CN204314684U - 一种基于plc的高压开关柜温度监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统，包括PLC控制器、光电隔离输入电路装置、继电器、执行机构、高压开关柜、触头温度传感器、调理电路装置、光电隔离输出电路装置、现场监控机、通讯装置和远程计算机。本实用新型的优势在于：1.采用无线通讯技术进行远程数据采集和监控，在远程和现场监控的工控机上通过监控软件，即方便了用户在不同地方进行远距离监控高压开关柜触点的温度；2.对于温度过高状态可以远程发送指令进行有效措施的实施，及时快捷；3.具有友好的人机界面，直观形象，操作简便。

Description

一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种在线监控系统，特别是一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统。

背景技术

高压开关柜用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，高压开关柜按作电压等级在3.6kV～550kV的电器产品，高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。其对使用环境的有较高的要求，如周围空气温度的上限不超过+40℃；周围空气温度24h的平均值不超过+35℃；周围空气温度的下限不低于-5℃或-25℃。各种元器件大多是A级绝缘，它们在长期运行时的极限允许温升为65℃。开关柜内的高温，使低压电器在运行中的内部热量难以向外散发，所以经过一定时间因绝缘老化而烧坏；塑料绝缘导线也将会受热老化击穿；开关柜内的电子产品如剩余电流动作保护器、电子型计量表，在高温下运行时就会严重影响到产品的使用寿命，还会影响到保护器性能的稳定性和动作的可靠性以及计量的准确性；在高温下运行的无功补偿电容器、熔断器也会缩短寿命；开关柜在室外运行，它不但受到阳光的直接照射产生高温，同时运行中自身也会产生热量，所以在盛夏高温季节，柜体内的温度将会达到+60℃以上，这时的温度大大超过了这些电器《国标》中规定的环境温度，因而会引起开关柜的故障。

因此，就目前的技术现状而言，开发一种的新的系统，在高压开关柜上设置温度监测系统，以适用于各种类型的高压设备的温度在线监测，并具有可靠的高压隔离、抗强电场、磁场干扰及良好的热稳定等特性；通过即时监测开关触头等发热点温度，可发现异常发热故障苗头，从而防止故障的发生，并且通过温度历史记录，对开关柜“状态维修”提供科学数据依据。对开关柜等电器设备的安全运行具有重要的意义。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供的一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统，可以根据监控及时排除故障。

本实用新型的技术方案是：一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统，包括PLC控制器、光电隔离输入电路装置、继电器、执行机构、高压开关柜、触头温度传感器、调理电路装置、光电隔离输出电路装置、现场监控机、通讯装置和远程计算机；

其中的PLC控制器、光电隔离输入电路装置、继电器、执行机构、高压开关柜、触头温度传感器、调理电路装置和光电隔离输出电路装置之间依次首尾闭环连接，其中的PLC控制 器、现场监控机、通讯装置、远程计算机依次相连。

进一步的，所述光电隔离输入电路装置和光电隔离输出电路装置均采用变送器。

进一步的，所述通讯装置采用采用GPRS通讯模式，采用GPRS调制解调器进行远程无线数据通信，现场监控机连接终端用调制解调器，远程计算机连接主站用调制解调器。

本系统的工作过程是：触头温度传感器对高压开关柜开关触头进行温度测量，得到模拟信号，依次经过所述调理电路装置、光电隔离输出电路装置，至进行数据处理的PLC控制器，处理后的数据反应在现场监控机上，然后通过所述通讯装置传输到远程监控的远程计算机上；远程计算机监控到触头温度超标发出的指令信号通过通讯装置传输到现场监控机，至进行数据处理的PLC控制器，处理后的数据依次经过光电隔离输入电路装置、继电器到执行机构，对高压开关柜做出相应的切除故障的动作。

本系统采用的通讯方式有两种：GPRS通讯和RS485通讯。现场通讯采用RS485通讯。现场通讯是针对现场监控机和PLC控制器的数据交换。PLC控制器采用自由口模式通讯，自由口模式允许应用程序控制串行通信口使用自定义通信协议与多种类型的智能设备通信，即在自由口模式下，用户可以发送接收指令或发送接收中断指令，结合自定义通信协议编写程序，控制通信端口操作。本系统采用主从式通讯，以现场监控机为主站，其它现场监控终端为子站，所有通讯业务在主站的轮询控制之下进行。远程通讯采用GPRS通讯，采用GPRS调制解调器进行远程无线数据通信。现场监控机连接终端用调制解调器，远程计算机连接主站用调制解调器。以远程计算机为主站，所有通信业务由其发起。

由以上本实用新型的技术方案可知，本实用新型的与传统的工作系统相比，其具有以下优势和有益的效果：

1、采用无线通讯技术进行远程数据采集和监控，在远程和现场监控的工控机上通过监控软件，即方便了用户在不同地方进行远距离监控高压开关柜触点的温度；

2、对于温度过高状态可以远程发送指令进行有效措施的实施，及时快捷；

3、具有友好的人机界面，直观形象，操作简便。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统结构示意图，其中：

101-光电隔离输出电路装置；102-调理电路装置；103-触头温度传感器；104-高压开关柜；105-执行机构；106-继电器；107-光电隔离输入电路装置；108-PLC控制器；109-现场监控机；110-通讯装置；111-远程计算机。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型；如图1示，一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统，包括：

PLC控制器108、光电隔离输入电路装置107、继电器106、执行机构105、高压开关柜104、触头温度传感器103、调理电路装置102、光电隔离输出电路装置101、现场监控机109、通讯装置110和远程计算机111；

其中的PLC控制器108、光电隔离输入电路装置107、继电器106、执行机构105、高压开关柜104、触头温度传感器103、调理电路装置102和光电隔离输出电路装置101之间依次首尾闭环连接，另外，PLC控制器108、现场监控机109、通讯装置110、远程计算机111依次相连。

进一步的，所述光电隔离输入电路装置107和光电隔离输出电路装置101均采用变送器。

进一步的，所述通讯装置110采用GPRS通信模式；采用GPRS调制解调器进行远程无线数据通信，现场监控机连接终端用调制解调器，远程计算机连接主站用调制解调器。

本系统的工作原理和过程主要在于：高压开关柜开关触头预留测温点，触头温度传感器对触点进行测量，得到模拟信号，然后传输到调理电路装置，继而发送到其保护作用的光电隔离输出电路装置，再传输到PLC控制器进行A/D-D/A数据处理，处理后的数据在现场监控机上得以反应，最后通过通讯装置传输到远程计算机实现远程监控。

当远程计算机一旦监控到温度达到危险值，通过远程计算机发出指令信号，由通讯装置传输到现场监控机，再至PLC控制器进行A/D-D/A数据处理，处理后的数据依次经过光电隔离输入电路装置、继电器到执行机构，由执行机构做出相应措施扼制故障苗头。

远程计算机实现远程监视功能，监视开关触头温度。现场监控机对现场数据进行处理。可编程的PLC控制器作为下位机对现场数据进行实地采集，并将其传给现场监控机。

现场监控机和远程计算机使用上位机软件，本着方便用户的原则，采用人机交互的方式；PLC控制器使用下位机软件，运用下拉式菜单、弹出式窗口、热键操作、错误屏蔽等技术。

本系统采用两种通讯方式：GPRS通讯和RS485通讯。其中的PLC控制器、光电隔离输入电路装置、继电器、执行机构、高压开关柜、触头温度传感器、调理电路装置和光电隔离输出电路装置之间依次首尾闭环连接的现场通讯方式采用RS485通讯，现场通讯是针对现场监控机和PLC控制器的数据交换。PLC控制器采用自由口模式通讯，自由口模式允许应用程序控制串行通信口使用自定义通信协议与多种类型的智能设备通信，即在自由口模式下，用户可以发送接收指令或发送接收中断指令，结合自定义通信协议编写程序，控制通信端口操作。本系统采用主从式通讯，以现场监控机为主站，其它现场监控终端为子站，所有通讯业务在主站的轮询控制之下进行。现场监控机和远程计算机之间的远程通讯采用GPRS通讯方 式，采用GPRS调制解调器进行远程无线数据通信。现场监控机连接终端用调制解调器，远程计算机连接主站用调制解调器。以远程计算机为主站，所有通信业务由其发起。

综上所述，本实用新型的实施例的系统适用于各种类型的高压设备的温度在线监测，具有可靠的高压隔离、抗强电场、磁场干扰及良好的热稳定等特性；本系统通过即时监测开关触头等发热点温度，可发现异常发热故障苗头，从而防止故障的发生，并且通过温度历史记录，对开关柜状态维修提供科学数据依据，从而实现对开关柜等电器设备安全运行的全方位的监控。

以上说明书文字与附图仅为对本实用新型的解释和说明，不以任何形式对本实用新型构成限制和限定，本实用新型的范围以权利要求书为准，一切不超出本实用新型宗旨的显而易见的修改、变换和替代方案均在本实用新型范围内。

Claims (3)

1.一种基于PLC的高压开关柜温度监控系统，其特征在于，包括：

PLC控制器(108)、光电隔离输入电路装置(107)、继电器(106)、执行机构(105)、高压开关柜(104)、触头温度传感器(103)、调理电路装置(102)、光电隔离输出电路装置(101)、现场监控机(109)、通讯装置(110)和远程计算机(111)；

其中的PLC控制器(108)、光电隔离输入电路装置(107)、继电器(106)、执行机构(105)、高压开关柜(104)、触头温度传感器(103)、调理电路装置(102)和光电隔离输出电路装置(101)之间依次首尾闭环连接，另外，PLC控制器(108)、现场监控机(109)、通讯装置(110)、远程计算机(111)依次相连。

2.根据权利要求1所述的基于PLC的高压开关柜温度监控系统，其特征在于，所述通讯装置(110)采用GPRS通信模式；采用GPRS调制解调器进行远程无线数据通信，现场监控机连接终端用调制解调器，远程计算机连接主站用调制解调器。

3.根据权利要求1所述的基于PLC的高压开关柜温度监控系统，其特征在于，所述光电隔离输入电路装置(107)和光电隔离输出电路装置(101)均采用变送器。