一种集肤伴热的PLC控制系统的制作方法

一种集肤伴热的plc控制系统
技术领域
1.本实用新型涉及集肤伴热控制系统技术领域，具体涉及一种集肤伴热的 plc控制系统。


背景技术：

2.管道集肤效应电伴热技术是大型石油化工等企业热输管道加热保温的新技术。原理主要基于交流电的“集肤效应”和“邻近效应”。在集肤伴热系统中，加热管中的电缆和热管间通过电流时，由于钢管的尺寸、材质、交流电频率间存在一定的关系，交流电并非均匀的流经钢管截面，而是集中流过其内表面，并且电流密度按指数规律向外表面减小，钢管外表面电压电流几乎为零，很安全，因此钢管直接焊接在输送管上。而热管内壁上集肤的电流将产生焦耳热，热量通过焊缝及导热胶泥迅速传给输送管，来满足伴热的需要。
3.现在的集肤伴热管道自动控制系统中，plc控制存在控制方式以及控制功能单一、通讯不方便的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种集肤伴热的 plc控制系统，该装置具有手自动双重控制，且便于与后台监控、触摸屏等进行通讯，远程控制方便。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种集肤伴热的plc控制系统，包括plc模块，所述plc模块通过以太网连接有触摸显示屏，所述触摸显示屏用于对检测数据进行现场显示，所述plc 模块通过485通讯接口连接有温控表wk和后台监控器，所述温控表wk用于接收现场传感器的检测信号，所述后台监控器用于实现远程控制。
7.所述plc控制模块包括第一plc控制模块和第二plc控制模块，所述第一plc控制模块的输入端连接有真空断路器手动控制单元、功率控制柜单元、真空断路器位置检测单元、故障复位单元、调功器控制单元以及微机综保单元，所述第一plc控制模块的输出端连接所述温控表wk以及继电器控制单元。
8.所述第一plc控制模块、第二plc控制模块均连接有变送器单元，所述变送器单元用于与现场设备进行电压电流信号传输。
9.所述第一plc控制模块包括plc0和plc1，所述plc0与所述温控表wk 连接，所述plc1与所述后台监控器连接。
10.在本实用新型中，进一步的，所述空断路器手动控制单元包括储能手动控制支路、合闸控制支路以及分闸控制支路；
11.所述储能手动控制支路包括储能旋钮sa，所述储能旋钮sa与所述plc1 的i0.0端子连接；
12.所述合闸控制支路包括合闸旋钮sb1，所述合闸旋钮sb1与所述plc1的 i0.1端子连接；
13.所述分闸控制支路包括分闸旋钮sb2，所述分闸旋钮sb2与所述plc1的 i0.2端子连接。
14.在本实用新型中，进一步的，所述功率控制柜单元包括启动手动控制支路和停止手动控制支路；
15.所述启动手动控制支路包括启动按钮sb3，所述启动按钮sb3连接至plc1 的i0.3端子；
16.所述停止手动控制支路包括停止按钮sb4，所述停止按钮sb4连接至plc1 的i0.4端子。
17.在本实用新型中，进一步的，所述真空断路器位置检测单元包括试验位置检测支路、工作位置检测支路、合闸位置检测支路以及未储能位置检测支路；
18.在本实用新型中，进一步的，所述试验位置检测支路包括连接至plc1的i0.5 端子的合闸开关qf的常闭触点，所述工作位置检测支路包括连接至plc1的i0.6 端子的合闸开关qf的常开触点，所述合闸位置检测支路包括连接至plc1的i0.7 端子的合闸开关qf，所述未储能位置检测支路包括连接至plc1的i1.0端子的合闸开关qf的常闭触点。
19.在本实用新型中，进一步的，所述故障复位单元包括故障复位按钮sb5，所述故障复位按钮sb5与所述plc1的i1.1端子口连接。
20.在本实用新型中，进一步的，所述调功器控制单元包括调功器cpv
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kz，所述调功器cpv
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kz与所述plc1的i1.2、i1.3端子连接，所述微机综保单元包括微机综合保护装置zb，所述微机综合保护装置zb与所述plc1的i1.4端子连接。
21.在本实用新型中，进一步的，所述继电器控制单元包括继电器ka0至继电器ka7，所述继电器ka0至继电器ka7分别与所述plc1的q0.0至q0.7端子连接，所述继电器ka0用于控制风机运行，继电器ka1用于真空断路器储能自动控制，继电器ka2用于真空断路器合闸自动控制，继电器ka3用于真空断路器分闸自动控制，继电器ka4用于功率控制柜启动自动控制，继电器ka5用于故障复位自控控制，继电器ka6用于故障输出控制，继电器ka7用于备用。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
23.本系统通过plc模块的控制方式，实现软起/软停，最大限度减少系统起停时对电网的冲击。
24.本实用新型实现系统控制双操作功能：后台监控器和触摸显示屏均具备起动/停止、手动模式/自动模式、灯测试以及急停等按键操作和运行状态显示等功能，通过与plc模块进行通讯，使远程和就地控制方便。
25.本系统实现手动、自动控制两种控制方式，在手动控制时，根据现场实际情况设定调功器的控制参数以及真空断路器保护整定值，以不同工况条件模拟测试，选定符合现场实际使用的最优参数，确保各种工况下设备运行的安全高效，自动模式可根据出口温度精确自动控制电流大小，从而实时调整输出功率。
附图说明
26.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
27.图1是本实用新型的总控制电路图；
28.图2是本实用新型的第一plc控制模块的控制电路图；
29.图3是本实用新型的第二plc控制模块的控制电路图。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
31.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.本方案采用采用plc的控制方式，实现软起/软停，最大限度减少系统起停时对电网的冲击。
34.具体请参见图1，本实用新型一较佳实施方式提供一种集肤伴热的plc控制系统，包括plc模块1，所述plc模块1通过以太网连接有触摸显示屏2，所述触摸显示屏2用于对检测数据进行现场显示，所述plc模块1通过485通讯接口连接有温控表wk和后台监控器3，所述温控表wk用于接收现场传感器的检测信号，所述后台监控器3用于实现远程控制。
35.具体的，在本实施例中，触摸显示屏的型号为tpc7062ti，并通过组网的方式与plc模块1进行数据传输，触摸显示屏2可以对现场检测数据进行调试、分析与显示，并可以以图形化的形式显示系统各元器件的运行状况、故障信息、电压电流值、实时功率值、海管出口温度值等信息，便于操作人员检修与维护等工作。plc模块1通过485通讯接口连接温控表wk和后台监控器，通讯方式简单且安全可靠，后台监控器3可以实时检测系统的运行状态，温控表wk 用于接收安装在现场进出口的温度传感器的检测数据并进行实时监视，plc依据该检测数据去自动调节功率控制柜的输出功率，以维持海管温度的恒定。
36.在本实用新型中，进一步的，如图2、3所示，plc控制模块1包括第一plc 控制模块5和第二plc控制模块13，所述第一plc控制模块5的输入端连接有真空断路器手动控制单元6、功率控制柜单元7、真空断路器位置检测单元、故障复位单元9、调功器控制单元以及微机综保单元11，所述第一plc控制模块5的输出端连接所述温控表wk以及继电器控制单元12。
37.具体的，第一plc控制模块5包括plc0和plc1，所述plc0与所述温控表wk连接，所述plc1与所述后台监控器3连接。plc0为集成在plc1上的集成通讯信号板，通过tx、rx接口与温控表wk的35、34端口连接，温控表 wk的型号为nhr
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5310e，温控表wk将检测到的温度信号传输至plc1中，实现信号温度信号的输入。plc1的db9
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3、db9
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8端口为485通讯接口，通过该接口连接后台监控器3，如此实现与后台监控器3的信号传输。
38.因此，在本系统实现控制双操作功能：后台监控器3和触摸显示屏2均具备起动/停止、手动模式/自动模式、灯测试以及急停等按键操作和运行状态显示等功能，通过与plc模块1进行通讯，使远程和就地控制方便。
39.在本实用新型中，所述空断路器手动控制单元6包括储能手动控制支路、合闸控制支路以及分闸控制支路。具体的，储能手动控制支路包括储能旋钮sa，储能旋钮sa与plc1的i0.0端子连接，旋钮sa用于实现对真空断路器的储能；合闸控制支路包括合闸旋钮sb1，合闸旋钮sb1与plc1的i0.1端子连接，合闸旋钮sb1用于手动控制真空断路器合闸；分闸控制支路包括分闸旋钮sb2，分闸旋钮sb2与所述plc1的i0.2端子连接，分闸旋钮sb2用于手动控制真空断路器分闸。真空断路器位于进线柜与功率控制柜之间的，用于保护功率控制柜并且在遇到紧急情况时，可以直接手动切断进线电源，保证系统的安全。
40.在本实用新型中，进一步的，所述功率控制柜单元7包括启动手动控制支路和停止手动控制支路。启动手动控制支路包括启动按钮sb3，所述启动按钮sb3连接至plc1的i0.3端子，启动按钮sb3用于手动控制功率控制柜启动；停止手动控制支路包括停止按钮sb4，所述停止按钮sb4连接至plc1的i0.4 端子，停止按钮sb4用于手动控制功率控制柜停止。
41.在手动控制时，可以通过控制启动按钮sb3、停止按钮sb4，来控制功率控制柜的启停，也便于对功率控制柜的检修。在安装调试前，根据现场实际情况设定功率控制柜的控制参数以及主真空短路器的保护整定值，以不同工况条件模拟测试，选定符合现场实际使用的最优参数，确保各种工况下设备运行的安全高效。
42.在本实用新型中，进一步的，所述真空断路器位置检测单元包括试验位置检测支路、工作位置检测支路、合闸位置检测支路以及未储能位置检测支路。具体的，所述试验位置检测支路包括连接至plc1的i0.5端子的合闸开关qf的常闭触点，所述工作位置检测支路包括连接至plc1的i0.6端子的合闸开关qf 的常开触点，所述合闸位置检测支路包括连接至plc1的i0.7端子的合闸开关 qf，所述未储能位置检测支路包括连接至plc1的i1.0端子的合闸开关qf的常闭触点。合闸开关qf用于控制控制真空断路器的开闭，当合闸开关qf闭合时，则真空断路器处于工作位置。试验位置检测支路、工作位置检测支路、合闸位置检测支路以及未储能位置检测支路均是为了检测真空断路器的状态信号，以是plc模块能够根据上述信号判断真空断路器所处状态进行自动控制。
43.在本实用新型中，进一步的，所述故障复位单元9包括故障复位按钮sb5，所述故障复位按钮sb5与所述plc1的i1.1端子口连接。具体的，在本实施例中，故障复位按钮sb5用于手动控制plc1进行复位。
44.在本实用新型中，进一步的，所述调功器控制单元包括调功器cpv
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kz，所述调功器cpv
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kz与所述plc1的i1.2、i1.3端子连接，调功器cpv
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kz为控制柜内的调节输出功率的主要元件，通过plc1控制输出功率，实时控制现场海管中加热装置的功率大小，进而维持海管温度的恒定。所述微机综保单元11包括微机综合保护装置zb，所述微机综合保护装置zb与所述plc的i1.4端子连接，微机综合保护装置用于对本系统的电流、电压、通讯等进行综合保护。
45.在本实用新型中，进一步的，所述继电器控制单元12包括继电器ka0至继电器ka7，所述继电器ka0至继电器ka7分别与所述plc1的q0.0至q0.7 端子连接，所述继电器ka0用于控制风机运行，继电器ka1用于真空断路器储能自动控制，继电器ka2用于真空断路器合闸
自动控制，继电器ka3用于真空断路器分闸自动控制，继电器ka4用于功率控制柜启动自动控制，继电器ka5 用于故障复位自控控制，继电器ka6用于故障输出控制，继电器ka7用于备用。具体的，plc1通过指令控制相对的继电器闭合，则继电器所对应控制回路中的常开触点则闭合，控制所对应的设备运行。
46.在本实用新型中，进一步的，所述第一plc控制模块5、第二plc控制模块13均连接有变送器单元14，所述变送器单元14用于与现场设备进行电压电流信号传输。具体的，变送器单元14包括变送器s1至变送器s4，第二plc控制模块13包括plc2，其中plc2为plc1的拓展模块，变送器s1至变动器s4 分别与plc2连接，变送器s1、变送器s2为加热电流变送器，用于传输加热电流信号，变送器s3用于传输电源侧电压信号，变送器s4用于传输负载侧的电压信号，如此，将检测信号输入plc2中。同时，变送器s1至变送器s4与plc1 的输出端连接，用于控制其输出的电流、电压值至现场的加热设备中，以控制加热温度。
47.在本实施方式中，
48.工作原理：通过外部的温度传感器将检测的温度信号经过温控表wk输入至plc模块1中，同时通过变送器单元14将加热电流信号、电源侧的电压信号以及负载侧的电压信号等输入至plc模块1，上述信号均可通过触摸显示屏2 进行现场显示，也可通过485通讯接口的传输方式与后台监控器3进行通讯，实现触摸显示屏2以及后台监控器3的双控操作。
49.在自动控制模式下，plc模块1依据内部程序自动控制功率控制柜的输出功率，以维持海管温度的恒定。当微机综保单元11或是调功器控制单元等检测到系统出现故障时，plc模块1会自动控制继电器单元12中的继电器动作，以断开电源切断回路。
50.在手动控制模式下，可通过真空断路器手动控制单元6、功率控制柜单元7 等中的对应按钮手动控制系统的启动，利用触摸显示屏2或后台监控3与plc 模块1进行通讯，可以对检测数据进行调试、分析与显示，根据现场实际情况设定调功器cpv
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kz参数以及真空断路器保护整定值，以不同工况条件模拟测试，选定符合现场实际使用的最优参数，确保各种工况下设备运行的安全高效。
51.上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。