC模块120包括第二CAN接口模块121，所述CAN总线包括canH信号线以及canL信号线，所述第一CAN接口模块111与所述第二CAN接口模块121通过canH信号线以及canL信号线连接，由于CAN总线具有卓越的数据传输性能(通信距离最远可达到10千米，最大速率可达到1Mbps(Million bits per second，兆位每秒))和传输的可靠性(具有错误监测机制)，并且CAN总线在理论上不限制主控PLC模能够连接的受控PLC模块120的个数，因此CAN总线符合供配电系统100对现今供配电系统100对数据传输速率高、通讯距离远、准确率高、受控PLC模块120多的需求。
请参照图4及图5，所述主控PLC模块110以及所述受控PLC模块120均包括第一X2X接收模块112、第一X2X发送模块113，所述分布式I/O模块130包括第二X2X接收模块131、第二X2X发送模块132。所述第一X2X发送模块113与所述第二X2X接收模块131连接，当所述主控PLC模块110或所述受控PLC模控制的所述分布式I/O模块130为多个时，多个所述分布式I/O模块130之间通过所述第二X2X发送模块132以及所述第二X2X接收模块131依次相连。例如，当受控PLC模块B2控制的分布式I/O模块130有3个时，受控PLC模块B2通过第一X2X发送模块113与所述分布式I/O模块C4的第二X2X接收模块131连接，分布式I/O模块C4通过该模块的第二X2X发送模块132与分布式I/O模块C5的第二X2X接收模块131连接，然后分布式I/O模块C5通过该模块的第二X2X发送模块132与分布式I/O模块C6的第二X2X接收模块131连接，从而达到受控PLC模块120与该模块控制的分布式I/O模块130之间进行数据交互的目的。当主控PLC模块A控制的分布式I/O模块130有2个时，分布式I/O模块130之间的连接方式与上述受控PLC模块B2控制的分布式I/O模块130之间的连接方式类似，在此不再赘述。
在本实施例中，所述主控PLC模块110以及所述受控PLC模块120均可以与至少一个现场仪表140电连接，用于采集所述至少一个现场仪表140的仪表信号，具体的，主控PLC模块110以及受控PLC模块120均可通过RS485数据线或者RS232数据线与现场仪表140电连接，用于采集现场仪表140显示的电压电流信号(即仪表信号)。如图6所示，受控PLC模块B1通过RS485数据线或者RS232数据线与现场仪表D2电连接，用于采集现场仪表D2显示的电压电流信号，受控PLC模块B2通过RS485数据线或者RS232数据线与现场仪表D3电连接，用于采集现场仪表D3显示的电压电流信号。
如图7所示，所述分布式I/O模块130还包括数字量输入模块133以及数字量输出模块134，所述数字量输入模块133以及所述数字量输出模块134均与一用电设备150电连接。其中，所述数字量输入模块133用于采集所述用电设备150的开关量状态，例如开关、继电器、接触器、电送器、指示灯等用电设备150的开关量状态，所述数字量输出模块134用于在所述分布式I/O模块130接收到控制指令时，根据所述控制指令控制所述用电设备150的通断，例如该数字量输出模块134依据控制指令控制开关、继电器、接触器、电送器、指示灯等用电设备150的开关量状态。例如主控PLC模块110通过CAN总线向受控PLC模块120的第二CAN接口模块121发送控制指令A(用于控制用电设备150断开电路连接)，当受控PLC模块120从第二CAN接口模块121接收到该控制指令A后，通过第一X2X发送模块113向分布式I/O模块130的第二X2X接收模块131发送该控制指令A，当分布式I/O模块130通过第二X2X接收模块131接收到该控制指令A后，依据该控制指令A通过数字量输出模块134控制用电设备150断开电路连接。
综上所述，本发明实施例所提供的供配电系统及供配电监控系统，该供配电系统包括主控PLC模块、受控PLC模块及分布式I/O模块，所述主控PLC模块通过CAN总线与所述受控PLC模块连接，所述主控PLC模块及所述受控PLC模块用于通过X2X总线与所述分布式I/O模块连接。CAN总线具有卓越的信号传输速度、可靠的数据传输性能、实时性强以及足够长的通信距离且理论上不限制接入节点的个数，解决现今的通信总线不能很好地满足电站供配电系统对数据传输速率高、准确率高、通信距离远、总线上节点多的需求。该供配电监控系统包括供配电系统，使得监控人员可以远程对电站的用电设备进行分散控制、集中管理。
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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种供配电系统，其特征在于，包括主控PLC模块、受控PLC模块及分布式I/O模块，所述主控PLC模块通过CAN总线与所述受控PLC模块连接，所述主控PLC模块及所述受控PLC模块用于通过X2X总线与所述分布式I/O模块连接。
2.如权利要求1所述的供配电系统，其特征在于，当所述主控PLC模块或所述受控PLC模块控制的所述分布式I/O模块为多个时，多个所述分布式I/O模块之间通过X2X总线依次相连。
3.如权利要求1所述的供配电系统，其特征在于，所述主控PLC模块包括第一CAN接口模块，所述受控PLC模块包括第二CAN接口模块，所述第一CAN接口模块与所述第二CAN接口模块通过CAN总线连接。
4.如权利要求1所述的供配电系统，其特征在于，所述主控PLC模块及所述受控PLC模块均包括第一X2X发送模块以及第一X2X接收模块，所述分布式I/O模块包括第二X2X发送模块以及第二X2X接收模块；
所述第一X2X发送模块与所述第二X2X接收模块连接；
当所述主控PLC模块或所述受控PLC模块控制的所述分布式I/O模块为多个时，多个所述分布式I/O模块之间通过所述第二X2X发送模块与所述第二X2X接收模块依次相连。
5.如权利要求1所述的供配电系统，其特征在于，所述受控PLC模块为多个。
6.如权利要求1所述的供配电系统，其特征在于，所述受控PLC模块与至少一个现场仪表电连接；
所述受控PLC模块用于采集所述至少一个现场仪表的仪表信号，并通过CAN总线将所述至少一个现场仪表的仪表信号发送至所述主控PLC模块。
7.如权利要求6所述的供配电系统，其特征在于，所述受控PLC模块与所述至少一个现场仪表通过RS485数据线或RS232数据线电连接。
8.如权利要求1所述的供配电系统，其特征在于，所述分布式I/O模块包括数字量输入模块及数字量输出模块，所述数字量输入模块及所述数字量输出模块均与用电设备电连接；
所述数字量输入模块用于采集所述用电设备的开关量状态，所述数字量输出模块用于在接收到控制指令时，根据所述控制指令控制所述用电设备的通断，其中，所述控制指令由所述主控PLC模块通过所述CAN总线发送到所述受控PLC模块，并由所述受控PLC模块通过所述X2X总线发送到所述分布式I/O模块。
9.一种供配电监控系统，其特征在于，包括监控台以及如权利要求1-8任一项所述的供配电系统；
所述主控PLC模块用于通过所述CAN总线接收所述受控PLC模块发送的现场仪表的仪表信号及用电设备的开关量状态，并将所述现场仪表的仪表信号及所述用电设备的开关量状态发送到所述监控台，以便监控人员查看。
10.如权利要求9所述的供配电监控系统，其特征在于，所述监控台用于依据监控人员的控制操作向主控PLC模块发送控制指令。
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