CN105955081A - 一种基于光缆传输的工业控制*** - Google Patents

一种基于光缆传输的工业控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光缆传输的电气控制和过程控制***，该***包括现场信号转换箱、现场操作控制箱、现场交换机，配电设备和工业控制计算机***。现场信号转换箱接受仪表传送的信号，转换成数据包，通过光缆经由交换机，通过光缆，传送到工业计算机，由工业计算机通过预先设置组态软件的程序，进行计算，并发出相应的计算结果，经由光缆传送，通过交换机传送到配电开关设备，通过配电柜内的带通讯的马达保护器，读取相应的命令，并作出相应的动作，并通过双向的通讯协议，反馈给工业计算机，从而完成一整套的过程控制。光缆接口是多模光纤接口。现场控制箱的安装位置设有视频监控，该视频监控数据通过光缆接入工业控制计算机。

Description

一种基于光缆传输的工业控制***
技术领域
本发明工业过程控制设备技术领域，特别涉及一种基于光缆传输的工业过程控制***。
背景技术
低压配电柜在配电***中广泛应用，是必不可少的设备。随着自动化的程度越来越高，所需监控监测的内容信息也越来越大，对设备控制的操作点也越来越多，我们所布的控制线也越来越多。大量的导线布置连接，各信号相互会干扰；带电导线长距离的连接，信号会衰减；电流的浪涌会冲击仪表，不得不加装隔离栅，以保护精密的仪表设备等等。
特别是在化工工业现场远程控制领域，传统的二次回路控制在长距离，多回路控制，多信号发送等方面越来越不适用，出现了种种弊端。但现在因无可靠的先进的传送方式替代，只能按照原先方案实施，不但费料：大量二次线布置；费人工：二次线排布；费时间：需逐一配对调试等。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于光缆传输的工业过程控制***。
本发明的技术方案是，一种基于光缆传输的工业过程控制***，该***包括现场信号转换箱、现场操作控制箱、现场光纤交换机、配电柜和工业控制计算机***，现场信号转换箱接受仪表传送的信号，转换成数据包，通过光缆经由交换机，通过光缆，传送到工业计算机，由工业计算机通过预先设置组态软件的程序，进行计算，并发出相应的计算结果，经由光缆传送，通过交换机传送到配电开关设备，通过配电柜内的带通讯的马达保护器，读取相应的命令，并作出相应的动作，并通过双向的通讯协议，反馈给工业计算机，从而完成一整套的过程控制。工业计算机、低压配电柜和现场转换箱、操作箱等都通过光纤连接。
现场控制箱内具有第一微控制器和与其连接的具有光缆接口的第一光电数据转换模块，配电柜内具有第二微控制器、和与其连接的具有光缆接口的第二光电数据转换模块和马达保护器。
光缆接口是多模光纤接口。
现场控制箱的安装位设有视频监控，该视频监控数据通过光缆接入工业控制计算机***的控制室。
有多个现场控制箱通过光缆接入工业控制计算机***。
有多个配电柜通过光缆接入工业控制计算机***。
配电柜内的马达保护器通过接触器连接控制开关。
现场控制箱具有控制按钮、指示灯和接触器。
一种基于光缆传输的工业控制***，包括工业计算机主机和备用主机，还包括多个仪表传感器，每个仪表传感器的现场对应安装一个光电转换模块，光电转换模块用于将视频、开关量、0～10V、4～20mA或者PT电阻值转换成光信号，通过光缆接入交换机，
交换机通过高速光缆与主机和备份主机连接。
马达保护器经过光纤接口同时连接交换机和主机，马达保护器连接马达，马达保护器还连接有现场开关指示器。
光缆接口是多模光纤接口。
在现场设立防爆无线发射装置，并配合防爆平板电脑以及相对应的APP软件，可实行现场移动办公和视屏识别，完成便捷高效的工业过程控制。
本发明的配电柜、现场控制箱和工业控制计算机***通过光缆传输各种控制信号和现场状态信号，包括开闭点信号，4～20mA模拟量等信号。在数据传输上打破了原有总线电缆的百米局限性，依靠高性能的交换芯片和大容量的缓存，在真正实现无阻塞传输交换性能的同时，还提供了平衡流量、隔离冲突和检测差错等功能，保证数据传输时的高安全性和稳定性。
附图说明
图1是本发明的***组成示意图。
图2是本发明一实施例的***组成示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的基于光缆传输的工业控制***，该***包括现场信号转换箱、现场操作控制箱、现场光纤交换机、配电柜和工业控制计算机***，现场控制箱通过光缆与工业控制计算机连接，配电柜通过光缆与工业控制计算机***连接，工业控制计算机***通过光缆与现场控制箱连接，现场控制箱内具有第一微控制器和与其连接的具有光缆接口的第一光电数据转换模块，配电柜内具有第二微控制器、和与其连接的具有光缆接口的第二光电数据转换模块和马达保护器。光缆接口是多模光纤接口。现场控制箱的安装位设有视频监控，该视频监控数据通过光缆接入工业控制计算机***的控制室。可以有多个现场控制箱通过光缆接入工业控制计算机***。可以有多个配电柜通过光缆接入工业控制计算机***。配电柜内的马达保护器通过接触器连接控制开关。现场控制箱具有控制按钮、指示灯和接触器。
以接触器回路控制为例，
主回路为：开关+接触器+马达保护器
控制回路：现场按钮操作，指示灯显示，电流显示
开关负责供电，接触器负责频繁吸合和释放，所有保护控制都有光控马达保护器完成。所有保护都有马达保护器完成，现场设光控启停按钮盒。
配电柜上设启停按钮和指示灯，由按钮发指令给马达保护器，马达保护器得到指令后，辅助触点动作，使接触器做相应的动作。同时，马达保护器内置的光电转换口，将电信号转换成光信号，通过马达保护器专设的光缆接口，输出到现场。
现场在电机旁设光控按钮盒(防爆或非防爆)，与相对应的接触器马保配套，
在现场可操作电机的启停，同时通过光缆的传送，将马达保护器的所有参数同步传送到现场按钮盒上的显示屏，使现场调试人员可清晰的看到所有的数据。
同时通过光分器，将马达保护器的所有参数同步传送到工业控制计算机室，使在现场，在配电室，在工业控制计算机室都可同时看到所需电机的参数，不管距离有多远，数据量有多大，只需一根小小的光缆即可。配合网络的力量，可实行远程监控监测。
配电柜采用固定式安装，控制开关采用固定插拔式，以方便检修更换，接触器、马达保护器采用固定式安装。接触器控制信号，电流电压等所有信号全部接入马达保护器，通过光口分别接至现场控制和工业控制计算机控制接口，由现场控制箱发送命令，控制接触器启动停止，工业控制计算机作为监控，实时监测电机运转情况，在必要时发送命令，停止电机工作。
现场控制箱：把现场所有数据包括：压力，温度，流速，流量等等信号，以及视频信号，通过光口送至工业控制计算机室，供值班人员监控记录。
如图2所示，一种基于光缆传输的工业控制***，包括主机和备用主机，
还包括多个仪表传感器，每个仪表传感器的现场对应安装一个光电转换模块，光电转换模块用于将视频、开关量、0～10V、4～20mA或者PT电阻值转换成光信号，通过光缆接入交换机，
交换机通过高速光缆与主机和备份主机连接。
马达保护器经过光纤接口同时连接交换机和主机，马达保护器连接马达，马达保护器还连接有现场开关指示器。
光纤收发器将***从铜线升级到光纤，可减少资金、人力或时间等成本。为用户提供了一种廉价的方案。光纤收发器的作用是，将要发送的电信号转换成光信号，并发送出去，同时，能将接收到的光信号转换成电信号，输入到接收端。

Claims (9)

1.一种基于光缆传输的工业过程控制***，其特征在于，该***包括现场信号转换箱、现场操作控制箱、现场交换机，配电柜和工业控制计算机***，现场信号转换箱接受仪表传送的信号，转换成数据包，通过光缆经由交换机，通过光缆，传送到工业计算机，由工业计算机通过预先设置组态软件的程序，进行计算，并发出相应的计算结果，经由光缆传送，通过交换机传送到配电开关设备，通过配电柜内的带通讯的马达保护器，读取相应的命令，并作出相应的动作，并通过双向的通讯协议，反馈给工业计算机，从而完成一整套的过程控制，工业计算机、低压配电柜和现场转换箱、操作箱等都通过光纤连接，
现场控制箱内具有第一微控制器和与其连接的具有光缆接口的第一光电数据转换模块，配电柜内具有第二微控制器、和与其连接的具有光缆接口的第二光电数据转换模块和马达保护器。
2.如权利要求1所述的基于光缆传输的工业控制***，其特征在于，光缆接口是多模光纤接口。
3.如权利要求1所述的基于光缆传输的工业控制***，其特征在于，现场控制箱的安装位设有视频监控，该视频监控数据通过光缆接入工业计算机统的控制室。
4.如权利要求1所述的基于光缆传输的工业过程控制***，其特征在于，有多个现场控制箱通过交换机经由光缆接入工业控制计算机***。
5.如权利要求1所述的基于光缆传输的工业过程控制***，其特征在于，有多个配电柜通过光缆接入工业控制计算机***。
6.如权利要求1所述的基于光缆传输的工业过程控制***，其特征在于，配电柜内的接触器是由马达保护器通过接受工业控制计算机的命令后，作出相应触点的动作，从而使接触器分合。现场按钮盒的控制，也是通过信号转换箱，经由交换机，通过光缆传送到工业控制计算机，经过运算后，再经过光纤传送到马达保护器，是接触器吸合或断开。
7.如权利要求1所述的基于光缆传输的工业工程控制***，其特征在于，现场控制箱具有控制按钮、指示灯和液晶面板，显示相对应设备的运行数据。
8.一种基于光缆传输的工业过程控制***，其特征在于：工业过程控制计算机，同时包括主机和备用主机，且同时在线，主机和备用主机之间可随时热切换，
同时还包括多个仪表传感器，每个仪表传感器的现场对应安装一个光电转换模块，光电转换模块用于将视频、开关量、0～10V、4～20mA或者PT电阻值转换成光信号，通过光缆接入工业控制计算机，
交换机通过高速光缆与主机和备份主机连接。
9.如权利要求8所述的基于光缆传输的工业过程控制***，其特征在于，马达保护器控制***经过光纤连接工业控制计算机，马达保护器一次电力***直接连接马达，马达保护器在现场还设有开关指示器及液晶屏。
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