CN104571038A - 电力设备智能控制与管理服务系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力设备控制与管理技术领域，公开了一种电力设备智能控制与管理服务系统。其包括一个或者多个设备从机，设备从机的一端和的被控制设备连接，设备从机的另一端和巡检数据总线连接，所述的巡检数据总线连接和控制主机连接。本发明通过控制主机每一秒钟，对所管辖的设备从机进行巡检一次，及时的把各种设备的故障以短信的方式，发送给设备维护人员，使设备发生故障“萌芽”时，第一时间通知维护人员进行维修，避免故障的延伸和扩大，让故障在“萌芽”中得到及时解决和处理，使得设备维修简单、快捷。

Description

电力设备智能控制与管理服务系统
技术领域
本发明属于电力设备控制与管理技术领域，具体涉及一种电力设备智能控制与管理服务系统。
背景技术
目前我国在电力拖动控制设备中的缺点：
1、电力拖动设备的主要对象是电动机和日常生活用电设备，但是我们现有对电动机控制的设备、器件，都不是一对一的精确控制方式，这些控制器件在使用中，必须要依靠人为的调节和估算来确定对设备的控制合理度，而恰恰是这些确定控制度的决策者，都是凭自己固有的经验等因素来定义控制值，加上保守值偏差，再加上机械设计估算值、经验值的偏差，结果造成部分电动机、电器线路长期处于严重过载运行状态，有的电动机甚至已经严重过热，控制设备还不能执行控制，综上所述，传统的电力控制设备在实际使用中存在控制精度不高，控制可靠性差的缺点。
2、传统的电力控制设备在生产应用中和组织管理不沾边，生产主管及更高层管理者根本不了解设备和线路处在一个什么状态下，待生产线停下来才去控制局面；日常工作中管理者不容易控制设备维护人员的工作责任心，造成企业生产维护成本偏高，设备利用率偏低，形成维护成本的很大浪费。
截至目前，国内在电力拖动控制方面，还没有从控制到管理一体化的控制管理系统，没有这方面的新技术或者新设备的问世，使国家在设备合理使用和控制上、生产高效与管理上形成盲区。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种电力设备智能控制与管理服务系统，能够及时、准确、快捷的将电力设备故障反馈至维护人员，并且在自我维护的基础上能够及时准确的督导维修人员及时排解电器设备“萌芽”故障， 实现电器设备维护与自我管理的合理化，实现没有领导的自我管理机制。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力设备智能控制与管理服务系统，包括一个或者多个设备从机，设备从机的一端和被控制设备连接，另一端和巡检数据总线连接，所述的巡检数据总线和控制主机连接。
所述的控制主机内部包括连接外部的市电电源和内部的UPS电源，UPS电源与所述的自动巡检模块连接，自动巡检模块一端和外部的巡检数据总线连接，一端和数据包预设与调整模块连接，数据包预设与调整模块连接后方的数据包汉化模块，数据包汉化模块又和短信编辑与发送模块连接。
所述的设备从机，其内部包括一个主控开关，主控开关和从机控制器内部的控制器件交流接触器连接，控制器件交流接触器和电磁脱扣器连接，控制器件交流接触器又经过三相电流测量互感器和连接有外部电器的导线连接，三相电流测量互感器和套在三相电源输出导线上的零序电流互感器全部和微处理器连接，微处理器又和巡检数据总线连接。
所述的设备从机包括过程控制从机和终端控制从机，过程控制从机是设置在配电室到供电线路中的，或者是用于局域线路需要监控供电线路的；终端控制从机是设置在用电设备终端电动机前面的。
所述的一台控制主机最多可以对255个设备从机实现自动巡检检查，所述的设备从机数量可以根据外部用电设备的实际需求来调整。
如上所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其控制主机内部的检测及工作原理方法为：巡检数据总线在微处理器程序的操控下，每隔一秒钟发送和接收每一台设备从机的反馈数据到自动巡检模块，对反馈的数据经过数据包预设与调整模块进行归类和判断后，由数据包汉化模块将要发送的信息传输到短信编辑与发送模块內，当某台设备从机反馈故障信息后，短信编辑与发送模块在内部程序的控制操作下，按照约定的管理格式进行选择性发送故障短信。
如上所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其设备从机内部的检测及工作原理方法为：系统电源经过主控开关给从机控制器供电，电源到达控制器件交流接触器，控制器件交流接触器在正常操作下启动，开始向后面的被控制设备供电，被控制设备可以直接是电动机或其他用电设备、电器件，电路开始运行后，在运行中内部设置的三相电流测量互感器以及零序电流互感器都开始工作， 这些测量数据源源不断的传送给微处理器，微处理器在内置管理程序的控制下进行诊断，将诊断数据传递到巡检数据总线接口，等待主机巡检数据包的到来索取；当故障产生时，微处理器自我诊断发出应急处理信号，直接操作从机控制器内部的电磁脱扣器进行对控制器件交流接触器的强制性处理，或者继续发出对连带系统的强制性处理信号给主控开关，强制停止系统供电。
本发明的有益效果：本发明包括控制主机和设备从机两部分，控制主机每一秒钟，对所管辖的设备从机进行自动巡检一次，及时的把各种设备的故障以短信的方式，发送给设备维护人员，使设备发生故障“萌芽”时，第一时间通知维护人员进行维修，避免故障的延伸和扩大，让故障在“萌芽”中得到及时解决和处理，使得设备维修简单、快捷，其突出效果具体可以概括为以下几点：
①、多级短信管理模式，规避了维护人员的惰性和盲目性，使其有的放矢的对电器设备、线路的维护管控，减少企业不必要的的开支，实现企业利益最大化；
②、该服务系统的设备从机和客户用电设备实现一对一控制方式，控制精度高；
③、该服务系统的设备从机发现设备萌芽故障的信息量大、及时、准确；
④、该服务系统除了具备现有设备控制常用的短路、电压过高或者过低、电流过大、三相不平衡、线路漏电、缺相设置外，还设有高精度的虚接电路故障告知功能。
附图说明
本发明共有附图5张，其中： 
图1是本发明总体结构示意图。
图2是本发明控制主机内部结构示意图。
图3是本发明设备从机内电路结构示意图。
图4和图5是本发明电路监测原理示意图。
附图中：1、被控制设备，2、设备从机，3、设备地址故障码，4、巡检数据总线，5、自动巡检模块，6、数据包预设与调整模块，7、数据包汉化模块，8、短信编辑与发送模块，9、UPS电源，10、市电电源，11、微处理器，12、系统 电源，13、主控开关，14、从机控制器，15、控制器件交流接触器，16、电磁脱扣器，17、三相电流测量互感器，18、导线，19、零序电流互感器，20、启动电流图形，21、正常运行电流图形，22、短路电流图形，23、过载电流图形，24、虚接电流图形，25、控制主机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的描述。
从技术理论方面，电动机的故障来源有以下几个方面：
①电源方面：供电电压过高或过低、三相不平衡、缺相、电路有虚接存在、不可预见其它因素；
②电动机自身方面：自身机械故障、电器绝缘度下降、其它外力造成的故障；
③电动机负荷故障：这是电动机的主要故障，其故障判断比较直观，总体上各种故障的具体体现就是，供电电路的某一时间内的电流超过预定值，有的电流值存在长期超过设定值运行，慢慢破坏电动机的可靠性，有的则是短时间内破坏电动机的可靠性。
电动机的运行环境是十分复杂的，影响它正常工作的因素如上所述，设备维护人员不可能总是在不停的对所有设备巡检，只能发现某个电器件损坏或者某台电动机烧毁才能去进行维护。
但多数情况下，电器故障不是瞬间发生的，许多故障是长时间存在在运行电路中慢慢恶化的结果，例如：电源的三相不平衡、电压偏高或偏低、电机绝缘下降、电机因外力造成的局部匝间短路、电机制造过程中的原始缺陷，通过以上描述，结合本发明的工作原理，本发明的优点显而易见。
结合附图，控制主机的运行原理是：巡检数据总线4在微处理器11内部程序的操控下，每隔一秒钟发送和接收每一台设备从机2的反馈数据到自动巡检模块5，对反馈的数据经过数据包预设与调整模块6进行归类和判断后，由数据包汉化模块7将要发送的信息传输到短信编辑与发送模块8內，当某台设备从机2反馈故障信息后，短信编辑与发送模块8在内部程序的控制操作下，按照约定的管理格式进行选择性发送故障短信。
一台被控制设备1的电动机与供电电源之间，都有一台电力控制设备，在这 个电力控制设备的控制系统中安装一个设备从机2，参与设备控制的全过程，从中获取设备运行中电路上各种参数，这些参数与设备从机2內的微处理器11一起在本机设置程序的控制下工作。当被控制设备1的电机运行中出现某一个偏离设置参数时，控制程序自动溢出设备地址故障码3，现约定一下20种设备地址故障码：(1)“电压有异常”；(2)“A相短路”；(3)“B相短路”；(4)“C相短路”；(5)“A相启动过载”；(6)“B相启动过载”；(7)“C相启动过载”；(8)“A相已过载1.2倍”；(9)“B相已过载1.2倍”；(10)“C相已过载1.2倍”；(11)“A相已过载1.5倍”；(12)“B相已过载1.5倍”；(13)“C相已过载1.5倍”；(14)“A相已过载1.8倍”；(15)“B相已过载1.8倍”：(16)“C相已过载1.8倍”；(17)“设备有漏电”；(18)“A相有虚接”；(19)“B相有虚接”；(20)“C相有虚接”。
本发明在控制主机25内部程序的控制下，以每秒钟一次的速度，向管辖区内的设备从机2进行自动巡检，即定期对每一台设备从机2发送数据包，诊断每一台设备从机2的工作状态，检测时，其检测原理是通过附图4和附图5的工作原理图来对电路中电流异常进行检测，根据设备运行时所体现出的电流值不同来确定异常的产生，例如，启动电流图形20比正常运行电流图形21稍高一些，但比较平稳并持续时间短，短路电流图形22电流值超高，过载电流图形23和启动电流图形20相仿，但是过载电流图形23为持续高电流，虚接电流图形24波形断续，不平稳。当巡检到某一台被控制设备1有某种故障编码时，控制主机25对故障定性后，按照管理级别分时发送该台设备的故障现象短信，通知设备维护人员及时采取应对措施，避免故障的扩大和发展。
设备从机2负责采集和处理被控制设备1运行过程中，电路上各种运行参数，通过电压测量元件采集电路电压有无异常；通过设立在三相电源线路上的三相电流测量互感器17采集电路运行的每一时刻的运行电流；通过设立的零序电流互感器19采集整个电路有无异常漏电信息，当采集到三相电压信号、三相电流信号和零序电流信号后，通过导线传输至微处理器11，在内部程序的控制下，进行各种数据的分析和记录整理，完善每一个时刻电机运行的状况，从而实现设备从机2在电机运行过程的监控任务。
设备从机可分为终端控制从机和过程控制从机两种检测模式，终端控制从机控制的是三相平衡式负荷电动机，不涉及漏电检测，主要针对于工厂设备使用； 而过程控制从机是应用在人们日常生活中的各种控制环境下，必须有分级别的漏电检测控制，该系统中通过对三相电流的程序分析，能及时诊断设备运行中某一相或三相中有虚接故障的存在，电器线路中的虚接故障是电器火灾和造成电机缺相的主要根源，及时排除电路中虚接运行是在在电器维护中，诊断最麻烦、最容易忽视问题。
参照附图3，本发明设备从机2内部工作原理如下，系统电源12经过主控开关13给从机控制器14供电，当电源到达主控开关13，主控开关13在外部的正常操作下启动，开始向后期被控制设备1供电，所述的被控制设备可以直接是电动机或其他用电设备、器件，在运行过程中，从机控制器14内部设置的三相电流测量互感器17和零序电流互感器19开始工作，将测量数据源源不断的送给微处理器11，微处理器11在内置管理程序的控制下进行诊断，将诊断数据传递到巡检数据总线4，等待控制主机25巡检数据包的到来索取，设备地址故障码3产生时，微处理器11自我诊断发出应急处理信号，直接操作内部电磁脱扣器16进行强制性处理，或者继续发出对连带系统的强制性处理信号，给主控开关13强制停止供电。

Claims (7)

1.一种电力设备智能控制与管理服务系统，其特征在于：包括一个或者多个设备从机，设备从机的一端和被控制设备连接，另一端和巡检数据总线连接，所述的巡检数据总线和控制主机连接。
2.如权利要求1所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其特征在于：所述的控制主机内部包括连接外部的市电电源和内部的UPS电源，UPS电源与自动巡检模块连接，自动巡检模块一端和外部的巡检数据总线连接，一端和数据包预设与调整模块连接，数据包预设与调整模块连接后方的数据包汉化模块，数据包汉化模块又和短信编辑与发送模块连接。
3.如权利要求1所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其特征在于：设备从机内部包括一个主控开关，主控开关和从机控制器内部的控制器件交流接触器连接，控制器件交流接触器和电磁脱扣器连接，控制器件交流接触器又经过三相电流测量互感器和连接有外部电器的导线连接，三相电流测量互感器和套在三相电源输出导线上的零序电流互感器全部和微处理器连接，微处理器又和巡检数据总线连接。
4.如权利要求1所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其特征在于：所述的设备从机包括过程控制从机和终端控制从机，过程控制从机是设置在配电室到供电线路中的，或者是用于局域线路需要监控供电线路的；终端控制从机是设置在被控制设备终端电动机前面的。
5.如权利要求1所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其特征在于：所述的一台控制主机最多可以对255个设备从机实现自动巡检检查，所述的设备从机数量可以根据外部被控制设备的实际需求来调整。
6.如权利要求1所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其特征在于：控制主机内部的检测及工作原理方法为：巡检数据总线在微处理器程序的操控下，每隔一秒钟发送和接收每一台设备从机的反馈数据到自动巡检模块，对反馈的数据经过数据包预设与调整模块进行归类和判断后，由数据包汉化模块将要发送的信息传输到短信编辑与发送模块内，当某台设备从机反馈故障信息后，短信编辑与发送模块在内部程序的控制操作下，按照约定的管理格式进行选择性发送故障短信。
7.如权利要求1所述的一种电力设备智能控制与管理服务系统，其特征在于：设备从机内部的检测及工作原理方法为：系统电源经过主控开关给从机控制器供电，电源到达控制器件交流接触器，控制器件交流接触器在正常操作下启动，开始向后面的被控制设备供电，被控制设备可以直接是电动机或其他用电设备、电器件，电路开始运行后，在运行中内部设置的三相电流测量互感器以及零序电流互感器都开始工作，这些测量数据源源不断的传送给微处理器，微处理器在内置管理程序的控制下进行诊断，将诊断数据传递到巡检数据总线接口，等待主机巡检数据包的到来索取；当故障产生时，微处理器自我诊断发出应急处理信号，直接操作从机控制器内部的电磁脱扣器进行对控制器件交流接触器的强制性处理，或者继续发出对连带系统的强制性处理信号给主控开关，强制停止系统供电。
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