CN104615038A - 智能型负荷预警测控管理装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

一种智能型负荷预警测控管理装置及其监控方法，包括CPU模块、串口模块、采集模块、信号接点模块、报警模块和运行指示模块，采集模块通过低通滤波电路与A/D转换电路连接CPU模块的信号输入端，CPU模块的第一信号输出端通过信号接点模块连接报警模块，CPU模块的第二信号输出端通过串口模块连接运行指示模块，所述CPU模块含有：采集通信装置、LED发送装置、负荷告警装置、短信发送装置；可以正确反映负荷情况，并依据用户协议容量采集实时需量采取预告警、超限声光告警、短信提示告警、开出控制负荷出力等措施及时反映过负荷等异常情况。

Description

智能型负荷预警测控管理装置及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种测控管理装置及其监控方法，尤其是一种智能型负荷预警测控管理装置及其监控方法，属于信息测控技术领域。

背景技术

电力负荷控制装置是为实行计划用电施行的一项技术手段，其原理就是跟踪检测用电负荷的大小，当负荷超过所设定的负荷定值时，先报警提示，后跳闸切断负荷的一种自动装置。

据申请人了解，现有装置从主变高压侧采电流、电压信号，在装置内计算负荷大小的，也有直接从高压侧全数字多功能电子表的脉冲输出取负荷大小信号的，信号经过内部的比较及延时电路，输出报警或跳闸信号，从而达到控制负荷的目的。

然后，现有产品存在实现功能单一，判据简单，无处理手段的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出的智能型负荷预警测控管理装置，可以正确反映负荷情况，并依据用户协议容量采集实时需量采取预告警、超限声光告警、短信提示告警、开出控制负荷出力等措施及时反映过负荷等异常情况。

为了达到以上目的，本发明的一种智能型负荷预警测控管理装置，包括CPU模块、串口模块、采集模块、信号接点模块、报警模块和运行指示模块，所述采集模块通过低通滤波电路与A/D转换电路连接所述CPU模块的信号输入端，所述CPU模块的第一信号输出端通过所述信号接点模块连接报警模块，所述CPU模块的第二信号输出端通过串口模块连接所述运行指示模块，其特征在于，所述CPU模块含有：

采集通信装置，用以接收所述采集模块采集的数据并存储;

LED发送装置，用以调用所述采集通信装置实时采集的数据，并将数据发送至运行指示模块;

负荷告警装置，用以将所述通信装置实时采集的数据与设定好的限度值进行对比，当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第一设定时间时，间断闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块间断告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第二设定时间时，完全闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块连续告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第三设定时间时，所述信号接点模块的跳闸接点闭合；所述第三设定时间大于所述第二设定时间，所述第二设定时间大于所述第一设定时间；

短信发送装置，当所述负荷告警装置提示告警实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间超过大于第三设定第四设定时间，启动发送装置，并在第一启动之后每间隔第五设定时间启动一次发送装置。

通讯接口模块与智能数据采集设备通讯连接或通过数据采集模块采集PT、CT二次值后经低通滤波电路及A/D转换电路输入到CPU模块中，经中央处理器统计、计算、分析、判别、存储，发出各项指令，经开入开出板输出控制现场一次设备，并与运行指示模块通讯连接。

本发明的优选方案是所述所述低通滤波电路为RC滤波回路,包括第一滤波电阻、第一滤波电容、第二滤波电阻和第二滤波电容，所述第一滤波电阻串联第一滤波电容，所述第一滤波电容上并联串联的所述第二滤波电阻和所述第二滤波电容构成二阶滤波回路。

优选地，判断越线的方法为作差比较，通过函数e=a(t)-f将实时采集的数据与设定好的限度值进行比较,a(t）为实时采集的负荷值，f为设定好的负荷限度值。

优选地，第一设定时间为30s，第二设定时间为5min。第三设定时间为10min，第四设定时间为3min，第五设定时间为1min。

优选地，CPU模块包括主芯片，主芯片的数据线引脚连接存储芯片，主芯片的晶振输出引脚连接FLASH芯片的晶振输出端。

优选地，主芯片采用32位控制器MC68332芯片，存储芯片为R1LP0408CSP-5SI，Flash芯片为AM29F800BT芯片。

优选地，A/D转换电路包括AD采样器、采样运算放大器和模拟多路复用器，AD采样器的输出端与采样放大器的输入端连接，采样放大器的输出端通过模拟多路复用器连接主芯片的输入引脚。

优选地，A/D采样器采用AD7865采样芯片,采样运算放大器采用OPA4277采样芯片,模拟多路复用器采用MPC509芯片。

一种智能型负荷预警测控监控方法，在CPU模块、串口模块、采集模块、信号接点模块、报警模块和运行指示模块构成的装置中，采集模块通过低通滤波电路与A/D转换电路连接CPU模块的信号输入端，CPU模块的第一信号输出端通过信号接点模块连接报警模块，CPU模块的第二信号输出端通过串口模块连接运行指示模块，CPU模块运行如下步骤：

第一步，采集通信步骤，用以接收所述采集模块采集的数据并存储。

第二步，LED发送步骤，用以调用所述采集通信步骤实时采集的数据，并将数据发送至运行指示模块。

第三步，负荷告警步骤，用以将所述通信步骤实时采集的数据与设定好的限度值进行对比，当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第一设定时间时，间断闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块间断告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第二设定时间时，完全闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块连续告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第三设定时间时，所述信号接点模块的跳闸接点闭合；所述第三设定时间大于所述第二设定时间，所述第二设定时间大于所述第一设定时间。

第四步，短信发送步骤，当所述负荷告警步骤提示告警实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间超过大于第三设定第四设定时间，启动发送步骤，并在第一启动之后每间隔第五设定时间启动一次发送步骤。

本发明有益效果为：可以实时采集总进线实时需量，判别实时需量是否超出供电协议容量，并依据用户的协议容量采集实时需量采取预告警、超限声光告警、短信提示告警、开出控制负荷出力等措施提醒操作人员及时调整负荷，指导电力用户根据负荷情况合理安排生产，提高企业的生产效率；与显示设备相连，及时反映进线和出线的负荷实时值，防止电力用户应超容而产生违约用电罚款，降低企业的生产成本，确保电力用户设备的正常运行。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明低通滤波电路电路图。

图3为本发明的软件主流程图。

图4为本发明采集通信步骤的流程图。

图5为本发明LED发送步骤的流程图。

图6为本发明负荷告警步骤的流程图。

图7为本发明短信发送步骤的流程图。

具体实施方式

实施例一

一种智能型负荷预警测控管理装置，如图1所示，包括CPU模块1、串口模块2、采集模块3、信号接点模块4、报警模块5和运行指示模块6，CPU模块1与各个模块之间的连接采用RS485串口通信模式，其特征是，采集模块3通过低通滤波电路7与A/D转换电路8连接CPU模块1的信号输入端，CPU模块1的第一信号输出端通过信号接点模块4连接报警模块5，CPU模块1的第二信号输出端通过串口模块2连接运行指示模块6，CPU模块含有：

采集通信装置，用以接收所述采集模块3采集的数据，再判断采集的数据正确性，并将正确的数据处理后存储。

LED发送装置，用以调用所述采集通信装置实时采集的数据，并将数据汇总后发送至运行指示模块。

负荷告警装置，采集通信装置，用以接收所述采集模块采集的数据并存储;

LED发送装置，用以调用所述采集通信装置实时采集的数据，并将数据发送至运行指示模块;

负荷告警装置，用以将所述通信装置实时采集的数据与设定好的限度值进行对比，当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第一设定时间时，间断闭合所述信号接点模块4的接点，使所述报警模块5间断告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第二设定时间时，完全闭合所述信号接点模块4的接点，使所述报警模块5连续告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第三设定时间时，所述信号接点模块4的跳闸接点闭合；所述第三设定时间大于所述第二设定时间，所述第二设定时间大于所述第一设定时间；

短信发送装置，当所述负荷告警装置提示告警实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间超过大于第三设定第四设定时间，启动发送装置，并在第一启动之后每间隔第五设定时间启动一次发送装置。

通讯接口模块与智能数据采集设备通讯连接或通过数据采集模块采集PT、CT二次值后经低通滤波电路及A/D转换电路输入到CPU模块中，经中央处理器统计、计算、分析、判别、存储，发出各项指令，经开入开出板输出控制现场一次设备，并与运行指示模块通讯连接。

低通滤波电路7为RC滤波回路,如图2所示，包括第一滤波电阻R49、R51、R53、R55、R57、R59、第一滤波电容C49、C51、C53、C55、C57、C59、第二滤波电阻R50、R52、R54、R56、R58、R60和第二滤波电容C50、C52、C54、C56、C58、C60，第一滤波电阻串联第一滤波电容，第一滤波电容上并联串联的第二滤波电阻和第二滤波电容构成二阶滤波回路，保证采样的稳定可靠性。

判断越线的方法为作差比较，通过函数e=a(t)-f将实时采集的数据与设定好的限度值进行比较,a(t）为实时采集的负荷值，f为设定好的负荷限度值。

第一设定时间为30s，第二设定时间为5min。第三设定时间为10min，第四设定时间为3min，第五设定时间为1min。

CPU模块1包括主芯片，主芯片的数据线引脚连接存储芯片，主芯片的晶振输出引脚连接FLASH芯片的晶振输出端。

主芯片采用32位控制器MC68332芯片，存储芯片为R1LP0408CSP-5SI，Flash芯片为AM29F800BT芯片。

A/D转换电路包括AD采样器、采样运算放大器和模拟多路复用器，AD采样器的输出端与采样放大器的输入端连接，采样放大器的输出端通过模拟多路复用器连接主芯片的输入引脚。

A/D采样器采用AD7865采样芯片,采样运算放大器采用OPA4277采样芯片,模拟多路复用器采用MPC509芯片。

一种智能型负荷预警测控监控方法，在CPU模块1、串口模块2、采集模块3、信号接点模块4、报警模块5和运行指示模块6构成的装置中，采集模块3通过低通滤波电路7与A/D转换电路8连接CPU模块1的信号输入端，CPU模块1的第一信号输出端通过信号接点模块4连接报警模块5，CPU模块1的第二信号输出端通过串口模块2连接运行指示模块6，如图3-图7所示，CPU模块1运行如下步骤：

第一步，采集通信步骤，用以接收采集模块采集的数据，再判断采集的数据正确性，并将正确的数据处理后存储。

第二步，LED发送步骤，用以调用采集通信步骤实时采集的数据，并将数据汇总后发送至运行指示模块。

第三步，负荷告警步骤，用以将采集通信步骤实时采集的数据与设定好的限度值进行对比，当实时采集的数据超过限度值的累计时间大于第一设定时间时，间断闭合信号接点模块的接点，使报警模块间断告警，当实时采集的数据超过限度值的累计时间大于第二设定时间时，完全闭合信号接点模块的接点，使报警模块连续告警，当实时采集的数据超过限度值的累计时间大于第三设定时间时，信号接点模块的跳闸接点闭合。

第四步，短信发送步骤，当负荷告警步骤提示告警，实时采集的数据超过限度值的累计时间超过第四设定时间，启动发送步骤，并在第一启动之后每间隔第五设定时间启动一次发送步骤。

本实施例中设备使用时，

（1）、与智能多功能表通讯，实时采集总进线实时需量，判别实时需量是否超出供电协议容量。

（2）、与当地LED显示屏通讯，显示进线及出线负荷实时值

（3）、越限声光报警

（4）、告警策略设定

当实时需量超出供电协议容量时，装置连续判别越限数值，当监测数值连续越限30秒后开出指令（遥控），闭合第一接点，间断（间隔2～5秒，时间可调），使现场声光报警间断告警；当监测数值连续越限5分钟后开出指令（遥控），闭合第一接点，不间断，使现场声光报警模块连续告警；当监测数值连续越限3分钟后发短信（输入相关人员手机号码），间隔1分钟发一次短信，通过短信方式告知相关人员；当监测数值连续越限10分钟后开出指令（遥控），闭合第二接点（跳闸），此功能根据现场实际情况投退。智能管理装置同时将实时遥测数据传送到现场操作人员前的LED显示屏上，告警提示现场操作人员调节容量，做到及时调节负荷，避免超容情况的发生，正常生产.

    本发明的优点在于： 正确反映企业的负荷情况，并依据用户协议容量采集实时需量采取预告警、超限声光告警、短信提示告警、开出控制负荷出力等措施提醒操作人员及时调整负荷，指导电力用户根据负荷情况合理安排生产，提高企业的生产效率，及时反映企业的过负荷等异常情况，防止电力用户应超容而产生违约用电罚款，降低企业的生产成本，确保电力用户设备的正常运行。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能型负荷预警测控管理装置，包括CPU模块、串口模块、采集模块、信号接点模块、报警模块和运行指示模块，所述采集模块通过低通滤波电路与A/D转换电路连接所述CPU模块的信号输入端，所述CPU模块的第一信号输出端通过所述信号接点模块连接报警模块，所述CPU模块的第二信号输出端通过串口模块连接所述运行指示模块，其特征在于，所述CPU模块含有：

采集通信装置，用以接收所述采集模块采集的数据并存储;

LED发送装置，用以调用所述采集通信装置实时采集的数据，并将数据发送至运行指示模块;

负荷告警装置，用以将所述通信装置实时采集的数据与设定好的限度值进行对比，当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第一设定时间时，间断闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块间断告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第二设定时间时，完全闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块连续告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第三设定时间时，所述信号接点模块的跳闸接点闭合；所述第三设定时间大于所述第二设定时间，所述第二设定时间大于所述第一设定时间；

短信发送装置，当所述负荷告警装置提示告警实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间超过大于第三设定第四设定时间，启动发送装置，并在第一启动之后每间隔第五设定时间启动一次发送装置。

2.根据权利要求1所述的一种智能型负荷预警测控管理装置，其特征在于，所述所述低通滤波电路为RC滤波回路,包括第一滤波电阻、第一滤波电容、第二滤波电阻和第二滤波电容，所述第一滤波电阻串联第一滤波电容，所述第一滤波电容上并联串联的所述第二滤波电阻和所述第二滤波电容构成二阶滤波回路。

3.根据权利要求1所述的一种智能型负荷预警测控管理装置，其特征在于，所述判断越线的方法为作差比较，通过函数e=a(t)-f将实时采集的数据与设定好的限度值进行比较,a(t）为实时采集的负荷值，f为设定好的负荷限度值。

4.根据权利要求1所述的一种智能型负荷预警测控管理装置，其特征在于，所述第一设定时间为30s，所述第二设定时间为5min，所述第三设定时间为10min，所述第四设定时间为3min，所述第五设定时间为1min。

5.根据权利要求1所述的一种智能型负荷预警测控管理装置，其特征在于，所述CPU模块包括主芯片，所述主芯片的数据线引脚连接存储芯片，所述主芯片的晶振输出引脚连接FLASH芯片的晶振输出端。

6.根据权利要求5所述的一种智能型负荷预警测控管理装置，其特征在于，所述主芯片采用32位控制器MC68332芯片，存储芯片为R1LP0408CSP-5SI，Flash芯片为AM29F800BT芯片。

7.根据权利要求1所述的一种智能型负荷预警测控管理装置，其特征在于，所述A/D转换电路包括AD采样器、采样运算放大器和模拟多路复用器，所述AD采样器的输出端与采样放大器的输入端连接，所述采样放大器的输出端通过模拟多路复用器连接所述主芯片的输入引脚。

8.根据权利要求1所述的一种智能型负荷预警测控管理装置，其特征在于，所述A/D采样器采用AD7865采样芯片,所述采样运算放大器采用OPA4277采样芯片,所述模拟多路复用器采用MPC509芯片。

9.一种智能型负荷预警测控监控方法，在CPU模块、串口模块、采集模块、信号接点模块、报警模块和运行指示模块构成的装置中，所述采集模块通过低通滤波电路与A/D转换电路连接所述CPU模块的信号输入端，所述CPU模块的第一信号输出端通过所述信号接点模块连接报警模块，所述CPU模块的第二信号输出端通过串口模块连接所述运行指示模块，其特征在于，所述CPU模块运行如下步骤：

第一步，采集通信步骤，用以接收所述采集模块采集的数据并存储；

第二步，LED发送步骤，用以调用所述采集通信步骤实时采集的数据，并将数据发送至运行指示模块；

第三步，负荷告警步骤，用以将所述通信步骤实时采集的数据与设定好的限度值进行对比，当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第一设定时间时，间断闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块间断告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第二设定时间时，完全闭合所述信号接点模块的接点，使所述报警模块连续告警；当实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间大于第三设定时间时，所述信号接点模块的跳闸接点闭合；所述第三设定时间大于所述第二设定时间，所述第二设定时间大于所述第一设定时间；

第四步，短信发送步骤，当所述负荷告警步骤提示告警实时采集的数据中超过限度值的数据延续时间超过大于第三设定第四设定时间，启动发送步骤，并在第一启动之后每间隔第五设定时间启动一次发送步骤。