CN207543019U - 电动机现场控制箱 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电动机现场控制箱，属于电动机控制技术领域。该电动机现场控制箱包括：控制箱本体；以及智能终端，所述智能终端安装于所述控制箱本体内；其中，所述智能终端基于IEC 61850实现所述电动机现场控制箱的数字化。根据本申请的电动机现场控制箱，通过在控制箱本体内增设基于IEC 61850的智能终端，能够实现该电动机现场控制箱的现场数字化功能。

Description

电动机现场控制箱

技术领域

本实用新型涉及电动机控制技术领域，具体而言，涉及一种电动机现场控制箱。

背景技术

现有技术中的电动机现场控制箱没有实现信号的现场就地数字化功能。

此外，现有技术中的控制箱本体安装的电器元件、转换开关、按钮、信号灯等，需要通过控制电缆与低压开关柜或MCC柜连接，而现场的电器元件，则通过控制箱连接至低压开关柜或MCC柜。

以上两点是目前工程中经常使用的典型电动机现场控制箱接线方式，该方式使用的控制电缆类型较多，数量也比较多，造成的铜金属消耗量比较大。

因此，需要一种新的电动机现场控制箱。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本申请公开一种电动机现场控制箱，能够实现电动机现场控制箱的现场数字化。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一方面，提供一种电动机现场控制箱，包括：控制箱本体；以及智能终端，所述智能终端安装于所述控制箱本体内；其中，所述智能终端基于IEC 61850实现所述电动机现场控制箱的数字化。

根据一些实施例，其中所述智能终端包括：中央处理器模块，其具备一个光以太网接口，用于与低压开关柜或者MCC柜内的电动机智能保护单元进行通信，实现收发goose、SV报文信息。

根据一些实施例，其中所述电动机现场控制箱采用规格型号标准统一的光纤复合控制电缆与所述低压开关柜或者MCC柜内的电动机智能保护单元连接。

根据一些实施例，其中所述光纤复合控制电缆中包括光纤和导线；其中，所述光纤负责传输goose、SV报文，所述导线负责传输紧急停车信号并为所述电动机现场控制箱提供电源。

根据一些实施例，其中所述控制箱本体内设置有导轨，所述智能终端安装于所述导轨上。

根据一些实施例，还包括：光纤配线单元，所述光纤配线单元设置于所述导轨上。

根据一些实施例，其中现场电器元件通过所述电动机现场控制箱连接至所述低压开关柜或者MCC柜，所述智能终端与所述现场电器元件间采用控制电缆或者导线连接。

根据一些实施例，所述智能终端还包括：电源模块，用于为所述智能终端供电；开关量输入模块，用于采集所述电动机现场控制箱内和所述现场电器元件的开关量信号；

开关量输出模块，用于输出无源触点信号，控制所述电动机现场控制箱的信号灯工作；以及模拟量输入模块，用于采集所述现场电器元件的模拟量信号，所述模拟量信号包括电流信号、电压信号和RTD。

根据一些实施例，其中所述电源模块、所述开关量输入模块、所述开关量输出模块以及所述模拟量输入模块与主电路板采用插接方式。

根据一些实施例，其中所述控制箱本体采用防腐防尘箱体，所述箱体的箱面上安装有转换开关、按钮和信号灯。

根据本公开的电动机现场控制箱，通过在控制箱本体内增设基于IEC 61850的智能终端，能够实现该电动机现场控制箱的现场数字化功能。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出根据本公开一示例实施方式的电动机现场控制箱的控制箱本体的示意图；

图2示出根据本公开一示例实施方式的电动机现场控制箱内部的示意图；

图3示出根据本公开一示例实施方式的电动机现场控制箱的智能终端的结构示意图。

具体实施例

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

本公开实施方式首先提供了一种电动机现场控制箱，该电动机现场控制箱可以包括：控制箱本体；以及智能终端，所述智能终端安装于所述控制箱本体内。其中，所述智能终端基于IEC 61850实现所述电动机现场控制箱的数字化。根据本公开实施例中的电动机现场控制箱，通过在控制箱本体内增设基于IEC 61850的智能终端，能够实现该电动机现场控制箱的现场数字化功能。

下面通过图1-3对其进行示例说明。

图1示出根据本公开一示例实施方式的电动机现场控制箱的控制箱本体的示意图。

如图1所示，该电动机现场控制箱10可以包括控制箱本体，该控制箱本体可以采用防腐防尘箱体，该箱体的箱面1可以安装转换开关、按钮、信号灯、急停按钮等。

需要说明的是，虽然图1中示出的箱面1上安装了2个信号灯、1个转换开关、2个按钮和1个急停按钮，但这仅是用于举例说明的，本公开并不对此进行限定，箱面上的信号灯、转换开关、按钮和急停按钮的数量和类型可以根据应用场合灵活设定。

图2示出根据本公开一示例实施方式的电动机现场控制箱内部的示意图。

如图2所示，该电动机现场控制箱10的箱内设置导轨2，导轨2上安装基于IEC61850的智能终端。

继续参考图2所示的实施例，该电动机现场控制箱10的箱内还可以设置有光纤配线单元和端子，该光纤配线单元和该端子也可以均设置于该导轨2上。其中，该光纤配线单元可以用于下文中的光纤复合控制电缆中的光纤与该智能终端通过跳线连接。该端子为电动机现场控制箱中的常规端子，在此不再详细说明。

需要说明的是，上述智能终端和/或光纤配线单元和/或端子并不限于采用本实用新型实施例中所述的导轨来设置，其可以采用其他任意合适的方式来安装，例如螺栓。

图3示出根据本公开一示例实施方式的电动机现场控制箱的智能终端的结构示意图。

本实用新型实施例中，智能终端与现场电器元件间可以采用控制电缆或导线连接；该智能终端与低压开关柜或MCC柜内的电动机智能保护单元采用光纤复合控制电缆连接。其中，所述光纤复合控制电缆中，光纤负责传输goose、SV报文，导线负责传输紧急停车信号并为数字化所述电动机现场控制箱提供电源。

其中，所述控制电缆是适用于工矿企业、能源交通部门、供交流额定电压450/750伏以下控制、保护线路等场合使用的聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套控制电缆。

其中，所述光纤复合控制电缆，可以实现光纤与控制电缆的复合，且成缆工艺简单。

本实用新型实施例中，所述智能终端整体基于IEC61850实现装置功能，包括信号采集、控制信号输出。采集的信号包括开关量、模拟量、RTD，控制输出信号为无源触点。

具体的，IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。它通过标准的实现，实现了智能变电站的工程运作标准化。使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。不论是哪个系统集成商建立的智能变电站工程都可以通过SCD(系统配置)文件了解整个变电站的结构和布局，对于智能化变电站发展具有不可替代的作用。

IEC61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。

IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)的3个工作组10,11,12(WG10/11/12)负责制定的。

此标准参考和吸收了已有的许多相关标准,其中主要有:IEC870-5-101远动通信协议标准；IEC870-5-103继电保护信息接口标准；UCA2.0(Utility CommunicationArchitecture2.0)(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系)；ISO/IEC9506制造商信息规范MMS(Manufacturing Message Specification)。

变电站通信体系IEC61850将变电站通信体系分为3层站控层、间隔层、过程层。

在站控层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MMS)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备(IED,测控单元和继电保护)均采用统一的协议,通过网络进行信息交换。

IEC61850的特点是1)面向对象建模；2)抽象通信服务接口；3)面向实时的服务；4)配置语言；5)整个电力系统统一建模。

IEC61850建模了大多数公共实际设备和设备组件。这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制,例如变电站和馈线设备(诸如断路器、电压调节器和继电保护等)。自我描述能显著降低数据管理费用、简化数据维护、减少由于配置错误而引起的系统停机时间。IEC61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成,减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用,节约大量时间,增加了自动化系统使用期间的灵活性。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用(Plugand Play)的特性，极大的方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用。在我国采用该标准系列将大大提高变电站自动化系统的技术水平、提高变电站自动化系统安全稳定运行水平、节约开发验收维护的人力物力、实现完全的互操作性。

本实用新型实施例中，所述智能终端采用以下的结构形式：微机型智能终端；标准导轨式安装；整体一体式结构，内部插接式结构；装置正面上下两侧接线。但本公开并不限定于此。

下面结合图3对本公开实施例中的智能终端功能组成进行示例说明。

如图3所示，该智能终端可以包括电源模块，所述电源模块可以负责为整个智能终端供电，电源模块与主电路板之间可以采用插接方式。

继续参考图3所示，该智能终端还可以包括中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)模块。该CPU模块可以采用嵌入式微处理器，固定安装于智能终端内。

其中，该CPU模块可以具备1个光以太网接口，与低压开关柜或MCC柜内的电动机智能保护单元进行通信，实现收发goose、SV报文信息，同时还可以用于装置的程序更新和调试。

其中，所述低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。产品符合GB7251.1-2005《低压成套开关设备》(IDTIEC60439-1 1999)标准规定。

MCC(Motor Control Center，马达中央控制)柜就是控制马达的启、停的配电柜，是PLC的下级。PLC很少集成在MCC柜中，是控制MCC柜的。软起动MCC控制柜由以下几部分组成：(1)输入端的断路器，(2)软起动器(包括电子控制电路与三相晶闸管)，(3)软起动器的旁路接触器，(4)二次侧控制电路(完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行)，有电压、电流显示和故障、运行、工作状态等指示灯显示。

goose(Generic Object-Oriented Substation Event)是一种面向通用对象的变电站事件。主要用于实现在多个智能电子设备(IED)之间的信息传递，包括传输跳合闸、联闭锁等多种信号(命令)，具有高传输成功概率。SV(Sampled Value)即采样值，它基于发布/订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到ISO/IEC 8802-3帧之间的映射。

goose报文通讯是基于61850数字化变电站的通讯基础。

goose是IEC 61850标准定义的一种通用的以对象为中心的变电站事件抽象模型，提供(如命令、告警等)快速传输的机制，可用于跳闸和故障录波启动等。

在智能电站中，goose是一种实时应用，用于传送间隔闭锁信号和实时跳闸信号。

在图3所示的实施例中，所述智能终端还可以包括开关量输入模块。其中，所述开关量输入模块负责采集所述电动机现场控制箱内和现场电器元件的开关量信号。可选的，所述开关量输入模块与主电路板采用插接方式。

在图3所示的实施例中，所述智能终端还可以包括开关量输出模块。其中，所述开关量输出模块负责输出无源触点信号，控制所述电动机现场控制箱内信号灯工作。可选的，所述开关量输出模块与主电路板采用插接方式。

其中，触点信号就是开关信号。有的开关信号自身具有开关输出，动作既有信号，比如接近开关、光电开关等，这就是有源触点。有的开关信号自身不具有电源输出，即使动作也未必有信号输出，比如家里的灯开关。虽然动作了，但如果没有外界提供信号，等于没有信号，这就是无源触点。

在图3所示的实施例中，所述智能终端还可以包括模拟量输入模块。其中，所述模拟量输入模块负责采集现场电器元件的模拟量信号，可以包括0-10V、4-20mA、RTD等。可选的，所述模拟量输入模块与主电路板采用插接方式。

RTD是Resistance Temperature Detector的缩写，意思是电阻温度探测器，简称是热电阻。

电阻温度探测器(RTD)实际上是一根特殊的导线，它的电阻随温度变化而变化，通常RTD材料包括铜、铂、镍及镍/铁合金。RTD元件可以是一根导线，也可以是一层薄膜，采用电镀或溅射的方法涂敷在陶瓷类材料基底上。

RTD的电阻值以0℃阻值作为标称值。0℃100Ω铂RTD电阻在1℃时它的阻值通常为100.39Ω，50℃时为119.4Ω。RTD的误差要比热敏电阻小，对于铂来说，误差一般在0.01％，镍一般为0.5％。除误差和电阻较小以外，RTD与热敏电阻的接口电路基本相同。

本实用新型实施方式提供的电动机现场控制箱，是电动机现场控制箱的数字化应用，其采用基于IEC61850的智能终端，实现电动机现场控制箱的数字化。在另一些实施例中，电动机现场控制箱与低压开关柜或MCC柜间采用规格型号标准统一的光纤复合控制电缆，可以降低铜金属消耗量，降低成本，连接简单。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。

本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应该理解，本公开不限于所公开的实施例，相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种电动机现场控制箱，其特征在于，包括：

控制箱本体；以及

智能终端，所述智能终端安装于所述控制箱本体内；

其中，所述智能终端基于IEC 61850实现所述电动机现场控制箱的数字化。

2.如权利要求1所述的电动机现场控制箱，其中所述智能终端包括：

中央处理器模块，其具备一个光以太网接口，用于与低压开关柜或者MCC柜内的电动机智能保护单元进行通信，实现收发goose、SV报文信息。

3.如权利要求2所述的电动机现场控制箱，其中所述电动机现场控制箱采用规格型号标准统一的光纤复合控制电缆与所述低压开关柜或者MCC柜内的电动机智能保护单元连接。

4.如权利要求3所述的电动机现场控制箱，其中所述光纤复合控制电缆中包括光纤和导线；

其中，所述光纤负责传输goose、SV报文，所述导线负责传输紧急停车信号并为所述电动机现场控制箱提供电源。

5.如权利要求1所述的电动机现场控制箱，其中所述控制箱本体内设置有导轨，所述智能终端安装于所述导轨上。

6.如权利要求5所述的电动机现场控制箱，还包括：光纤配线单元，所述光纤配线单元设置于所述导轨上。

7.如权利要求2所述的电动机现场控制箱，其中现场电器元件通过所述电动机现场控制箱连接至所述低压开关柜或者MCC柜，所述智能终端与所述现场电器元件间采用控制电缆或者导线连接。

8.如权利要求7所述的电动机现场控制箱，所述智能终端还包括：

电源模块，用于为所述智能终端供电；

开关量输入模块，用于采集所述电动机现场控制箱内和所述现场电器元件的开关量信号；

开关量输出模块，用于输出无源触点信号，控制所述电动机现场控制箱的信号灯工作；以及

模拟量输入模块，用于采集所述现场电器元件的模拟量信号，所述模拟量信号包括电流信号、电压信号和RTD。

9.如权利要求8所述的电动机现场控制箱，其中所述电源模块、所述开关量输入模块、所述开关量输出模块以及所述模拟量输入模块与主电路板采用插接方式。

10.如权利要求1所述的电动机现场控制箱，其中所述控制箱本体采用防腐防尘箱体，所述箱体的箱面上安装有转换开关、按钮和信号灯。