CN109507918A - 地铁风机现场控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种地铁风机现场控制箱，包括：负荷隔离开关和智能控制器；负荷隔离开关设置于地铁风机现场控制箱的一次回路区中，负荷隔离开关的上端连接至环控电控柜的电力电缆，负荷隔离开关的下端连接至风机本体的电力电缆；智能控制器设置于地铁风机现场控制箱的二次回路区中，地铁风机现场控制箱通过智能控制器与环控电控柜直接通讯连接，智能控制器用于接收地铁风机现场控制箱的启动、停止命令以及采集负荷隔离开关的分合闸状态信息，并将启动、停止命令以及分合闸状态信息反馈至环控电控柜；多个地铁风机现场控制箱通过智能控制器以设定连接方式相互连接。本发明实施例能够保证运营检修人员安全，大幅减少现场控制电缆及钢管敷设。

Description

地铁风机现场控制箱

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通领域，更具体地，涉及一种地铁风机现场控制箱。

背景技术

由于地铁建设在地下空间内，因此需要通风设备来进行通风。地铁风机承担了地铁地下内部空间与外部自然空间的气体交换工作，特别是在事故工况(含火灾、堵塞等)下的排烟、补充新风等。地铁风机现场控制箱是设置在地铁现场的、用于对风机的运行状态进行控制的装置。现有技术中，通过控制电缆连接环控柜和地铁风机现场控制箱，工作人员可通过环控柜下发指令给现场控制箱以实现对风机运行状态的控制。但是，当环控柜内控制回路出现误动或者元件故障时，若运营检修人员正在对地铁风机现场控制箱进行检修，则存在运营检修安全隐患，难以保障运营检修人员的安全。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的地铁风机现场控制箱。

本发明实施例提供一种地铁风机现场控制箱，包括：负荷隔离开关和智能控制器；负荷隔离开关设置于地铁风机现场控制箱的一次回路区中，负荷隔离开关的上端连接至环控电控柜的电力电缆，负荷隔离开关的下端连接至风机本体的电力电缆；智能控制器设置于地铁风机现场控制箱的二次回路区中，地铁风机现场控制箱通过智能控制器与环控电控柜直接通讯连接，智能控制器用于接收地铁风机现场控制箱的启动、停止命令以及采集负荷隔离开关的分合闸状态信息，并将启动、停止命令以及分合闸状态信息反馈至环控电控柜；多个地铁风机现场控制箱通过智能控制器以设定连接方式相互连接，设定连接方式包括手拉手方式、串接或T接方式。

本发明实施例提供的地铁风机现场控制箱，通过在地铁风机现场控制箱内的一次回路区设置负荷隔离开关，使得地铁风机控制箱主回路内具有隔离功能，能够保证运营检修人员安全；而通过智能控制器将分合闸状态信息反馈至环控电控柜，可实时监控地铁风机现场控制箱的一次回路开关状态，能有效消除由于运营人员误操作导致风机无法远程控制的隐患，保证了防排烟风机等参与防灾的重要风机在关键时刻能正常启动；通过在风机控制箱内设置智能控制器，现场控制箱和环控柜可直接通讯，控制箱箱体之间也可直接手拉手或者串接、T接方式用通讯线缆连接，从而可大幅减少传统现场控制电缆和钢管的敷设，减少工程投资。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的地铁风机现场控制箱的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的地铁风机现场控制箱元器件盘面布置示意图；

图3为本发明实施例提供的地铁风机现场控制箱内部元器件布置示意图；

图中，100：电力电缆；200：通讯线缆；300：环控电控柜；301：网关控制柜；400：风机现场控制箱；401：负荷隔离开关；402：智能控制器；500：风机本体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

现有技术中，地铁风机现场控制箱仅由传统二次控制元件组成，无就地隔离功能。此类风机控制箱的主要控制原理是将环控柜中配置与风机对应的配电抽屉控制回路，用控制电缆拉到现场，在现场控制箱内设置就地/远程转换开关、启动按钮、停止按钮、运行指示灯、故障指示灯。地铁风机现场控制箱上的控制操作实质上是通过控制电缆控制环控柜对应抽屉二次控制回路，以对风机进行启动、停止操作。风机的运行状态、故障状态也是环控柜通过控制电缆下发到现场控制箱内。地铁风机现场控制箱根据环控柜二次通用控制原理图制作。此类控制方式目前较普遍，其接线是环控柜至现场风机控制箱通过控制电缆连接，放射式一对一接线，接线复杂，对安装、调试、运营要求高，每条控制线缆均需单独穿管(无桥架地方)，线缆敷设及配管工作量大，工程整体造价高。且无一次回路隔离功能，当环控柜内控制回路出现误动或者元件故障时，存在运营检修安全隐患。此种控制方式也是目前地铁风机控制箱主要控制方式，占比较高。基于此，本发明实施例提供一种地铁风机现场控制箱。

参见图1，该地铁风机现场控制箱400包括：负荷隔离开关401和智能控制器402；负荷隔离开关401设置于地铁风机现场控制箱400的一次回路区中，负荷隔离开关401的上端连接至环控电控柜300的电力电缆100，负荷隔离开关401的下端连接至风机本体500的电力电缆100；智能控制器402设置于地铁风机现场控制箱400的二次回路区中，地铁风机现场控制箱400通过智能控制器402与环控电控柜300直接通讯连接，智能控制器402用于接收地铁风机现场控制箱400的启动、停止命令以及采集负荷隔离开关的分合闸状态信息，并将启动、停止命令以及分合闸状态信息反馈至环控电控柜300；多个地铁风机现场控制箱400通过智能控制器402以设定连接方式相互连接，设定连接方式包括手拉手方式、串接或T接方式。

其中，地铁现场控制箱的一次回路区中设置有负荷隔离开关401，作为控制箱内一次主回路。该负荷隔离开关401的上端接引自环控柜(即环控电控柜300或环控电控室)的电力电缆100，下端接引至风机本体500的电力电缆100。其中，环控电控柜300是一种主要实现了如空调机组的送风机，排风机，制冷机组，冷却水泵，冷却塔等空调设备的集中供电和智能控制的设备，环控电控柜300的设计也增加了照明，电梯，扶梯等设备的供电和控制回路。环控电控柜300被广泛使用于地铁通风空调系统。因此，通过在一次回路区中设置负荷隔离开关401使得地铁风机控制箱主回路内具有隔离功能。此功能能够解决运营人员检修安全，确保运营、检修人员操作时，直观、安全、可靠的对现场进行操作。

进一步地，在设置了负荷隔离开关401的基础上，可将负荷隔离开关401的分合闸状态信息上传，该分合闸状态信息用于指示负荷隔离开关401是处于合闸状态还是分闸状态。分合闸状态信息可以为无源干接点信号。为了实现上传的功能，可在地铁风机现场控制箱400的二次回路中设置智能控制器402，该智能控制器402可以为远程I/O或者小PLC，该智能控制器402需自行设计外部输入和输出，降低造价，避免采用一体式智能控制箱所带来的造价偏高问题。智能控制器402与环控电控柜300通信连接，从而智能控制器402在采集获得分合闸状态信息后，将分合闸状态信息反馈至环控电控柜300。

因此，地铁风机现场控制箱400通过反馈分合闸状态信息，能够解决如下缺陷：运营人员在现场检修或操作后，忘记将负荷隔离开关401合闸就将现场转换开关打到远程，而此时环控柜和BAS均无法对风机进行启动控制，尤其对排烟风机等关键时刻需救灾的风机，风险隐患及造成的较大损失。换言之，通过智能控制器402将分合闸状态信息反馈至环控电控柜300，能够远程实时地了解负荷隔离开关401的状态，从而能够解决运营人员误操作引起风机设备无法正常控制的隐患。

多个地铁风机现场控制箱400通过通讯线缆200以设定连接方式连接至网关控制柜301，设定连接方式包括手拉手方式、串接或T接方式。其中，基于上述连接关系，环控柜至各大量的地铁风机现场控制箱400(一般标准站约为30台左右)可采用1～2根通讯线缆200连接，并取消了现有技术中的一对一敷设的控制电缆。能够减少大量线缆，调试接线简单，降低工程造价。

另外，由于传统地铁风机现场控制箱的主要控制原理是将环控柜该风机对应配电抽屉控制回路，用控制电缆拉到现场，在现场控制箱内设置就地/远程转换开关、启动按钮、停止按钮、运行指示灯、故障指示灯。风机就地控制箱上的控制操作实质上是通过控制电缆控制环控柜对应抽屉二次控制回路对风机进行启动、停止操作。风机的运行状态、故障状态也是环控柜通过控制电缆下发到现场控制箱内。因此，传统的控制方式使得环控柜二次控制原理复杂、柜内接线、柜外接线繁多。而本发明实施例中，采用智能控制器402后，提出了新的地铁风机现场控制箱400的控制逻辑，精简原控制电路，依据国际通用协议，建立起环控柜网关控制柜301、环控柜马达保护器、现场风机智能控制箱之间稳定、可靠、友好的通讯传输网路。以便适应各风机控制要求、控制功能。

本发明实施例提供的地铁风机现场控制箱，通过在地铁风机现场控制箱内的一次回路区设置负荷隔离开关，使得地铁风机控制箱主回路内具有隔离功能，能够保证运营检修人员安全；而通过智能控制器将分合闸状态信息反馈至环控电控柜，可实时监控地铁风机现场控制箱的一次回路开关状态，能有效消除由于运营人员误操作导致风机无法远程控制的隐患，保证了防排烟风机等参与防灾的重要风机在关键时刻能正常启动；通过在风机控制箱内设置智能控制器，现场控制箱和环控柜可直接通讯，控制箱箱体之间也可直接手拉手或者串接、T接方式用通讯线缆连接，从而可大幅减少传统现场控制电缆和钢管的敷设，减少工程投资。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，负荷隔离开关401包括：第一对辅助触点及第二对辅助触点；智能控制器402还用于通过第一对辅助触点采集分合闸状态信息；第二对辅助触点用于在地铁风机现场控制箱400的现场对分合闸状态信息进行指示。

具体地，负荷隔离开关401应选用带2对辅助触点的开关，智能控制器402可通过其中一对辅助触点采集分合闸状态信息；另一对备用或者实现对分合闸状态信息的指示作用。这是由于运营检修人员在控制箱的现场进行操作时，需要了解此时负荷隔离开关401是处于分闸还是合闸的状态，因此通过另一对辅助触点的指示作用能够帮助检修人员检修。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，第二对辅助触点具有可视断开点；和/或，地铁风机现场控制箱400的箱体盘面上设置有指示灯，指示灯用于根据分合闸状态信息进行相应地指示。

具体地，若第二对辅助触点具有明显可视的断开点，则运营检修人员可直接通过肉眼判断负荷隔离开关401是处于分闸状态还是合闸状态。若第二对辅助触点没有可视断开点，则可在地铁风机现场控制箱400的箱体盘面上设置指示灯，该指示灯根据分合闸状态信息进行相应的指示。例如，分合闸状态信息为合闸状态信息，则指示灯熄灭；分合闸状态信息为分闸状态信息，则指示灯亮起，从而使得运营检修人员能够现场可视化的直观判断负荷隔离开关401的分合状态。可以理解的是，在第二对辅助触点具有可视断开点的情况下，同样可设置指示灯。

另外，参见图2，地铁风机现场控制箱400盘面应具有启动、停止、故障、手/自动转换开关、负荷隔离开关401分合闸指示(明显断开点或者分闸指示灯)等各类按钮或者指示灯。箱体盘面布置应保证紧凑、协调、美观、便捷。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，环控电控柜300用于将分合闸状态信息上传至BAS系统；BAS系统用于根据分合闸状态信息，若判断获知在对地铁风机现场控制箱400检修后，未将负荷隔离开关401合闸就将现场手操箱打到远程状态，则发出告警信号。

其中，BAS系统(Building Automatic system-BAS)是环控电控柜300的上位机，能够对地铁内的机电设备和系统进行控制和监视。通过地铁风机现场控制箱400内的智能控制器402，可快捷的将分合闸状态信息反馈至环控电控柜300，进而上传至BAS系统，并在车控室BAS工作站(ISCS设置)显示，起到实时监测现场控制箱内的分/合闸状态的功能。BAS系统可根据分合闸状态信息进行实时监控，一旦运营人员在检修后，未将负荷隔离开关401合闸就将现场手操箱打到远程状态，车控室工作人员会收到弹窗告警(即告警信号，或该告警信息直接发送到控制箱现场)，需要立即对现场进行复位(闭合隔离开关)操作，可消除潜在的无法远程控制风机的隐患。对于防排烟等防灾用风机，显得尤为重要。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，环控电控柜300包括：网关控制柜301；多个地铁风机现场控制箱400通过通讯线缆200连接至网关控制；连接至同一网关控制柜301的每一智能控制器402具有唯一的地址编码；相应地，智能控制器402还用于获取地铁风机现场控制箱400接收的控制信号，并通过通讯线缆200将控制信号传输至网关控制柜301；网关控制柜301用于根据控制信号识别获得智能控制器402的地址编码，根据地址编码匹配出对应的马达保护器，并通过控制马达保护器以对地铁风机现场控制箱400进行与控制信号对应的控制处理。

具体地，每台地铁风机现场控制箱400的智能控制器402均可被设定唯一的地址编码(相对于环控柜网关PLC)，该地址编码和风机设备一一对应(可通过风机设备编号辨识)，各控制箱之间通过通讯线缆200(如DeviceNet现场总线或RS485屏蔽双绞线等)连接至网关控制柜301。

以下以某台地铁风机现场控制箱400为例说明控制过程：地铁风机现场控制箱400内设的智能控制器402通过读取控制箱盘面启/停按钮信号(即上述地铁风机现场控制箱400接收的控制信号)，将该控制信号通过通讯线缆200传至网关控制柜301。由于每台风机控制箱(或每台智能控制器402)的地址编码固定(通过智能控制器402实现)，网关控制柜301能快速辨识出环控电控柜300中所对应的马达保护器(马达保护器设置在环控柜内，每个马达保护器用来控制对应的一个地铁风机现场控制箱400的一次回路)，并通过驱动闭合或断开马达保护器的相关触点控制对应风机的一次回路。网关控制柜301在读取到现场风机智能控制器402的风机启停需求信号后的控制过程，与环控柜打到BAS状态下(即自动控制状态)，风机的控制过程相同。从而完全实现现场控制箱对风机的就地启停控制要求。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，环控电控柜300的环控智能低压控制系统中存储有地址关联表，地址关联表存储有网关控制柜301的标识信息、马达保护器的标识信息及智能控制器402的地址编码的一一对应关系；相应地，网关控制柜301具体用于根据地址编码在地址关联表中进行匹配，获得与智能控制器402的地址编码对应的马达保护器。

具体地，基于上述网关控制柜301根据控制信号对地铁风机现场控制箱400进行与控制信号对应的控制处理的控制逻辑，需优化环控柜二次控制回路，减少其传统控制回路中的现场级控制功能的相关接线端子和内部插接件即可。并在环控柜智能低压控制系统(该系统用于控制环控柜)中，通过软件编程建立起网关控制柜301、环控柜风机马达保护器、现场控制箱风机智能控制器402的地址一一对应关系(优选以风机设备编号为同一寻址ID锚定同一风机)，获得上述地址关联表。并采用国际通用传输协议，建立起以上各设备间稳定、可靠、友好的通讯传输网路。实现风机各项控制要求。

参见图3，基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，一次回路区与二次回路区之间设置有金属隔板。作为一种可选实施例，智能控制器402内部的接线采用屏蔽线缆。具体地，上述设置是对一次回路、二次回路施加的电磁防干扰措施：箱体内部设置一次回路区，二次回路区，分别放置一次负荷隔离开关401、智能控制器402。隔离开关及智能控制器402首先应选用符合IEC电磁干扰标准的产品；此外，一次回路区和二次回路区设置金属隔板物理上分隔开；智能控制柜器外罩金属网状屏蔽层；控制器内部接线采用带屏蔽线缆。

基于上述本发明实施例提供的地铁风机现场控制箱，相比于现有技术中的地铁风机现场控制箱，具有以下优点：

1)控制箱主回路设置有明显断开点的负荷隔离开关，可保证运营检修人员安全。可通过智能控制器采集隔离开关分/合闸状态，并通过智能低压系统上传给BAS系统，可实时监控现场控制箱的一次回路开关状态，能有效消除由于运营人员误操作导致风机无法远程控制的隐患，保证了防排烟风机等参与防灾的重要风机在关键时刻能正常启动。

2)控制箱内设置了智能控制器，并采用国际通用传输协议，将各风机就地控制箱通过通讯线缆连接，风机控制要求及控制功能仍可完整实现。但大幅减少了线缆及配管数量、简化了接线，安装调试简单。

3)精简优化控制电路和控制逻辑，建立了稳定、可靠、友好的通讯传输网路。传统的风机控制箱通过拉控制电缆至环控柜，事实上是将环控柜的二次控制通过硬线拉到了现场。控制逻辑和控制电路复杂。而本控制箱通过建立风机控制箱和环控柜网关控制柜之间稳定、可靠、友好的通讯传输网路，响应速度快、调试简单，控制过程简捷。

4)整体大幅降低工程投资。采用此控制箱，线缆及配管用量仅为原工程设计的约13％。若采用国内外通用远程I/O或小型PLC作为智能控制器，只是控制箱造价略高于传统风机控制箱。因此可整体大幅降低工程总投资。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种地铁风机现场控制箱，其特征在于，包括：负荷隔离开关和智能控制器；

所述负荷隔离开关设置于地铁风机现场控制箱的一次回路区中，所述负荷隔离开关的上端连接至环控电控柜的电力电缆，所述负荷隔离开关的下端连接至风机本体的电力电缆；

所述智能控制器设置于所述地铁风机现场控制箱的二次回路区中，所述地铁风机现场控制箱通过所述智能控制器与所述环控电控柜直接通讯连接，所述智能控制器用于接收所述地铁风机现场控制箱的启动、停止命令以及采集所述负荷隔离开关的分合闸状态信息，并将所述启动、停止命令以及所述分合闸状态信息反馈至所述环控电控柜；

多个所述地铁风机现场控制箱通过所述智能控制器以设定连接方式相互连接，所述设定连接方式包括手拉手方式、串接或T接方式。

2.根据权利要求1所述的地铁风机现场控制箱，其特征在于，所述负荷隔离开关包括：第一对辅助触点及第二对辅助触点；

所述智能控制器还用于通过所述第一对辅助触点采集所述分合闸状态信息；

所述第二对辅助触点用于在所述地铁风机现场控制箱的现场对所述分合闸状态信息进行指示。

3.根据权利要求2所述的地铁风机现场控制箱，其特征在于，所述第二对辅助触点具有可视断开点；和/或，所述地铁风机现场控制箱的箱体盘面上设置有指示灯，所述指示灯用于根据所述分合闸状态信息进行相应地指示。

4.根据权利要求1所述的地铁风机现场控制箱，其特征在于，所述环控电控柜用于将所述分合闸状态信息上传至BAS系统；

所述BAS系统用于根据所述分合闸状态信息，若判断获知在对所述地铁风机现场控制箱检修后，未将所述负荷隔离开关合闸就将现场手操箱打到远程状态，则发出告警信号。

5.根据权利要求1所述的地铁风机现场控制箱，其特征在于，所述环控电控柜包括：网关控制柜；多个所述地铁风机现场控制箱通过通讯线缆连接至所述网关控制；连接至同一所述网关控制柜的每一所述智能控制器具有唯一的地址编码；相应地，

所述智能控制器还用于获取所述地铁风机现场控制箱接收的控制信号，并通过所述通讯线缆将所述控制信号传输至所述网关控制柜；

所述网关控制柜用于根据所述控制信号识别获得所述智能控制器的地址编码，根据所述地址编码匹配出对应的马达保护器，并通过控制所述马达保护器以对所述地铁风机现场控制箱进行与所述控制信号对应的控制处理。

6.根据权利要求5所述的地铁风机现场控制箱，其特征在于，所述环控电控柜的环控智能低压控制系统中存储有地址关联表，所述地址关联表存储有所述网关控制柜的标识信息、所述马达保护器的标识信息及所述智能控制器的地址编码的一一对应关系；

相应地，所述网关控制柜具体用于根据所述地址编码在所述地址关联表中进行匹配，获得与所述智能控制器的地址编码对应的所述马达保护器。

7.根据权利要求1所述的地铁风机现场控制箱，其特征在于，所述一次回路区与所述二次回路区之间设置有金属隔板。

8.根据权利要求1所述的地铁风机现场控制箱，其特征在于，所述智能控制器内部的接线采用屏蔽线缆。