儀控配電柜斷路器故障信號檢測設計方案介紹

　　1概述
　　
　　儀控電源包括交流380V電源、交流220V電源、直流220V（110V）電源、直流48V電源、直流24V電源等，是保證儀控設備安全正常運行的重要基礎。儀控電源需從廠用低壓配電裝置或直流網絡取得，供給儀控設備如電動門、電磁閥、儀表等并構成獨立的配電回路,配電回路需設置斷路器,并且斷路器配置了斷路器的過載、短路動作會改變的故障信號觸點。為了監視斷路器故障，下文將介紹繼電器和開關量測量前端檢測斷路器故障信號的兩種設計方案等。
　　
　　2繼電器檢測方案
　　
　　采取繼電器檢測斷路器故障信號原理圖如下圖1

　　
　　上圖中斷路器K1HS-KnHS為配電柜當配電柜中任一斷路器故障,則其輔助觸點斷路器K1~Kn的故障分斷報警輔助觸點。閉合，這時繼電器EJ閉合,從而通過裝設的指示燈L報警,另外還可以把繼電器EJ輸出信號送至機組分散控制系統報警。
　　
　　此方案優點是簡單，易于實現,成本較低；缺點是僅可以判斷整組斷路器的故障,無法直接判斷是其中哪一個斷路器故障,需要在艦側現場查看判斷。
　　
　　3開關量測量前端檢測方案
　　
　　為了直接判斷是哪一個斷路器故障,需要將斷路器故障分斷報警信號分別接至機組分散控制系統,方法有兩種：一種是硬接線直接至機組分散控制系統（DCS），但是將導致機組分散控制系統I/O點數量、電纜等增加；另一種是借鑒機組DCS遠程I/O設置思路，在配電柜內設置開關量測量前端,配電柜斷路器K1HS~KnHS的故陣分斷報警輔助觸點直接接至開關量測量前端,各開關量測量前端互聯后再和機組分散控制系統通訊，與機組分散控制系統通訊連接如下圖2:

　　
　　此方案方便直接判斷某個斷路器故障，功能較強，但是成本較髙，實現起來比較復雜。
　　
　　4開關量測量前端特點
　　
　　（1）真正的雙總線網絡
　　
　　雙串口測量前端,構成網絡后兩條總線可同時進行通訊而互不影響,兩條網絡可采用不同的波特率和協議，也可同時連接到兩個不同的系統,是真正的雙總線網絡。
　　
　　（2）開放性強
　　
　　采用了現場總線技術,具有很好的開放性，通訊協議是*開放和公開的，非常易于和其他系統特別是DCS進行聯網。
　　
　　（3）現場顯示和組態
　　
　　帶有LED指示,用于指示前端的工作和通訊狀態,用于顯示測量和組態數據,方便調試和維護,并可進行現場組態。
　　
　　（4）網絡冗余
　　
　　提供了雙網冗余功能，是真正的的冗余接口。每臺前端的CPU內有兩個可同時工作的UART,兩條總線可以同時并行工作，極大的提髙了總線型網絡的可靠性.
　　
　　（5）高抗*力和環境適應性
　　
　　采用的平衡差動傳輸方式及針對工業環境惡劣特點而設計的箱體結構,具有非常強的環境適應和抗*力。
　　
　　5開關量測量前端網絡技術指標
　　
　　掛網主站數:1-2臺
　　
　　前端地址定義范圍為~255
　　
　　主站類型：DCS、工控機、兼容機、筆記本、便攜機
　　
　　掛網從站數（即一個網絡內可掛接的前端數）：≤50
　　
　　網絡拓撲結構：線性總線,距離較長時在兩瑞有終端器（匹配電阻），短截線≤0.3m，無分支。
　　
　　傳輸介質：屏蔽雙絞線通訊速率:9.6k、19.2k,38.4k、115.2k可設定
　　
　　基本通訊距離:1.2km
　　
　　網絡通訊方式：半雙工異步通訊
　　
　　通訊物理層：RS485
　　
　　網絡隔離度:600V
　　
　　數據格式個起始位、8個數據位、1個停止位,無奇偶校驗
　　
　　通訊協議:MODBUSRTU
　　
　　通訊校驗:CRC循環冗余校驗
　　
　　6與分散控制系統接口
　　
　　通訊方式：半雙工異步通訊
　　
　　口型號:RS485
　　
　　通訊協議:MODBUSRTU
　　
　　主從關系：以DCS為主站,遠程I/O前端為從站
　　
　　通訊速率:9.6k、19.2k,38.4k,115.2k可設定
　　
　　數據格式:起始位1/數據位8/停止位1/無奇偶校驗
　　
　　7小結
　　
　　繼電器檢測斷路器故障信號方案簡單，功能簡單,費用較低;開關量測量前端檢測斷路器故障信號方案復雜，功能較強，費用較高。這兩種方案為工程設計提供了參考,可以根據業主要求選擇確定。