一种plc电能监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种PLC电能监测系统，包括：机壳；多功能仪表装置，多功能仪表装置位于机壳内包括：第一至第三互感器，其中第一互感器的一端接三相交流电的第一相，第二互感器的一端接三相交流电的第二相，第三互感器的一端接三相交流电的第三相；多功能电能质量仪表，多功能电能质量仪表的输入端与第一至第三互感器的另一端相连；人机接口HMI装置位于机壳内；PLC控制器位于机壳内，并且PLC控制器的输入端与人机接口HMI装置的输出端相连；功耗装置，功耗装置位于机壳内，功耗装置包括：继电器组和负载电阻组合。本实用新型可以模拟实际负载运行，从而测量出后备电源的实际带载能力，并能独立加载，并且具有较高的精确度以及安全系数。
【专利说明】—种PLC电能监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力【技术领域】，特别涉及一种PLC电能监测系统。
【背景技术】
[0002]为确保网络数据中心、金融结算中心等关键部门的设备能得到不间断的电源供电，这些部门通常采用“市电供电+UPS(Uninterruptible Power System,不间断电源)电源及柴油发电机组备用”所组成的供电系统。UPS作为自市电停电到备用柴油发电机组供电的中间段的电源设备，可以将蓄电池的电能逆变向负载供电，从而保证在柴油发电机组启动供电前负载不断电，而当柴油发电机组投入使用时，UPS就作为机组的负载为电池充电。UPS和发电机组作为停电后的应急备用电源，大部分时间处于待机的状态，一旦遇停电或市电发生故障，才起保障用电作用。然而当市电故障发生后才发现柴油发电机组和UPS的性能也出现了问题。为解决实时监测发电机和UPS设备的输出功率与带载能力，就需要使用替代真实设备的假负载。假负载设备可以模拟真实负载应用，从而精确测试出发电机组及UPS设备的输出功率与带载能力。并通过上位机分析软件得到发电机及UPS设备测试过程的各种数据变化，进而生成测试报告。
[0003]但是，随着各行业对电力安全要求越来越高，对这个行业的需求是越来越高，电能监测系统需要电力测量技术、仪器仪表、发电机、UPS技术和通讯技术的综合体，目前市场上有部分产品是利用单片来进行设计进行后备电源部分参数的监测，但其稳定性和实用性受到很大的限制，性能不能令人完全满意。现有的电能监测产品不能独立加载，并且存在精确度不高、控制部分安全系数低等问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0005]为此，本实用新型的目的在于提出一种PLC电能监测系统，该系统可以实现独立加载，并且具有较高的精确度以及安全系数。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种PLC电能监测系统，包括:机壳；多功能仪表装置，所述多功能仪表装置位于所述机壳内，其中，所述多功能仪表装置包括:第一至第三互感器，其中所述第一互感器的一端接三相交流电的第一相，所述第二互感器的一端接三相交流电的第二相，所述第三互感器的一端接三相交流电的第三相；多功能电能质量仪表，所述多功能电能质量仪表的输入端与所述第一至第三互感器的另一端相连；人机接口 HMI装置，所述HMI装置位于所述机壳内，所述HMI装置的输入端与所述多功能电能质量仪表的输出端相连；PLC控制器，所述PLC控制器位于所述机壳内，并且所述PLC控制器的输入端与所述人机接口 HMI装置的输出端相连；功耗装置，所述功耗装置位于所述机壳内，所述功耗装置包括:继电器组，其中所述继电器组包括多个继电器单元，所述继电器单元与所述PLC控制单元的输出端相连；负载电阻组合，所述负载电阻组合包括多个负载电阻，其中，每个所述负载电阻与所述继电器组对应相连，并且每个所述负载电阻通过电缆与所述多功能仪表装置相连。
[0007]在本实用新型的一个实施例中，所述继电器组中的每个继电器为固态继电器。
[0008]在本实用新型的又一个实施例中，每个所述负载电阻为线性电阻。
[0009]在本实用新型的再一个实施例中，所述PLC电能监测系统还包括:散热装置，所述散热装置位于所述机壳内，其中所述散热装置包括:至少两个散热单元；接线端子，所述接线端子包括第一至第六端子，所述第一和第二端子连接至所述多功能电能质量仪表，所述第二和第三端子之间并联有风机电容，第四至第六端子分别与每个所述散热单元相连。
[0010]在本实用新型的一个实施例中，每个所述散热单元为风机。
[0011]在本实用新型的又一个实施例中，所述人机接口 HMI装置与所述PLC控制器通过RS232通讯线连接。
[0012]根据本实用新型实施例的PLC电能监测系统，利用PLC控制器进行电能监测，采用分段式功率投放，并以低能耗模式工作。本实用新型的PLC电能监测系统的稳定性和实用性较高，可以带给用户更好的性能。本实用新型可以模拟实际负载运行，从而测量出后备电源的实际带载能力，并能独立加载，并且具有较高的精确度以及安全系数。
[0013]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0015]图1为根据本实用新型实施例的PLC电能监测系统的结构示意图；
[0016]图2为根据本实用新型实施例的PLC电能监测系统的连接关系图。
【具体实施方式】
[0017]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0018]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0019]下面参考图1和图2对本实用新型实施例的PLC电能监测系统进行描述。
[0020]如图1所示，本实用新型实施例提供的PLC电能监测系统，包括机壳1、多功能仪表装置2、PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)控制器3、人机接口HMI装置4和功耗装置5，其中，多功能仪表装置2、PLC控制器3、人机接口 HMI装置4和功耗装置5均设置于机壳I内。
[0021]具体地，多功能仪表装置2包括第一互感器21a、第二互感器21b、第三互感器21c和多功能电能质量仪表22。第一互感器21a的一端接三相交流电的第一相，第二互感器21b的一端接三相交流电的第二相，第三互感器21c的一端接三相交流电的第三相。其中，外部电源提供三相交流电，第一互感器21a接三相交流电的第一相，采集第一相电流的电参数。第二互感器21b接三相交流电的第二相，采集第二相电流的电参数。第三互感器21c接三相交流电的第三相，采集第三相电流的电参数。
[0022]多功能电能质量仪表22的输入端与第一互感器21a的另一端、第二互感器21b的另一端和第三互感器21c的另一端相连。多功能电能质量仪表接收第一互感器21a、第二互感器21b和第三互感器21c的三相交流电的电参数，并将电参数发送至人机接口 HMI装置4，实现多功能电能质量仪表22和人机接口 HMI装置4之间的数据传输。
[0023]需要说明的是，第一互感器21a、第二互感器21b和第三互感器21c的信号发生变化时，将变化的参数实时发送至多功能电能质量仪表22上，从而多功能电能质量仪表22可以实时监测互感器的信号变化。
[0024]下面分别以第一相电流为A相，第二相电流为B相，第三相电流为C相进行描述。
[0025]参考图2，第一互感器21a的SI端接多功能电能质量仪表22的端子5，S2端接端子6。第二互感器21b的SI端接多功能电能质量仪表22的端子7，S2端接端子8。第三互感器21c的SI端接多功能电能质量仪表22的端子9，S2端接端子9。多功能电能质量仪表22的端子23接地。
[0026]人机接口 HMI装置4的输入端与多功能电能质量仪表22的输出端相连。人机接口 HMI装置4接收来自多功能电能质量仪表22的三相交流电的电参数。
[0027]人机接口 HMI装置4用于显示PLC控制器3接收到的三相交流电的电参数。并且，测试人员还可以通过人机接口 HMI装置4设置控制信息，人机接口 HMI装置4进而将测试人员设置的控制信息发送至PLC控制器3。
[0028]在本实用新型的一个实施例中，控制信息可以包括第一相控制信息、第二相控制信息和第三相控制信息。例如，第一相控制信息为A相控制信息，第二相控制信息为B相控制信息，第三相控制信息为C相控制信息。
[0029]PLC控制器3的输入端与人机接口 HMI装置4的输出端相连，其中，PLC控制器3包括第一相控制电路、第二相控制电路和第三相控制电路。其中，第一相控制电路用于输出第一相控制信息，例如输出A相控制信息；第二相控制电路用于输出第二相控制信息，例如输出B相控制信息；第三相控制电路用于输出第三相控制信息，例如输出C相控制信息。
[0030]在本实用新型的又一个实施例中，人机接口 HMI装置4可以设置于PC(PersonComputer,个人计算机)中。其中，人机接口 HMI装置4与PLC控制器3可以通过RS232通讯线连接，测试信息可以通过RS232接口与PC相连。
[0031]并且，功耗装置5包括继电器组51和负载电阻组合。具体地，PLC控制器3将控制信息进一步传递给对应的继电器组51，由继电器组51控制后续的负载电阻组合是否工作。其中，继电器组51与PLC控制单元3的输出端相连，用于根据PLC控制单元3输出的A相控制信息、B相控制信息和C相控制信息控制对应继电器，进而由继电器控制对应的负载电阻是否工作。
[0032]在本实用新型的一个示例中，继电器组中的每个继电器为固态继电器。
[0033]负载电阻组合包括多个负载电阻52，其中，每个负载电阻52与继电器组5中的继电器对应相连，并且每个负载电阻52均接地N。如图2所示，接地端N接底部铜排。并且，每个负载电阻52通过对应的A相电缆、B相电缆或C相电缆与多功能仪表装置2相连。
[0034]在本实用新型的一个示例中，每个负载电阻52可以为线性电阻。其中，负载电阻52内部耗电元件采用干式电阻、强制风冷式散热。
[0035]在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的PLC电能监测系统还包括:散热装置6，其中散热装置6位于机壳I内。散热装置6包括:至少两个散热单元M和接线端子。其中，如图2所示，接线端子Yl包括第一至第六端子(I?6)，第一端子I和第二端子2连接至多功能电能质量仪表22，其中，接线端子Yl的第一端子I连接至多功能电能质量仪表22的端子12，第二端子2连接至多功能电能质量仪表22的端子13。接线端子Yl的第二端子2和第三端子3之间并联有风机电容，接线端子Yl的第四端子4、第五端子5和第六端子6与每个散热单兀M相连。
[0036]在本实用新型的一个示例中，每个散热单元M可以为轴流风机，散热采用强制风冷，从而保证负载电阻恒功率耗电。
[0037]根据本实用新型的PLC电能监测系统，利用PLC控制器进行电能监测，采用分段式功率投放，并以低能耗模式工作。本实用新型的PLC电能监测系统的稳定性和实用性较高，可以带给用户更好的性能。本实用新型可以实现三相平衡，可以模拟实际负载运行，从而测量出后备电源的实际带载能力，并能独立加载，并且具有较高的精确度以及安全系数。
[0038]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0039]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。
【权利要求】
1.一种PLC电能监测系统，其特征在于，包括: 机壳; 多功能仪表装置，所述多功能仪表装置位于所述机壳内，其中，所述多功能仪表装置包括: 第一至第三互感器，其中所述第一互感器的一端接三相交流电的第一相，所述第二互感器的一端接三相交流电的第二相，所述第三互感器的一端接三相交流电的第三相； 多功能电能质量仪表，所述多功能电能质量仪表的输入端与所述第一至第三互感器的另一端相连； 人机接口 HMI装置，所述HMI装置位于所述机壳内，所述HMI装置的输入端与所述多功能电能质量仪表的输出端相连； PLC控制器，所述PLC控制器位于所述机壳内，并且所述PLC控制器的输入端与所述人机接口 HMI装置的输出端相连； 功耗装置，所述功耗装置位于所述机壳内，所述功耗装置包括: 继电器组，其中所述继电器组包括多个继电器单元，所述继电器单元与所述PLC控制单元的输出端相连； 负载电阻组合，所述负载电阻组合包括多个负载电阻，其中，每个所述负载电阻与所述继电器组对应相连，并且每个所述负载电阻通过电缆与所述多功能仪表装置相连。
2.如权利要求1所述的PLC电能监测系统，其特征在于，所述继电器组中的每个继电器为固态继电器。
3.如权利要求1所述的PLC电能监测系统，其特征在于，每个所述负载电阻为线性电阻。
4.如权利要求1所述的PLC电能监测系统，其特征在于，还包括:散热装置，所述散热装置位于所述机壳内，其中所述散热装置包括: 至少两个散热单元； 接线端子，所述接线端子包括第一至第六端子，所述第一和第二端子连接至所述多功能电能质量仪表，所述第二和第三端子之间并联有风机电容，第四至第六端子分别与每个所述散热单元相连。
5.如权利要求4所述的PLC电能监测系统，其特征在于，每个所述散热单元为风机。
6.如权利要求1所述的PLC电能监测系统，其特征在于，所述人机接口HMI装置与所述PLC控制器通过RS232通讯线连接。
【文档编号】G01R31/00GK203745581SQ201420142449
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】褚云霞, 张军 申请人:石家庄学院