一种岸电监控装置的制作方法

本实用新型属于岸电设施技术领域，具体涉及一种岸电监控装置，尤其涉及一种码头岸电设施监控装置。

背景技术：

大型船舶特别是油船、集装箱船和散货船靠港时通常使用燃油制品(多为重油、柴油)发电，来满足船舶用电需求。重油和柴油在燃烧过程中产生大量硫化物和氮氧化物，对周边环境造成污染。国际海事组织(imo)数据表明：no和so是主要的污染物；全球以柴油为动力的船舶每年向大气排放1000万吨nox，850万吨sox；污染物通过气候作用可以传播至1000km以外的地区。另据资料显示，船舶使用发电机和柴油机产生的噪声也会对环境造成污染。

为应对气候变暖而提出的“低碳经济”发展模式，已经成为全球能源和经济大变革的突出标志，也是大国发展经济，应对危机的重要手段。节能减排和绿色经济能力将决定其未来的国际竞争能力。

作为低碳经济的重要组成部分——低碳交通，船舶温室气体(ghg)减排工作是当前国际航运业发展的大势所趋，也是我国海运业在经历由大到强过程中必须经历的。对到港船舶实施岸电技术防治污染的可行性，已经被国内外的专家学者所论证，甚至已经被一些港口先行使用。推广岸电技术，对节能减排、绿色经济和环境治理，有着重大社会效益和环境效益。这不仅是国内各大港口可持续发展的重要举措，也是把中国港口建设成为国际航运中心的必由之路。

由于我国国内供电频率为50hz，随着中国海洋大国地位的建立，国外的船舶将大量在港口靠泊，而大部分船舶所用电源频率为60hz，与我国供电制式不一致，需要建设码头岸电设施为靠泊船舶供电，替代船舶发电机组。

而码头岸电设施，需要工作人员查看岸电设施不同设备上的仪表、掌握岸电的运行状态、操作不同设备上的断路器和开关控制岸电设施的运行等，这种人工监控的方式，人工劳动量较大。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述缺陷，提供一种岸电监控装置，以解决码头岸电设施需要人工监控而导致人工劳动量大的问题，达到减小人工劳动量的效果。

本实用新型提供一种岸电监控装置，包括：嵌入式计算机、交换机和plc模块；其中，plc模块，用于基于外部输入的控制信息，实现对码头岸电设施的操作控制；以及，采集码头岸电设施的运行数据，基于该运行数据对电量进行计量和结算，并通过交换机将该计量和计算的结果传输至嵌入式计算机；交换机，用于实现plc模块与嵌入式计算机之间的通信连接；嵌入式计算机，用于接收外部输入的控制信息，通过交换机将该控制信息传输至plc模块；并显示plc模块采集到的运行数据、对电量进行计量和结算的结果。

可选地，还包括：柜体；嵌入式计算机、交换机和plc模块，依次连接，且均设置在柜体中；plc模块还连接至待监控的码头岸电设施。

可选地，plc模块，包括：协议转换模块；该协议转换模块，用于连接具有设定通信接口的码头岸电设施，以读取该码头岸电设施的运行数据。

可选地，设定通信接口，包括：rs232接口、rs422接口、rs485接口、和/或can接口；具有设定通信接口的码头岸电设施，包括：检测仪表、变频电源柜、同步投切仪、和/或动态补偿柜。

可选地，plc模块，还包括：电源模块、cpu模块、以太网模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、和/或数字量输出模块。

可选地，码头岸电设施中的数字量信号，通过电缆接入数字量输入模块；码头岸电设施中的模拟量信号，通过电缆接入模拟量输入模块；码头岸电设施中的控制信号，通过电缆接入数字量输出模块。

可选地，码头岸电设施中的数字量信号，包括：码头岸电设施中开关的闭合信号、断开信号，以及码头岸电设施的运行状态信号、停止状态信号、和/或报警信号；码头岸电设施中的模拟量信号，包括：码头岸电设施的电压、电流、和/或频率；码头岸电设施中的控制信号，包括：码头岸电设施的启动信号、停止信号。

可选地，还包括：开关、插座、浪涌保护模块、直流电源模块、继电器、接线端子、线槽和控制按钮、指示灯和/或检测仪表；其中，柜体中分层设置有一个以上的容置空间；嵌入式计算机、交换机、plc模块、开关、插座、浪涌保护模块、直流电源模块、继电器、接线端子、线槽和控制按钮、指示灯和/或检测仪表，分层设置于柜体中一个以上的容置空间中。

可选地，所述柜体，包括：电气柜。

由此，本实用新型的方案，通过嵌入式计算机、交换机和plc模块，对码头岸电实施的运行过程进行自动监控，解决码头岸电设施需要人工监控而导致人工劳动量大的问题，达到减小人工劳动量的效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的岸电监控装置的一实施例的外部结构示意图；

图2为本实用新型的岸电监控装置的一实施例的内部结构示意图；

图3为本实用新型的岸电监控装置的一实施例的工作原理示意图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

1-电压表；2-电源指示灯；3-控制按钮；4-嵌入式计算机；5-浪涌保护模块；6-接触器；7-空气开关；8-插座；9-plc模块；10-直流电源模块(如24v直流电源)；11-交换机；12-继电器；13-接线端子；14-线槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

码头岸电监控设备能够实现岸电设施运行的管理，形成码头岸电智能管理体系，在全面提升码头岸电设施运行和能效水平的同时，促进码头岸电智能化的建设和发展；不仅有利于推动码头智能化的快速高效发展，符合国家节能减排政策，也是各码头可持续发展的重要举措。

一些码头岸电设施缺少监控装置，工作人员需要查看岸电设施不同设备上的仪表，掌握岸电的运行状态；操作不同设备上的断路器和开关控制岸电设施的运行；对于岸电设施缺乏集成化监控，自动化水平低。

另外，一些岸电设施监控装置不能对用电量进行计量，也不具备结算功能(部分岸电设施的监控装置，只能实现简单的运行控制，管理功能比较弱。不能对岸电设备为船舶提供了多少电量进行统计；也不能根据用电量和收费依据提供结算的电子凭据，并对结算结果进行记录)，管控一体化水平低。

另外，一些岸电设施兼容性差，接口比较单一，不能兼容不同类型的岸电设施(有些设备只有数字量或模拟量接口，不具备通信接口，只能对岸电设施断路器的分合状态和电压、电流等信号进行监控。对使用通信接口的设备无法连接，对其的运行状态就不能进行监控)，实现对岸电设施的监控。

在一个可选实施方式中，本实用新型的方案，提供了一种码头岸电设施监控装置，主要用于码头岸电设施运行控制和运行过程的监测，可以解决对码头岸电设施的集中监测和控制，提高了自动化水平；还可以实现码头岸电设施的控制和管理一体化，能够对码头岸电设施运行进行自动控制；还可以对运行过程中的数据进行记录、存储，并对岸电用量进行计量，为岸电结算提供支撑；还可以配置多种数字量、模拟量、协议转换和以太网模块，可以适用不同的岸电设施，提高了兼容性。

根据本实用新型的实施例，提供了一种岸电监控装置。参见图1至图3所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该岸电监控装置可以包括：嵌入式计算机4、交换机11和plc模块9。

其中，plc模块9，可以用于基于外部输入的控制信息，实现对码头岸电设施的操作控制；以及，采集码头岸电设施的运行数据，基于该运行数据对电量进行计量和结算，并通过交换机11将该计量和计算的结果传输至嵌入式计算机4。交换机11，可以用于实现plc模块9与嵌入式计算机4之间的通信连接。嵌入式计算机4，可以用于接收外部输入的控制信息，通过交换机11将该控制信息传输至plc模块9；并显示plc模块9采集到的运行数据、对电量进行计量和结算的结果。

例如：plc模块9，可以提供数字量、模拟量、总线接口，与码头岸电设施进行连接，码头岸电设施运行控制，对运行数据进行采集、处理。嵌入式计算机4，可以提供图形化监控画面，显示码头岸电设施的运行数据，对码头岸电设施进行操作控制；基于运行数据，实现计量和结算功能。交换机11，可以实现监控柜内的网络连接。

由此，通过配置嵌入式计算机4，基于plc采集处理的数据，配合计量和结算软件，实现对码头岸电设施供电电量的统计和费用结算的功能。

在一个可选例子中，plc模块9，可以包括：协议转换模块。该协议转换模块，可以用于连接具有设定通信接口的码头岸电设施，以读取该码头岸电设施的运行数据。

例如：可以在plc模块9中设置协议转换模块，用于连接采用rs232、rs422、rs485、can等通信接口的岸电设备，读取设备的运行数据。

由此，通过数字量输入、模拟量输入、协议转换和网络模块采集码头岸电设施的运行数据；并通过模拟量输出、数字量输出、协议转换和网络模块对岸电设施的断路器和开关进行操作控制，设置岸电设施的运行参数。

可选地，设定通信接口，可以包括：rs232接口、rs422接口、rs485接口、和/或can接口。具有设定通信接口的码头岸电设施，可以包括：检测仪表、变频电源柜、同步投切仪、和/或动态补偿柜。

例如：码头岸电设施是监控装置的“监控对象”，所监控内部可以包括：检测仪表、变频电源柜、同步投切仪、动态补偿柜等，是通过通信接口和监控装置的协议转换模块连接，进行数据通信。

由此，通过在数字量、模拟量的输入输出接口的基础上，增加数据通信接口，以拓展监控装置可连接的设备类型，提高监控装置的兼容性。

可选地，plc模块9，还可以包括：电源模块、cpu模块、以太网模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、和/或数字量输出模块。

例如：参见图3所示的例子，属于监控装置的是嵌入式计算机4、交换机44和plc模块9。其中，plc模块9配置有电源模块、cpu模块、以太网模块、协议转换模块、模拟量输入模块(ai)、数字量输入模块(di)、数字量输出模块(do)等。

更可选地，码头岸电设施中的数字量信号，通过电缆接入数字量输入模块。码头岸电设施中的模拟量信号，通过电缆接入模拟量输入模块。码头岸电设施中的控制信号，通过电缆接入数字量输出模块。

其中，码头岸电设施中的数字量信号，可以包括：码头岸电设施中开关的闭合信号、断开信号，以及码头岸电设施的运行状态信号、停止状态信号、和/或报警信号等。码头岸电设施中的模拟量信号，可以包括：码头岸电设施的电压、电流、和/或频率等。码头岸电设施中的控制信号，可以包括：码头岸电设施的启动信号、停止信号。

例如：整个码头岸电设施的运行中的数字量信号(例如开关闭合、断开)是通过电缆接入数字量输入模块(di)，模拟量信号(例如电压、电流、频率)是通过电缆接入模拟量输入模块(ai)。监控装置可以通过数字量输出模块(do)通过电缆接入码头岸电设施的控制回路，控制岸电设施设备的启动和停止。

在一个可选实施方式中，还包括：柜体；嵌入式计算机4、交换机11和plc模块9，依次连接，且均设置在柜体中；plc模块9还连接至待监控的码头岸电设施。

例如：一种码头岸电设施监控装置，主要可以包含：柜体、plc模块9、嵌入式计算机4、交换机11、以及其他配件等，具体可以参见图1和图2所示的例子。其中，其他配件，可以包括：开关(如空气开关7)、插座8、浪涌保护器(如浪涌保护模块5)、24v直流电源10、继电器12、接线端子13、线槽14和面板上的按钮(如控制按钮3)、灯(如电源指示灯2)和电压表1。

由此，通过将嵌入式计算机、交换机和plc模块集中设置在柜体中，占用空间小，且便于统一管控。

可选地，所述柜体，可以包括：电气柜。例如：柜体，可以是标准机柜如电气柜。由此，通过使用电气柜，可以保证电气控制的安全性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：开关、插座8、浪涌保护模块5、直流电源模块、继电器12、接线端子13、线槽14和控制按钮3、指示灯和/或检测仪表。

其中，柜体中分层设置有一个以上的容置空间。嵌入式计算机4、交换机11、plc模块9、开关、插座8、浪涌保护模块5、直流电源模块、继电器12、接线端子13、线槽14和控制按钮3、指示灯和/或检测仪表，分层设置于柜体中一个以上的容置空间中。

由此，通过分层容置各部件，一方面节约空间，另一方便便于管理、安全性也比较好。

可选地，本实用新型的方案，可以实现运行控制，如可以按照岸电使用流程，自动控制码头岸电设施的各个断路器和开关的闭合和断开；设置码头岸电设施运行参数。

可选地，本实用新型的方案，可以实现运行数据的采集、处理、显示、存储方面，如可以采集码头岸电设施各种设备的运行数据，码头岸电设施的运行参数，报警信息；对采集到的数据进行运算处理(例如：通过互感器读到的电流信号是10ma，需要经过运算转换成标准的低压，比如100a；再比如读到的频率是60，需要加上单位hz)；通过嵌入式计算机进行图形化显示；并将数据存储在嵌入式计算机中。

其中，监测柜采用集成化设计，可对岸电设施进行参数设置，对岸电设施的断路器和开关进行自动控制；可实现码头岸电设施运行数据的采集、处理和显示存储；并且，兼容性强，可适用于不同类型的岸电设施，如配置了多种输入、输出接口，可以和码头岸电设施进行无缝连接，实现对岸电设施的监测和控制。

可选地，本实用新型的方案，可以根据运行数据，自动完成用电量的计量，并根据结算要求，自动提供结算信息。这样，本实用新型的方案，基于管控一体化理念设计，具备计量和结算功能，在监控的基础上可实现岸电的用电量的计量，并提供结算数据；也就是说，本实用新型的方案，采用集成化设计，按照岸电使用流程，可以对岸电设施进行自动化控制和集中监测，并具备计量和结算功能。

其中，运行数据可以参见下表：

可见，本实用新型的方案，针对监控装置自动化水平低，只能对运行数据进行读取显示或只能对岸电设备进行简单控制的问题，采用集成化设计，可实现岸电运行的自动化控制和集中监控，提高了对码头岸电设施监控的全面性、便捷性和自动化水平；针对监控装置不具备计量和结算功能，只能简单的监测和控制的问题，监控装置可实现岸电设施的管控一体化，具备计量和结算功能；针对监控装置接口简单或单一，只适用少数岸电设施的问题，采用多种接口，适用于不同的码头岸电设施，提高了兼容性。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过嵌入式计算机、交换机和plc模块，对码头岸电实施的运行过程进行自动监控，解决码头岸电设施需要人工监控而导致人工劳动量大的问题，达到减小人工劳动量的效果。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。