智能臺區監控終端的製作方法
2023-12-05 23:52:06 1
智能臺區監控終端的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能臺區監控終端，它由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流採樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、乙太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊等組成。主控模塊是整個裝置的核心，具備峰、谷、平電能量採集和累計、時鐘對時、規約解釋等功能。數據採集包括狀態量採集、門節點、電能表數據採集、交流模擬量採集、直流模擬量採集和無功補償。通信接口負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路。
【專利說明】智能臺區監控終端
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是農網智能臺區監控終端，屬於農網技術改造領域。
【背景技術】
[0002]當前，農網配電臺區配置多樣，由於存在多個系統，加重了管控和維護任務。而各系統之間彼此孤立，導致了信息不能達到有效地共享，運行人員無法及時地獲知現場的實時運行情況，抄總表、設置漏電、投切開關等必須到現場，採用人工統計報表的方式。功能單一，沒有統一的監測裝置，缺乏對配電臺區無功補償等電能質量問題的有效監控和綜合管理。因此，要使配電臺區達到信息化，自動化及綜合管理的要求，必須建設集多功能於一體的智能配電臺區。
[0003]2010年I月20日，國家電網公司「農村智能配電網試點工程配套關鍵技術應用研究」項目啟動會在北京召開。項目緊密圍繞國家電網公司智能電網發展目標，立足農村配電網現狀及智能配電網發展需求，解決農村智能配電網建設中的關鍵技術問題，提供相應技術解決方案及配套軟硬體，依託技術研究成果，建設農村智能配電網試點工程，為農村智能配電網的建設提供理論、技術及實踐依據。
[0004]2011年4月，國家電網公司正式推出相關標準:Q/GDW 615-2011《農網智能配變終端規範和技術條件》和Q/GDW 614-2011《農網智能型低壓配電箱功能規範和技術條件》。
【發明內容】
[0005]為了把終端設計成集配變監測終端、無功補償控制器、抄表集中器和電能質量監測儀四種裝置於一體的新型智能監控終端，需要實現如下單元模塊:
[0006]1、交流遙測模塊:它首先把交流220V/110V/5A/1A的信號經過PT/CT變換成適合AD晶片的小信號，然後AD晶片對這些小信號進行採樣保持，最後變換成數位訊號輸出到CPU ；
[0007]2、開入遙信模塊:對現場狀態量進行採集，採用光電隔離把終端內外的信號隔離；
[0008]3、開出遙控模塊:控制DC24V繼電器線圈，從繼電器觸點輸出，控制現場保護開關;
[0009]4、無功投切模塊:控制DC12V光耦，控制電容投切開關。
[0010]5、通信模塊:把CPU發出的數據按照不同的接口發送出去，譬如RS485，同時也接收外面的設備發給終端的數據；
[0011]6、CPU主控模塊；包括CPU迴路、存儲迴路以及相關接口迴路，實現遙測、遙信、遙控、存儲、通信等任務。
[0012]本發明實現上述目的採樣的技術方案為:一種智能臺區監控終端，其特徵在於:它由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流採樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、乙太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊組成；
[0013]所述主控單元是整個裝置的核心，進行峰、谷、平電能量採集和累計、時鐘對時、規約解釋；
[0014]所述交流採樣模塊負責狀態量採集、門節點、電能表數據採集、交流模擬量採集、直流模擬量採集和無功補償；
[0015]所述通訊接口模塊負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路；
[0016]所述液晶顯示及按鍵模塊、交流採樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、乙太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊分別與所述主控單元相連。
[0017]有益效果:終端具有和低壓保護開關和無功補償開關的接口能力；具有豐富的通信組網能力，既有乙太網、GPRS無線遠程組網手段，又具備zigbee、電力載波、RS485通信臺區就地組網能力；終端具有電力行業傳統的電力「三遙」能力，即:遙測、遙信、遙控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0019]圖1為本實用新型結構框圖；
[0020]圖2為交流遙測模塊原理圖；
[0021]圖3為開入遙信模塊原理圖；
[0022]圖4為開出遙控模塊原理圖；
[0023]圖5為通信模塊原理圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0025]圖1為本實用新型結構框圖，圖2-5分別為交流遙測模塊、開入遙信模塊、開出遙控模塊、通信模塊。本實施例的智能臺區監控終端，該終端是配電臺區的控制中樞，它負責智能配電臺區與主站、智能控制與保護開關的通信聯絡，採集、計算、存儲配電臺區變壓器的各類數據，控制「智能控制與保護開關」和無功補償電容的投切，它是集配變監測終端、無功補償控制器、抄表集中器和電能質量監測儀四種裝置於一體的新型智能監控終端。終端硬體主要由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流採樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、乙太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊等組成。主控模塊是整個裝置的核心，具備峰、谷、平電能量採集和累計、時鐘對時、規約解釋等功能。數據採集包括狀態量採集、門節點、電能表數據採集、交流模擬量採集、直流模擬量採集和無功補償。通信接口負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路。
[0026]終端CPU採用性價比高的M3晶片，外帶支持存儲迴路，包括SDRAM、NOR FLASH,NAND FLASH等；採用AD7606晶片完成交流採樣功能，實現電壓電流的採樣；採用光耦輸入把外置的開關信號耦合到總線buffer，從而實現遙信功能；採用輸出buffer，然後通過繼電器輸出來實現遙控功能；通過CPU計算採樣的U、1、P、Q、cos Φ，然後判斷是否電容投切，採用12V光耦投切和投切開關接口，從而實現無功補償功能；最後，充分利用CPU的通信資源，把接口按照標準做成RS485、乙太網等通信接口，從而實現終端通信組網功能。
[0027]雖然本發明已較佳實例公開如上，但它們並不是用來限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，自當可作各種變化或潤飾，因此本發明的保護範圍應該以本申請的權利要求保護範圍所界定的為準。
【權利要求】
1.一種智能臺區監控終端，其特徵在於:它由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流採樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、乙太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊組成； 所述主控單元是整個裝置的核心，進行峰、谷、平電能量採集和累計、時鐘對時、規約解釋； 所述交流採樣模塊負責狀態量採集、門節點、電能表數據採集、交流模擬量採集、直流模擬量採集和無功補償； 所述通訊接口模塊負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路； 所述液晶顯示及按鍵模塊、交流採樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、乙太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊分別與所述主控單元相連。
2.根據權利要求1所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:終端具有和低壓保護開關的接口能力。
3.根據權利要求1所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:終端具有和無功補償開關的接口能力。
4.根據權利要求1所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:終端具有無功補償的分析與判斷能力。
5.根據權利要求3或4所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:通過CPU計算採樣的U、1、P、Q、cos #，然後判斷是否電容投切，採用12V光耦投切和投切開關接口，從而實現無功補償。
6.根據權利要求1所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:終端具有豐富的通信組網能力，既有乙太網、GPRS無線遠程組網手段，又具備zigbee、電力載波、RS485通信臺區就地組網能力。
7.根據權利要求1所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:利用CPU的通信資源，把接口按照標準做成RS485、乙太網通信接口，從而實現終端通信組網。
8.根據權利要求1所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:終端具有遙測、遙信、遙控能力。
9.根據權利要求8所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:採用光耦輸入把外置的開關信號耦合到總線buffer，從而實現遙信功能；採用輸出buffer，然後通過繼電器輸出來實現遙控功能。
10.根據權利要求1所述的智能臺區監控終端，其特徵在於:所述主控單元採用性價比高的M3晶片，外帶支持存儲迴路，包括SDRAM、NOR FLASH, NAND FLASH ;所述交流採樣模塊採用AD7606晶片完成交流採樣，實現電壓電流的採樣。
【文檔編號】H02J13/00GK204089352SQ201420618367
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】任彬, 方斌斌, 張瑞 申請人:南京國電南自城鄉電網自動化工程有限公司