CN105990907B - 一种电源质量智能安全监控系统及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源质量智能安全监控系统及其监控方法，包括高能滤波保护器、数据采集模块、信号处理模块、下位机和上位机所组成的监控系统；以及经取样、数据处理、反馈、下达指令、执行等5个步骤进行的监控方法，实现对远程电源的电能质量安全监控管理。
Description
技术领域
本发明涉及电源管理技术领域，特别是一种电源质量智能安全监控系统及其监控方法。
背景技术
尽管有源滤波技术已达到相当完善的技术水平，但随着信息设备容量的增加，导致脉冲峰值及容量的大幅增加，传统的设备因无法解决的软件问题，在大容量雷电电磁脉冲的环境下无法使用，基于此，有必要针对雷电电磁脉冲复杂环境、信息安全及电能质量的可靠性问题，提供一套智能高效的电源质量治理系统。
随着互联网+和大数据的快速发展，渐渐渗透到各行各业，有源滤波相关行业也深受其影响，
如何实现“以点控制面”呢？借助于互联网和大数据的强大能力，可实现在计算机中远程监测和控制有源滤波器在现场的运行状态，达到远程智能化监控。
通过不懈的努力和钻研，于2014年12月获得电源质量智能安全系统的相关专利证书（专利名称：高能滤波保护器，专利号：ZL201420836840.7），解决了在雷电电磁耐冲的负载环境中，有源滤波设备无法正常运行的问题。
在实现了硬件功能性的合并之后，以及在国家重点支持的高新技术领域目录-“互联网+和大数据”当中获得灵感，意欲将硬件和软件紧密结合，在互联网+和大数据技术中，加入有源滤波技术这一新的元素，提出创新性的生产模式。并且在现实情况当中，有源滤波器运行和维护的灵活性差，需要技术人员到现场设备处，才可以进行操作甚是被动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电源质量智能安全监控系统，应用于管理多点分布的电源质量智能安全系统设备，将所有的设备上传数据进行汇总和处理，其中相关电能参数有电压、电流、功率因素、谐波分量、功率大小等，并对所有的设备进行异地管理、异地传输、异地统计、异地控制等。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电源质量智能安全监控系统，包括高能滤波保护器、数据采集模块、信号处理模块、下位机和上位机；其中，所述高能滤波保护器、数据采集模块、信号处理模块、下位机依次通讯连接，所述下位机与高能滤波保护器通讯连接，所述上位机与所述下位机通讯连接。
上述技术方案中，所述下位机与所述上位机之间通过Modbus或IP/TCP协议通讯连接。
在上述技术方案中，所述下位机基于Modbus协议通过RS485通讯线与上位机传通讯。或在上述技术方案中，所述下位机基于IP/TCP协议通过GPRS或以太网与上位机传通讯。
上述技术方案中，所述数据采集模块通过RS485与所述信号处理模块通讯连接。
上述技术方案中，所述信号处理模块通过RS485与所述下位机通讯连接。
在上述硬件基础上的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，包括以下步骤：
步骤1：取样，通过数据采集模块对高能滤波保护器中对电源的各项电能质量参数进行收集；
步骤2：数据处理，由信号处理模块对数据采集模块所收集的电源各项电能质量参数进行模数转换；
步骤3：反馈，信号处理模块将数字信号传输给下位机，由下位机将反馈给上位机；
步骤4：下达指令，上位机分析下位机所送达的数据，通过根据自定义设置或人工操作的方式给下位机发送控制指令；
步骤5：执行，下位机接收到由上位机发送的控制指令，并转换成模拟信号，发送给高能滤波保护器，由高能滤波保护器执行指令。
上述技术方案中，在所述上位机中安装有电源安全管理软件，并且该电源安全管理软件为基于互联网的管理系统，包括用户管理模块、设备添加模块、实时数据模块和警告信息模块；其中，用户管理模块用于用户登录和权限设置，设备添加模块用于拓展与多个电源的连接，实时数据模块用于由数据采集模块收集的参数进行记录和显示，警告信息模块用于记录和显示由上位机生成的关于电源的安全警告信息。
本发明的有益效果是：解决电源质量智能安全系统，在运行和维护中，人员处于被动状态，需要到现场设备进行实地操作及其人身安全的问题。可以将多台设备联网统计、实现统一管理、统一监控、统一数据汇总。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明监控方法的示意图；
图3是本发明组成电源监控平台的示意图；
图4是本发明电源安全管理软件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，提供一种硬件基础：
一种电源质量智能安全监控系统，包括高能滤波保护器、数据采集模块、信号处理模块、下位机和上位机；其中，所述高能滤波保护器、数据采集模块、信号处理模块、下位机依次通讯连接，所述下位机与高能滤波保护器通讯连接，所述上位机与所述下位机通讯连接。上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC/host computer/mastercomputer/upper computer,屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机single chip microcomputer/slavecomputer/lower computer之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。
其中，所述下位机与所述上位机之间通过Modbus或IP/TCP协议通讯连接。
具体的，所述下位机基于Modbus协议通过RS485通讯线与上位机传通讯。或者，所述下位机基于IP/TCP协议通过GPRS或以太网与上位机传通讯。
其中，所述数据采集模块通过RS485与所述信号处理模块通讯连接。
其中，所述信号处理模块通过RS485与所述下位机通讯连接。
上述的硬件基础已可实现以下三大功能：
1、消除滤波，采用有源滤波技术，巧妙设计IGBT模块进行奇、偶次谐波的滤除。
2、防雷电电磁脉冲，将有源滤波技术与防雷接地技术融合在一起，解决了在雷电电磁耐冲的负载环境中，谐波滤除设备无法正常运行的问题。
3、无功功率补偿，全方位地设计电源质量的治理的方案，不仅消除了2次及以上谐波给电源质量造成的影响之余，还通过无功补偿提高功率因数，使得电源质量提高，改善电力系统中设备的运行环境。
如图2所示，在上述硬件基础上的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，包括以下步骤：
步骤1：取样，通过数据采集模块对高能滤波保护器中对电源的各项电能质量参数进行收集；
步骤2：数据处理，由信号处理模块对数据采集模块所收集的电源各项电能质量参数进行模数转换；
步骤3：反馈，信号处理模块将数字信号传输给下位机，由下位机将反馈给上位机；
步骤4：下达指令，上位机分析下位机所送达的数据，通过根据自定义设置或人工操作的方式给下位机发送控制指令；
步骤5：执行，下位机接收到由上位机发送的控制指令，并转换成模拟信号，发送给高能滤波保护器，由高能滤波保护器执行指令。
进一步的，在所述上位机中安装有电源安全管理软件，并且该电源安全管理软件为基于互联网的管理系统，如图4所示，包括用户管理模块、设备添加模块、实时数据模块和警告信息模块；其中，用户管理模块用于用户登录和权限设置；设备添加模块用于拓展与多个电源的连接，如图3所示，可以组合成电源远程监控平台，同时对多个电源进行监控；实时数据模块用于由数据采集模块收集的参数进行记录和显示；警告信息模块用于记录和显示由上位机生成的关于电源的安全警告信息。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (7)
1.一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，该电源质量智能安全监控系统包括高能滤波保护器、数据采集模块、信号处理模块、下位机和上位机；其中，所述高能滤波保护器、数据采集模块、信号处理模块、下位机依次通讯连接，所述下位机与高能滤波保护器通讯连接，所述上位机与所述下位机通讯连接；其特征在于，该监控方法包括以下步骤：
步骤1：取样，通过数据采集模块对高能滤波保护器中的电源各项电能质量参数进行收集；
步骤2：数据处理，由信号处理模块对数据采集模块所收集的电源各项电能质量参数进行模数转换；
步骤3：反馈，信号处理模块将数字信号传输给下位机，由下位机将该数字信号反馈给上位机；
步骤4：下达指令，上位机分析下位机所送达的数据，通过根据自定义设置或人工操作的方式给下位机发送控制指令；
步骤5：执行，下位机接收到由上位机发送的控制指令，并转换成模拟信号，发送给高能滤波保护器，由高能滤波保护器执行指令。
2.根据权利要求1所述的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，其特征在于：在所述上位机中安装有电源安全管理软件，并且该电源安全管理软件为基于互联网的管理系统，包括用户管理模块、设备添加模块、实时数据模块和警告信息模块；其中，用户管理模块用于用户登录和权限设置，设备添加模块用于拓展与多个电源的连接，实时数据模块用于由数据采集模块收集的参数进行记录和显示，警告信息模块用于记录和显示由上位机生成的关于电源的安全警告信息。
3.根据权利要求1所述的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，其特征在于：所述下位机与所述上位机之间通过Modbus或IP/TCP协议通讯连接。
4.根据权利要求3所述的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，其特征在于：所述下位机基于Modbus协议通过RS485通讯线与上位机通讯。
5.根据权利要求3所述的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，其特征在于：所述下位机基于IP/TCP协议通过GPRS或以太网与上位机通讯。
6.根据权利要求1所述的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，其特征在于：所述数据采集模块通过RS485通讯线与所述信号处理模块通讯连接。
7.根据权利要求1所述的一种电源质量智能安全监控系统的监控方法，其特征在于：所述信号处理模块通过RS485通讯线与所述下位机通讯连接。
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