CN105259824A - 具有漏电监控功能的车间用电监控系统 - Google Patents

Abstract

具有漏电监控功能的车间用电监控系统，包括设置在配电箱内的开关、电能表、数据采集控制器、防雷单元，所述开关与电能表、数据采集控制器均相连；所述防雷单元与数据采集控制器相连，所述数据采集控制器还与电压传感器、电流传感器和漏电采样模块相连；所述数据采集控制器包括微处理器、电源模块、继电器控制模块、远程通信模块，所述电源模块、继电器控制模块、远程通信模块均与微处理器相连。本发明能够实时监测用电设备的电压、电流情况，还能监测是否存在漏电现象，并在漏电发生时通过继电器控制模块关闭用电设备的开关，实现用电设备的开关的控制，从而实现工厂用电的智能控制。

Description

具有漏电监控功能的车间用电监控系统

技术领域

本发明涉及用电监控技术领域，具体地，涉及一种具有漏电监控功能的车间用电监控系统。

背景技术

随着自动化技术的发展，目前各类型工业企业及农副产品加工、存储行业工厂采用自动化生产设备进行生产加工，操作人员仅对设备进行操作和监控即可，这些自动化生产设备的运行都依赖于电力供应，工厂电网配电非常重要。

因此，在具体的生产过程中，需要加强对电网配电的监控，如果不加以监控可能对工厂的设备造成巨大的损害，也可能影响工厂的生产进度，例如如果变压器因过载温度升高造成烧坏，会导致全厂停产；生产电压过高或过低、功率因数过低等等原因，会影响产品质量。此外，还有一种用电危险直接危害工厂的设备和工人的生命安全----漏电。因此，做好漏电监测更是配电监控的重中之重。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种具有漏电监控功能的车间用电监控系统，该具有漏电监控功能的车间用电监控系统不仅能够实时监测用电设备的电压、电流情况，还能监测是否发生漏电现象并在出现漏电现象时及时对用电设备进行断电，实现工厂用电配电的智能监测和控制。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

具有漏电监控功能的车间用电监控系统，包括设置在配电箱内的开关、电能表、数据采集控制器、防雷单元，所述配电箱内后面板上设置有滑轨，所述开关和数据采集控制器安装在滑轨上，开关与电能表、数据采集控制器均相连；所述防雷单元与数据采集控制器相连，所述数据采集控制器还与电压传感器、电流传感器和漏电采样模块相连；所述数据采集控制器包括微处理器、电源模块、继电器控制模块、远程通信模块，所述电源模块、继电器控制模块、远程通信模块均与微处理器相连；所述继电器控制模块包括限流电阻R1、光电耦合器U1、电阻R2、电阻R3、三极管Q、二极管D1；所述限流电阻R1一端连接微处理器，另一端连接光电耦合器U1的一个输入端；光电耦合器U1的一个输入端连接限流电阻R1，另一个输入端接地，一个输出端通过电阻R2连接5V直流电源，另一个输出端连接三极管Q的基极；三极管Q的集电极连接二极管D1的正极，发射极接地，三级管Q的基极与发射极之间还连接有电阻R3；二极管的负极连接5V直流电源，所述二极管D1与继电器的线圈并联，所述继电器的输出端与开关相连。

优选的，所述电阻R1的阻值为510欧姆，电阻R2的阻值为2.4K，电阻R3的阻值为10K。

作为本发明的进一步改进，所述防雷单元包括防雷模块、防雷接地排、连接在防雷模块和防雷接地排之间的空心线圈式电流传感器和连接在空心线圈式电流传感器上的计数器，所述防雷模块与电能表的输入端相连，所述计数器与数据采集控制器相连。

进一步，所述空心线圈式电流传感器套设在连接防雷模块与防雷接地排之间的导线上；所述防雷模块为B级防雷模块。

优选的，所述远程通信模块采用UT4432无线模块。

优选的，所述漏电采样模块采用霍尔传感器。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明能够通过电流传感器和电压传感器实时监测用电设备的电压、电流情况，还能通过漏电采样模块监测是否存在漏电现象，并在漏电发生时通过继电器控制模块关闭用电设备的开关，实现用电设备的开关的控制，从而实现工厂用电的智能控制。

2、本发明设置有防雷单元，可以保证整个组件的安全工作，防雷单元具有计数功能，其记录的雷击次数通过数据采集控制器发送给用户，便于用户及时了解防雷模块经受的雷击次数，从而便于用户在接近防雷模块的雷击次数上限时及时更换防雷模块，防止配电箱内组件遭受雷击损坏。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的结构框图；

图2是继电器控制模块的一个具体实施例的电路图；

图3是电源模块的一个具体实施例的电路图。

附图中标记及相应的零部件名称：1-数据采集控制器；2-电能表；3-滑轨；4-开关；5-防雷单元；6-配电箱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，具有漏电监控功能的车间用电监控系统，包括设置在配电箱6内的开关4、电能表2、数据采集控制器1、防雷单元5，所述配电箱6内后面板上设置有滑轨3，所述开关4和数据采集控制器1安装在滑轨3上，开关4与电能表2、数据采集控制器1均相连；所述防雷单元5与数据采集控制器1相连。

如图2所示，所述数据采集控制器1包括微处理器、电源模块、继电器控制模块、远程通信模块，所述电源模块、继电器控制模块、远程通信模块均与微处理器相连。

如图3所示，所述继电器控制模块包括限流电阻R1、光电耦合器U1、电阻R2、电阻R3、三极管Q、二极管D1；所述限流电阻R1一端连接微处理器，另一端连接光电耦合器U1的一个输入端；光电耦合器U1的一个输入端连接限流电阻R1，另一个输入端接地，一个输出端通过电阻R2连接5V直流电源，另一个输出端连接三极管Q的基极；三极管Q的集电极连接二极管D1的正极，发射极接地，三级管Q的基极与发射极之间还连接有电阻R3；二极管的负极连接5V直流电源，所述二极管D1与继电器的线圈并联，所述继电器的输出端与开关4相连，开关4的开合状态能够通过继电器控制。实际上开关4也可以为一个继电器开关。

继电器控制模块的工作原理是：当微处理器向继电器控制模块发送高电平的控制信号时，光电耦合器U1输出高电平，三极管Q被导通，由5V直流电源、继电器线圈J、三极管Q、地构成的回路被导通，电流流经继电器线圈J，从而对继电器K的开关进行控制，继电器K的开关又能对开关4进行控制，实现断电。二极管D1起防反接作用。

本实施例中，所述电阻R1的阻值为510欧姆，电阻R2的阻值为2.4K，电阻R3的阻值为10K。本实施例中，所述三极管Q为NPN型三极管。

所述数据采集控制器1还与电压传感器、电流传感器和漏电采样模块相连。电压传感器、电流传感器和漏电采样模块布置在配电箱6外，布置在需要监测的设备的电源输入侧，按常规的电压传感器、电流传感器和漏电采样模块的接入法接入并通过无线或有线连接数据采集控制器1的微处理器，这种布置方式和连接方式是现有技术中的常用技术，本实施例中不再赘述。

具有漏电监控功能的车间用电监控系统以微处理器为控制核心，电流互感器用于检测被测电路电流的大小，可用于过载、短路等保护等；电压传感器用于检测被测电路电压的高低和频率测量；漏电采样模块检测被测线路中是否存在漏电；电源模块为整个具有漏电监控功能的车间用电监控系统提供电源。微处理器随时采集电流、电压、漏电数据，当电流、电压数据异常时，微处理器还可以通过远程通信模块进行远程报警，当微处理器检测到漏电信号时控制继电器控制模块断开电路，保障用电安全。本实施例中，所述电流互感器采用穿线式电流互感器；漏电采样模块采用霍尔传感器，所述远程通信模块采用UT4432无线模块。本发明的使用方式可以为每个设备配备一套用电监控系统，一套用电监控系统对一台设备的用电进行监控；这样能够实时监测每台用电设备的电压、电流情况，还能监测是否存在漏电，并在漏电发生时通过继电器控制模块关闭用电设备对应的开关4，实现用电设备的通断电的控制，从而实现工厂用电的智能控制。本发明的使用方式也可以为一个车间或者甚至一个厂区配备一套用电监控系统，电流互感器、电压互感器、漏电采样模块对整个车间或厂区的用电情况进行监控，继电器控制模块对整个车间或厂区的用电情况进行控制。本发明的使用方式的使用方式还可以为一个车间或者甚至一个厂区配备一套用电监控系统，电流互感器、电压互感器、漏电采样模块、继电器控制模块均设置多个，一个电流互感器、一个电压互感器、一个漏电采样模块、一个继电器控制模块组成一套监控模块对一个生产设备进行监控，多套监控模块可以对多个设备进行监控，从而实现对整个车间或厂区的用电情况进行监控。

需要说明的是：本实施例中的微处理器、电源模块、继电器控制模块、远程通信模块、电流互感器、电压互感器、漏电采样模块所采用的软件均为现有技术，本发明不对软件进行任何改进。微处理器、远程通信模块、电流互感器、电压互感器、漏电采样模块均可采用现有技术中的模块实现，本实施例中不再赘述其具体电路。

实施例2：

在实施例1的基础上，为了防止雷电对用电监控系统的影响，本实施例中还对防雷单元5进行如下改进：

如图4所示，所述防雷单元5包括防雷模块、防雷接地排、连接在防雷模块和防雷接地排之间的空心线圈式电流传感器和连接在空心线圈式电流传感器上的计数器，所述防雷模块与电能表2的输入端相连，所述计数器与数据采集控制器1相连。所述防雷模块为B级防雷模块。所述空心线圈式电流传感器套设在连接防雷模块与防雷接地排之间的导线上，能够对B级防雷模块流到防雷接地排的电流进行采样，当采样电流高于预先设定的电流值使，通知计数器进行计数。所述计数器包括计数模块、连接在计数模块上的显示模块，该显示模块可以为一个显示屏，将计数结果显示给用户，该计数结果实际上反映了B级防雷模块经受的雷击次数，当达到一定的次数时，就需要更换B级防雷模块，保证配电箱6内监控组件安全稳定地工作，计数模块还与数据采集控制器1相连，将记录的次数通过数据采集控制器1发送给用户，便于用户及时了解防雷单元经受的雷击次数，便于用户在接近防雷模块的雷击次数上限时及时更换防雷单元，防止配电箱6内监控组件遭受雷击损坏。本实施例中计数模块可采用Telebahn-810400雷电计数器；空心线圈式电流传感器可以采用扼流线圈。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.具有漏电监控功能的车间用电监控系统，包括设置在配电箱（6）内的开关（4）、电能表（2）、数据采集控制器（1）、防雷单元（5），所述配电箱（6）内后面板上设置有滑轨（3），所述开关（4）和数据采集控制器（1）安装在滑轨（3）上，开关（4）与电能表（2）、数据采集控制器（1）均相连；所述防雷单元（5）与数据采集控制器（1）相连，其特征在于，所述数据采集控制器（1）还与电压传感器、电流传感器和漏电采样模块相连；所述数据采集控制器（1）包括微处理器、电源模块、继电器控制模块、远程通信模块，所述电源模块、继电器控制模块、远程通信模块均与微处理器相连；所述继电器控制模块包括限流电阻R1、光电耦合器U1、电阻R2、电阻R3、三极管Q、二极管D1；所述限流电阻R1一端连接微处理器，另一端连接光电耦合器U1的一个输入端；光电耦合器U1的一个输入端连接限流电阻R1，另一个输入端接地，一个输出端通过电阻R2连接5V直流电源，另一个输出端连接三极管Q的基极；三极管Q的集电极连接二极管D1的正极，发射极接地，三级管Q的基极与发射极之间还连接有电阻R3；二极管的负极连接5V直流电源，所述二极管D1与继电器的线圈并联，所述继电器的输出端与开关（4）相连。

2.根据权利要求2所述的具有漏电监控功能的车间用电监控系统，其特征在于，所述电阻R1的阻值为510欧姆，电阻R2的阻值为2.4K，电阻R3的阻值为10K。

3.根据权利要求1所述的具有漏电监控功能的车间用电监控系统，其特征在于，所述防雷单元（5）包括防雷模块、防雷接地排、连接在防雷模块和防雷接地排之间的空心线圈式电流传感器和连接在空心线圈式电流传感器上的计数器，所述防雷模块与电能表（2）的输入端相连，所述计数器与数据采集控制器（1）相连。

4.根据权利要求3所述的具有漏电监控功能的车间用电监控系统，其特征在于，所述空心线圈式电流传感器套设在连接防雷模块与防雷接地排之间的导线上；所述防雷模块为B级防雷模块。

5.根据权利要求1至4任一所述的具有漏电监控功能的车间用电监控系统，其特征在于，所述远程通信模块采用UT4432无线模块。

6.根据权利要求1至4任一所述的具有漏电监控功能的车间用电监控系统，其特征在于，所述漏电采样模块采用霍尔传感器。