CN105098613A - 一种带温度检测的配电柜安全监测装置及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用网络通信实现带温度检测的配电柜实时监测装置及其监测方法。装置由微处理器模块、电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、存储模块和电源模块组成，微处理器模块分别通过SPI、串口、单总线与所述的电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、存储模块和电源模块进行连接，同时监测装置通过所述通信模块与装置外设置的上位机或网络中继器进行数据通信，进而实现实时监测的目的。本发明具有集成度高、实时性强、配置灵活，可对环境温度实时监测，同时采用控制和采集分体结构，方便安装，整体结构采用模块化设计安装，极大提高了产品工作效率，有效的降低了系统的维护难度、时间、成本，使系统具备了快速更换扩展的能力。

Description

一种带温度检测的配电柜安全监测装置及其监测方法

技术领域

本发明涉及一种配电柜安全领域，具体涉及一种采用网络通信实现带温度检测的配电柜实时监测装置及其监测方法。

背景技术：

随着配电系统的不断改造更新，信息化、网络化和智能化的快速发展，要求配电柜不仅要安全稳定运行，同时还要具有实时在线监测功能，从而达到故障区段快速准确定位、故障及时切除、负荷转带、网络重构等功能、以保证正常供电。但是，远程电力监控控制一般安装在负荷密集的工矿企业、港口、机场、城市公共建筑、高速公路、地下设施和居民住宅小区等场所。由于其布线施工比较困难，一般的现场总线组网方式就很难实现。

实用新型专利（授权公告号CN202094709）提出一种能采集三相电压、三相电流等物理参数的配电柜安全监测装置，该装置能将采集结果用液晶加以显示同时能将采集结果通过网络接口传输给上位机。分析以上研究可知目前采用的技术存在：1、多数配电柜安全监测装置附带组件多，难于在现有的配电柜上实现部署功能；2、装置缺少对配电柜体运行环境进行安全监控，存在监测的漏洞。

发明内容

本发明专利所要解决的是针对现有配电柜安全监测装置附带组件多对配电柜体运行环境进行安全监控等技术问题提出一种能够安装在配电柜内部、带温度检测、采用带隔离的光耦通信模式的配电柜安全监测装置极其监测方法，其特点是设计的装置集成度高易于安装到配电柜内部、具有环境温度安全监测功能能够对配电柜安全状态实现监控，并能够实现安全的数据通信。

本发明专利通过以下技术方案：

一种带温度检测的配电柜安全监测装置，由微处理器模块、电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、存储模块和电源模块组成，微处理器模块分别通过SPI、串口、单总线与所述的电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、存储模块和电源模块进行连接，同时监测装置通过所述通信模块与装置外设置的上位机或网络中继器进行数据通信，进而实现实时监测的目的。

采用上述装置，本发明监测方法流程具体说明如下：

步骤201：启动装置，初始化MCU主控，初始化电能、温度采集、数据通信等外围设备，并读取配置信息；

步骤202：检测电能、温度采集、数据通信等外围设备是否正常，如果检测到接入异常，则执行步骤303；

步骤203：在设备异常信号指示灯上闪烁异常信号；

步骤204：采集实时环境温度数据与实时三相电能参数数据，并存入数据包中；

步骤205：检测采集到实时温度数据是否出现异常，如果检测到接入异常，则执行步骤206；

步骤206：数据包中对应温度异常标志位置位，并且在温度异常信号上闪烁异常信号；

步骤207：检测采集到实时三相电能参数数据是否出现异常，如果检测到接入异常，则执行步骤208；

步骤208：数据包中对应三相电能参数异常标志位置位，并且在电能异常信号上闪烁异常信号；

步骤209：检测是否已到实时数据上报时间或是否有异常标志位，如果时间已到或异常标志位置位，则执行步骤210；

步骤210：数据包发送至上位端；

步骤211：结束。

所述的微处理器模块包括MCU主控单元和用于警示的声光报警单元。

所述的电压电流参数采集模块包括三相电压采集单元，三相电流采集单元，数据处理单元。

所述的三相电压采集单元通过3-6个三相电压采集接口对三相电压进行数据采集。

所述的三相电流采集单元通过3-6个三相电流采集接口对三相电流进行数据采集。

所述的多路温度采集模块包括具有三相进线采集单元和三相出线温度采集单元。

所述的三相进线采集单元通过3-6个外部温度采集节点对节点处温度进行数据采集。

所述的三相出线采集单元通过3-6个外部温度采集节点对节点处温度进行数据采集。

所述的通信模块设置有光耦隔离的双总线通信单元。

所述的存储模块设置有较大容量数据存储单元。

所述的电源模块直接为所述微处理器模块、电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、通信模块进线侧、通信模块出线侧供电。

所述的存储模块对校表参数和实时数据进行数据存储。

由于采用了以上技术特征，使得本发明相比于现有技术具有以下优点：

第一，本发明专利具有集成度高、实时性强、对不同配电系统可以灵活配置，对环境温度实时监测的优点。相比于同类产品对配电系统运行状态与环境监测更全面。

第二，本发明提供的配电柜安全监测装置采用控制和采集分体结构，方便安装与配置，整体结构采用模块化设计安装，极大提高了产品工作效率，有效的降低了系统的维护难度、时间、成本，使系统具备了快速更换扩展的能力。

实施效果：

本发明的最终效果目标是解决配电柜的电能数据实时监控、柜体环境安全监测问题，本装置安装于配电柜内部，配有温度传感、双总线通信、摈弃了网络接口与额外显示控制，具有集成度高、实时性强、环境安全监测的特点、可以对不同配电系统可以灵活配置。实现最终实现终端设备与上位机之间实时通讯，为用户提供实时的监控数据。

附图说明：

图1是本发明所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置的原理示意图；

图2是本发明所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置的工作流程图；

具体实施方式：

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进行进一步阐述：

图1中，101、102和103是3个外部温度采集节点，104是温度检测模块，105、106、107是3个三相电压采集接口，108、109、110是3个三相电流采集接口，111是采集模块，112是微处理器模块，113是电压电流参数采集模块，114是数据存储模块，115是光耦隔离通信模块，116是上位机中继器。

其中多路温度检测模块（104）中的一路温度传感与外部温度采集节点（101）、外部温度采集节点（102）、外部温度采集节点（103）连接采集数据，另一端则与微处理器模块（112）连接，微处理器（112）初步分析判断采集信息是否有效，如果判断为无效数据将其忽略，反之将数据显示在显示设备上，并填入设备数据表中。

其中电压电流参数参数采集模块（111）中的一路电压传感与三相电压采集接口（105）、三相电压采集接口（106）、三相电压采集接口（107）连接采集数据，另一路电流传感与一个108、109、110、是三相电流采集接口连接采集数据，另一端则与微处理器模块（112）连接，微处理器模块（112）初步分析判断采集信息是否有效，如果判断为无效数据将其忽略，反之将数据显示在显示设备上，并填入设备数据表中。

其中电源模块（113），其主要功能在于，将交流电源转换为装置所需的直流电源，为所述微处理器模块（112）、电能参数采集模块（111）、多路温度采集模块（104）、通信模块（115）进线侧供电的第一电源，以及为（115）通信模块的带光耦隔离的出线侧单独供电的第二电源；

其中是存储模块（114），分别于（112）单片机和电源模块（113）连接，其主要功能在于，当更新成功设备数据表后将数据表存入存储模块中。

其中（115）是光耦隔离通信模块，其主要功能在于，当更新成功设备数据表且将数据表存入（114）存储模块中，且这时（112）微处理器模块将通过（115）是光耦隔离通信模块对上位机转发实时数据。

采用上述装置时，本发明监测工作流程图如图2所示。

具体说明如下：

步骤201：启动装置，初始化MCU主控，初始化电能、温度采集、数据通信等外围设备，并读取配置信息；

步骤202：检测电能、温度采集、数据通信等外围设备是否正常，如果检测到接入异常，则执行步骤303；

步骤203：在设备异常信号指示灯上闪烁异常信号；

步骤204：采集实时环境温度数据与实时三相电能参数数据，并存入数据包中；

步骤205：检测采集到实时温度数据是否出现异常，如果检测到接入异常，则执行步骤206；

步骤206：数据包中对应温度异常标志位置位，并且在温度异常信号上闪烁异常信号；

步骤207：检测采集到实时三相电能参数数据是否出现异常，如果检测到接入异常，则执行步骤208；

步骤208：数据包中对应三相电能参数异常标志位置位，并且在电能异常信号上闪烁异常信号；

步骤209：检测是否已到实时数据上报时间或是否有异常标志位，如果时间已到或异常标志位置位，则执行步骤210；

步骤210：数据包发送至上位端；

步骤211：结束。

Claims (10)

1.一种带温度检测的配电柜安全监测装置，由微处理器模块、电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、存储模块和电源模块组成，微处理器模块分别通过SPI、串口、单总线与所述的电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、存储模块和电源模块进行连接，同时监测装置通过所述通信模块与装置外设置的上位机或网络中继器进行数据通信，进而实现实时监测的目的。

2.根据权利要求1所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的微处理器模块包括MCU主控单元和用于警示的声光报警单元。

3.根据权利要求1所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的电压电流参数采集模块包括三相电压采集单元，三相电流采集单元，数据处理单元。

4.根据权利要求3所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的三相电压采集单元通过3-6个三相电压采集接口对三相电压进行数据采集。

5.根据权利要求3所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的三相电流采集单元通过3-6个三相电流采集接口对三相电流进行数据采集。

6.根据权利要求1所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的多路温度采集模块包括具有三相进线采集单元和三相出线温度采集单元。

7.根据权利要求7所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的三相进线采集单元通过3-6个外部温度采集节点对节点处温度进行数据采集。

8.根据权利要求7所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的三相出线采集单元通过3-6个外部温度采集节点对节点处温度进行数据采集。

9.根据权利要求1所述的一种带温度检测的配电柜安全监测装置，其特征在于所述的电源模块直接为所述微处理器模块、电压电流参数采集模块、多路温度采集模块、通信模块、通信模块进线侧、通信模块出线侧供电。

10.一种带温度检测的配电柜安全监测装置极其监测方法，其特征在于所述的监测方法如下：

步骤201：启动装置，初始化MCU主控，初始化电能、温度采集、数据通信等外围设备，并读取配置信息；

步骤202：检测电能、温度采集、数据通信等外围设备是否正常，如果检测到接入异常，则执行步骤303；

步骤203：在设备异常信号指示灯上闪烁异常信号；

步骤204：采集实时环境温度数据与实时三相电能参数数据，并存入数据包中；

步骤205：检测采集到实时温度数据是否出现异常，如果检测到接入异常，则执行步骤206；

步骤206：数据包中对应温度异常标志位置位，并且在温度异常信号上闪烁异常信号；

步骤207：检测采集到实时三相电能参数数据是否出现异常，如果检测到接入异常，则执行步骤208；

步骤208：数据包中对应三相电能参数异常标志位置位，并且在电能异常信号上闪烁异常信号；

步骤209：检测是否已到实时数据上报时间或是否有异常标志位，如果时间已到或异常标志位置位，则执行步骤210；

步骤210：数据包发送至上位端；

步骤211：结束。