一种分布控制式热力站控制系统的制作方法

1.本实用新型属于电器技术领域，涉及一种站内布线结构，特别是一种分布控制式热力站控制系统。


背景技术：

2.城市集中供热因为安全、效率高、环保节能，已经成为各城市供热系统的首选供热方式。而热力站是城市集中供热热源(热力公司)为热用户供热的重要组成部分。热力站的平稳运行是热力公司为广大城市居民提供高质量的供热的最重要保障。远传智能控制系统为热力站的平稳运行提供了技术保障。
3.热力站远传智能控制系统中最核心的部分就是plc控制柜(系统)。plc控制柜内的核心部分是cpu(“大脑”负责数据计算及发出指令)和各信号接收部件、指令发送部件(统称plc部件，负责将采集的数据发送给cpu，或者将cpu的指令传送给变频柜、执行机构)。cpu和plc部件一起组成控制系统，安装在plc柜内。该系统通过屏蔽线缆与热力站的变频柜、仪表、执行机构等进行连接。接收变频柜、各仪表、执行机构的信号进行分析，并按照既定的程序向变频柜、执行机构发送运行指令。
4.由于plc控制器的cpu与变频器之间有相互信号干扰。为防止干扰产生，目前热力站内plc柜与变频柜均采取分别布置，以防止plc的cpu部件与变频器之间产生信号干扰，影响系统的稳定性。但plc控制器的cpu必须对变频器进行控制(通过plc部件实现)，这就产生了大量plc柜与变频柜之间的接线点。这些接线点约占整个热力站内接线点的一半。
5.随着社会经济的发展，建筑层数越来越高、同一栋建筑物的功能也越来多。同一热力站内需要控制的供热设备也越来越多。热力站远传智能控制系统中需要接入的参数点、控制点也就越来越多，导致数据、控制接线点也越来越多；现场接线也越来越多。
6.现场接线过多不仅影响现场施工进度，且由于施工人员经验不足容易接错线，可能会导致安全事故的发生。而且由于绝大多数热力站智能控制系统的供货、安装分别由两个公司实施，安装公司想当然的认为plc柜与变频柜之间的线缆为“内部线缆”，需要由供货方进行施工，导致采购方、供货方、施工方之间经常发生矛盾，延缓项目进度。因此需要尽量减少plc柜与变频柜之间的现场接线，以工厂预组装的方法，将现场不必要的接线转移到工厂内进行。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种将部分plc部件分布安装到变频柜内，大幅度减少plc控制柜与变频柜之间接线的分布控制式热力站控制系统。
8.本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种分布控制式热力站控制系统，包括至少一台plc控制柜与至少一台变频柜，所述plc控制柜内至少装设cpu、仪表信号采集部件、数据远传部件、执行机构控制部件、hmi、路由器、断路器、开关电源、变压器，所述
cpu与所述仪表信号采集部件通过内嵌端口进行连接，所述cpu经过路由器与所述hmi连接，所述cpu经过路由器连接所述数据远传部件进行上位系统数据传送、指令接收；
9.所述变频柜内至少装设变频器、变频器运行参数采集部件、变频器指令接收部件、变频器控制信号部件、断路器，所述变频器运行参数采集部件与所述变频器指令接收部件之间通过内嵌端口进行连接，所述变频器运行参数采集部件、所述变频器指令接收部件均与变频器的控制端子之间通过控制线缆直接连接，所述变频器与所述断路器之间通过动力线缆进行连接；
10.所述plc控制柜上设置主板线连接器，所述变频柜上设置副板线连接器，所述plc控制柜内的所述仪表信号采集部件通过电路连接所述主板线连接器，所述变频柜内的所述变频器运行参数采集部件通过电路连接所述副板线连接器，所述主板线连接器与所述副板线连接器通过电路连接使所述仪表信号采集部件与所述变频器运行参数采集部件形成通信连接，致使所述cpu与所述仪表信号采集部件、所述变频器运行参数采集部件和所述变频器指令接收部件均形成通信连接。
11.本分布控制式热力站控制系统中，plc控制柜能稳定接收变频柜内plc数据部件信号、发出运行指令，并可与智慧供热平台进行通讯、接收智慧供热平台控制信号。plc控制柜内装设的cpu、仪表参数采集部件、执行机构控制部件、hmi、路由器、断路器、开关电源、变压器之间的其余电路通过电线按照常规模式进行连接装配。变频柜内装设的变频器、变频器运行参数采集部件、变频器控制信号部件、断路器和plc部件之间的其余电路通过电线按照常规模式进行连接装配。
12.在上述的分布控制式热力站控制系统中，所述cpu通过485通讯接口经过所述路由器连接所述hmi。cpu通过485通讯接口向hmi发送采集到的信号，并在hmi上进行显示；同时hmi也通过此485通讯接口给cpu发送各种指令。
13.在上述的分布控制式热力站控制系统中，所述cpu通过rj45接口经过路由器连接所述数据远传部件。
14.在上述的分布控制式热力站控制系统中，所述主板线连接器与所述副板线连接器之间通过屏蔽线接通。
15.在上述的分布控制式热力站控制系统中，所述plc控制柜上还装设若干指示灯。
16.在上述的分布控制式热力站控制系统中，所述变频柜上还装设若干指示灯。
17.在上述的分布控制式热力站控制系统中，所述plc控制柜的数量为一台，所述变频柜的数量为三台；一台所述plc控制柜为三区共用plc控制柜，三台所述变频柜具体包括低区变频柜、中区变频柜和高区变频柜。
18.在上述的分布控制式热力站控制系统中，所述主板线连接器与所述副板线连接器成对匹配设置。
19.低压变频柜具有就地运行、远程运行两种模式，两种模式互锁。在就地运行模式下，变频柜无需接收plc控制柜的信号，可通过柜门旋钮(按钮)自行启动并控制对应电机运行，远程运行模式无效。在远程运行模式下，变频柜只接受plc柜信号控制，就地运行模式无效。
20.plc控制柜接收低压变频柜传送的变频器信号，并给低压变频柜发送控制信号。plc控制柜不仅接收低压变频柜的信号，也接收热力站现场内的仪表信号，包括但不限于：
温度信号、压力信号、液位信号、热量信号、流量信号、执行机构信号。
21.plc柜接收信号后，cpu根据预置程序，对热力站现场内的低压变频柜、执行机构进行控制。并通过数据远传部件将现场数据发送到智慧供热平台，展示给值守人员，为供热能耗分析提供基础数据支持。
22.与现有技术相比，本分布控制式热力站控制系统具有以下优点：
23.1、省去了热力站plc柜与变频柜之间96％的接线点，本部分现场施工耗时可以忽略不记。
24.2、由于各水泵电机的信号、控制线缆均无需再接入plc柜内，plc柜内的接线大量减少，使plc柜内的布线更整洁，方便调试及故障点查找。
25.3、将plc柜与变频柜间的“内部”接线，前移到车间进行。车间配线人员的专业性加上电气柜出厂前的检测，杜绝柜内部分接线点出现错误。现场plc柜与分布控制式变频柜间只有两个接线点，调试人员现场接线做到“0错误”。
26.4、多种供热方式共同使用一台plc柜，显著节省成本，同时减少现场工程量以及安装空间。
附图说明
27.图1是现有plc控制柜与变频柜现场接线点示意图。
28.图2是本实用新型中plc控制柜的布局示意图。
29.图3是本实用新型中plc控制柜的接线示意图。
30.图4是本实用新型中变频柜的布局示意图。
31.图5是本实用新型中拓展模块端子的接线示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：
33.以下案例为plc控制柜、分布控制式变频柜在为三个区域提供供热服务的供热站的具体应用。
34.该供热站为一个建筑面积共约30万平米，有多层、高层住宅的小区供热。高层最高为33层，多层为7层。分为三个供热区域：低区(多层及高层7层以下)、中区(高层中8层至20层)、高区(高层21层至顶楼)。这三个区域的供热设备统一布置在地下二层的热力站内。
35.以下从三个方面对本发明进行说明：
36.第一、电气柜数量方面
37.因为有三个供热区域，每个供热区域需要一套供热设备，因此本供热站内需要布置三套供热设备。同时，每套供热设备需要配套一套plc控制柜、一套低压变频柜(这两种柜子可以统称为电气柜)。
38.按照常规布置方式，三套供热设备至少需要6台电气柜(不含配电柜)，布置排列如下表：
39.低区plc柜中区plc柜高区plc柜低区变频柜中区变频柜高区变频柜
40.使用本实用新型后，只需要4台电气柜(不含配电柜)，布置排列如下表：
[0041][0042]
第二、现场接线方面
[0043]
热力站plc柜与变频柜之间必须使用屏蔽线缆对各参数、控制点进行连接。
[0044]
常规plc柜与变频柜间需要连接的屏蔽线接线点，一个供热区域plc柜与变频柜间共有28个参数信号、控制信号需要接线，每个信号需要2个接线点，共计56个接线点。三个区域的plc柜与变频柜之间的接线点合计共有168个。如图1所示为一个供热区域，常规plc柜与变频柜之间的接线点。
[0045]
本实用新型plc控制柜与低压变频柜间的接线全部整合到分布控制式低压变频柜内。plc柜与变频柜间的接线点，减少到2个。
[0046]
如图2至图5所示，本分布控制式热力站控制系统，包括至少一台plc控制柜与至少一台变频柜，plc控制柜内至少装设cpu、仪表信号采集部件、数据远传部件、执行机构控制部件、hmi、路由器、断路器、开关电源、变压器，仪表信号采集部件包括仪表信号采集部件io1和仪表信号采集部件io2，cpu与仪表信号采集部件io1和仪表信号采集部件io2通过内嵌端口进行连接，cpu经过路由器与hmi连接，cpu经过路由器连接数据远传部件进行上位系统数据传送、指令接收；
[0047]
变频柜内至少装设变频器、变频器运行参数采集部件io3、变频器指令接收部件io4、变频器控制信号部件、断路器，变频器运行参数采集部件io3与变频器指令接收部件io4之间通过内嵌端口进行连接，变频器运行参数采集部件io3、变频器指令接收部件io4均与变频器的控制端子之间通过控制线缆直接连接，变频器与断路器之间通过动力线缆进行连接；
[0048]
plc控制柜上设置主板线连接器，变频柜上设置副板线连接器，plc控制柜内的仪表信号采集部件io1和仪表信号采集部件io2通过电路连接主板线连接器，变频柜内的变频器运行参数采集部件io3通过电路连接副板线连接器，主板线连接器与副板线连接器通过电路连接使仪表信号采集部件io1和仪表信号采集部件io2与变频器运行参数采集部件io3形成通信连接，致使cpu与仪表信号采集部件io1、仪表信号采集部件io2、变频器运行参数采集部件io3和变频器指令接收部件io4均形成通信连接。
[0049]
本分布控制式热力站控制系统中，plc控制柜能稳定接收变频柜内plc数据部件信号、发出运行指令，并可与智慧供热平台进行通讯、接收智慧供热平台控制信号。plc控制柜内装设的cpu、仪表参数采集部件、执行机构控制部件、hmi、路由器、断路器、开关电源、变压器之间的其余电路通过电线按照常规模式进行连接装配。变频柜内装设的变频器、变频器运行参数采集部件io3、变频器控制信号部件、断路器和plc部件之间的其余电路通过电线按照常规模式进行连接装配。
[0050]
cpu通过485通讯接口经过路由器连接hmi。cpu通过485通讯接口向hmi发送采集到的信号，并在hmi上进行显示；同时hmi也通过此485通讯接口给cpu发送各种指令。
[0051]
cpu通过rj45接口经过路由器连接数据远传部件。
[0052]
主板线连接器与副板线连接器之间通过屏蔽线接通。
[0053]
plc控制柜上还装设若干指示灯。
[0054]
变频柜上还装设若干指示灯。
[0055]
plc控制柜的数量为一台，变频柜的数量为三台；一台plc控制柜为三区共用plc控制柜，三台变频柜具体包括低区变频柜、中区变频柜和高区变频柜。
[0056]
主板线连接器与副板线连接器成对匹配设置。
[0057]
低压变频柜具有就地运行、远程运行两种模式，两种模式互锁。在就地运行模式下，变频柜无需接收plc控制柜的信号，可通过柜门旋钮(按钮)自行启动并控制对应电机运行，远程运行模式无效。在远程运行模式下，变频柜只接受plc柜信号控制，就地运行模式无效。
[0058]
plc控制柜接收低压变频柜传送的变频器信号，并给低压变频柜发送控制信号。plc控制柜不仅接收低压变频柜的信号，也接收热力站现场内的仪表信号，包括但不限于：温度信号、压力信号、液位信号、热量信号、流量信号、执行机构信号。
[0059]
plc柜接收信号后，cpu根据预置程序，对热力站现场内的低压变频柜、执行机构进行控制。并通过数据远传部件将现场数据发送到智慧供热平台，展示给值守人员，为供热能耗分析提供基础数据支持。
[0060]
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。