CN110086404A - 用电控制系统及方法 - Google Patents

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孙瑞鹏
李海轮
王振东
刘伟
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P25/16Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays

Abstract

本发明适用于电气保护及控制技术领域,提供了一种用电控制系统及方法。该用电控制系统包括:包括:控制模块和分别与控制模块连接的电流继电器、交流接触器及启动模块;电流继电器用于检测主回路电流,并将检测到的主回路电流信息发送给控制模块;启动模块用于向控制模块输入开关量信号;控制模块用于根据开关量信号和主回路电流信息生成控制指令,并将控制指令发送给交流接触器;交流接触器设置在主回路中,用于根据控制指令控制主回路供电。该用电控制系统可在保证智能电表供电情况下,当机井电机不运行时自动切断主回路供电,减少了机井停运耗损,提高电能利用率,避免资源浪费。

Description

用电控制系统及方法
技术领域
本发明属于电气保护及控制技术领域,尤其涉及一种用电控制系统及方法。
背景技术
农业灌溉中每个机井设置一个智能电表,为了实时读取智能电表的数据,智能电表必须24小时带电,而平均机井利用时间大约仅有10小时,电机停运状态下一台机井一天耗损达1.5kwh,耗损严重,电能利用率低。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种用电控制系统和方法,以解决现有技术中为保证智能电表的供电所导致的耗损严重、电能利用率低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种用电控制系统,包括:控制模块和分别与所述控制模块连接的电流继电器、交流接触器及启动模块;
所述电流继电器用于检测主回路电流,并将检测到的主回路电流信息发送给所述控制模块;
所述启动模块用于向所述控制模块输入开关量信号;
所述控制模块用于根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成控制指令,并将所述控制指令发送给所述交流接触器;
所述交流接触器设置在主回路中,用于根据所述控制指令控制主回路供电。
本发明实施例的第二方面提供了一种用电控制方法,包括:
启动模块被触发后,控制模块控制交流接触器闭合;
若电流继电器检测到主回路无电流的时间大于预设时间,则所述控制模块控制所述交流接触器断开以切断为机井电机供电的主回路电源。
本发明实施例采用一种用电控制系统,包括控制模块和分别与控制模块连接的电流继电器、交流接触器及启动模块;电流继电器用于检测主回路电流,并将检测到的主回路电流信息发送给控制模块,启动模块用于向控制模块输入开关量信号,控制模块用于根据开关量信号和主回路电流信息生成控制指令,并将控制指令发送给交流接触器,交流接触器设置在主回路中,用于根据控制指令控制主回路供电。当用户使用机井进行灌溉时,启动模块被触发,控制模块控制交流接触器闭合,为机井供电的主回路电源导通。当电流继电器检测到主回路没有电流后,控制模块控制交流接触器自动关闭。本发明提供的用电控制系统和方法,保证智能电表供电情况下,当机井电机不运行时自动切断主回路供电,减少了机井停运耗损,提高电能利用率,避免资源浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种用电控制系统的系统结构示意图;
图2是本发明实施例提供的又一种用电控制系统的系统结构示意图
图3是本发明实施例提供的图1中控制模块的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的图2中控制模块的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种用电控制方法的实现流程示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
参考图1,本发明一实施例提供了一种用电控制系统,包括:控制模块10和分别与所述控制模块10连接的电流继电器12、交流接触器13及启动模块11。
所述电流继电器12用于检测主回路电流,并将检测到的主回路电流信息发送给所述控制模块10;所述启动模块11用于向所述控制模块10输入开关量信号;所述控制模块10用于根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成控制指令,并将所述控制指令发送给所述交流接触器13;所述交流接触器13设置在主回路中,用于根据所述控制指令控制主回路供电。
电流继电器12通过检测电路电流的变化情况,当电流超过某一定值时继电器动作。本发明实施例采用电流继电器12设置在二次回路中,用于检测主回路电流,并通过继电器动作将主回路电流情况反馈给控制模块10。
启动模块11用于向控制模块10输入开关量信号,一些实施例中,启动模块11可以包括按钮、触摸开关、遥控开关、刷卡开关及闸刀开关等其中任一种可以输入开关量信号的部件。
交流接触器13设置在主回路中,用于控制主回路供电。一些实施例中,交流接触器13的常开开关两端分别连接三相电源和机井电机M的开关KM,交流接触器13的线圈与控制模块10连接,控制模块10通过控制交流接触器13的线圈供电来控制交流接触器13的常开开关,从而控制主回路的供电。
控制模块10根据电流继电器12反馈的主回路电流情况和启动模块11发送的开关量信号生成控制指令控制交流接触器13,从而控制主回路的供电。
本发明实施例提供的一种用电控制系统,当启动模块11被触发后控制模块10控制交流接触器13闭合,为机井电机M供电的主回路电源导通。当电流继电器12检测到主回路没有电流后,控制模块10控制交流接触器13自动关闭。本发明提供的用电控制系统和方法,保证智能电表15供电情况下,当机井电机M不运行时自动切断主回路供电,减少了机井停运耗损,提高电能利用率,避免资源浪费。
一些实施例中,所述控制模块10用于根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成控制指令的过程可以包括:
控制模块10接收到开关量信号后,生成第一控制指令,所述第一控制指令控制交流接触器13闭合,主回路可以为机井电机M供电。
若主回路无电流的时间大于预设时间,则所述控制模块10生成第二控制指令,所述第二控制指令用于控制所述交流接触器13断开。
例如,当用户需要使用机井灌溉时,按下启动模块10的启动按钮,控制模块10接收到启动按钮触发的开关量信号后发出第一控制指令控制交流接触器13闭合,主回路供电接通。在预设时间内,若用户闭合机井电机M的开关KM,则电流继电器12检测到主回路有电流,控制模块10不做任何操作,机井电机M持续运行;若电流继电器12检测到主回路无电流的时间大于预设时间,即用户按下启动按钮后在预设时间内没有闭合机井电机M的开关KM,或用户灌溉结束关闭机井电机M的时间大于预设时间,则控制模块10生成第二控制指令控制交流接触器13断开,切断主回路为机井电机M供电的电源。
一些实施例中,所述预设时间可以为3分钟。可以理解的,所述预设时间可根据用户需求或实际情况进行设置。由于实际应用中,用户触发启动模块11后再去启动机井电机M需要一定的时间,因此给定预设时间为用户留出时间去启动机井电机M或避免误操作;或用户在灌溉过程中可能误操作断开机井电机M的开关,因此给定预设时间,当机井电机M停止运行大于预设时间后控制模块10才会控制交流接触器13关闭,从而防止用户误操作。
一些实施例中,参考图3,控制模块10可以包括:第一电源单元101和第一主控单元102;其中,所述第一电源单元101用于将交流市电转换为直流电为所述第一主控单元102供电;所述第一主控单元102用于获取所述开关量信号和所述主回路电流信息,并根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成所述控制指令,并将所述控制指令发送给所述交流接触器13。
参考图2,一些实施例中,所述用电控制系统还可以包括与控制模块10连接的显示器14;所述控制模块10还用于获取与所述用电控制系统连接的智能电表15的电能数据,并对所述电能数据进行处理后发送给所述显示器14进行显示。
由于现有的智能电表中包含多项电能信息,例如有功功率和无功功率,用户无法分辨具体哪一项电能信息才是自己需要的用电量信息,造成读取困难。本发明实施例还包括与控制模块10连接的显示器14,控制模块10仅获取智能电表15中的有功功率,即用电量,然后经过处理后在显示器14上显示出来。显示器14仅显示当前用电量信息,用户通过显示器14即可直观的看到当前用电量,而无需从智能电表15上显示的多项电能数据中分辨哪一项是自己想要的数据,便于读取,提高了易用性。
一些实施例中,所述显示器可以为LCD显示屏。LCD显示屏画面清晰、环保,且针对LCD屏的显示控制电路较成熟。
一些实施例中,参考图4,所述控制模块10可以包括:第二电源单元103、显示控制单元104、第二主控单元105和通信单元106。
其中,所述第二电源单元103用于将交流市电转换为直流电为所述显示控制单元104、所述第二主控单元105和所述通信单元106供电。所述通信单元106与所述第二主控单元105连接,用于在所述第二主控单元105控制下实现所述控制模块10与所述智能电表15的通信。所述显示控制单元104与所述第二主控单元105连接,用于在所述第二主控单元105控制下对所述电能数据进行处理,并将处理后的电能数据发送给所述显示器14进行显示。所述第二主控单元105用于获取所述开关量信号和所述主回路电流信息,并根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成所述控制指令,并将所述控制指令发送给所述交流接触器13。
一些实施例中,所述用电控制系统还可以包括分别与所述控制模块10连接的第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯;其中,所述第一指示灯、所述第二指示灯和所述第三指示灯分别或组合用于显示机井电机M的一种工作状态。一些实施例中,第一指示灯为绿色,第二指示灯为红色,第三指示灯为黄色,当机井电机M正常工作时,第一指示灯亮起;当机井电机M不工作,且交流接触器13处于断开状态时,第二指示灯亮起;当机井电机M不工作,且交流接触器13处于闭合状态时,第三指示灯闪烁。
一些实施例中,所述用电控制系统还可以包括设置于主回路中的断相保护器。当主回路三相电源中的任一相或多相电失压时,断相保护器切断主回路供电,可保护机井电机M不被损坏。
一些实施例中,所述交流接触器13可以为380V交流接触器,相对于220V交流接触器耐压范围更大,不易损坏。
例如,本发明一实施例中所述用电控制系统具体工作过程如下:
1、当用户需要使用机井电机M进行灌溉时,按下启动按钮,控制模块10接收到启动按钮产生的开关量信号后控制交流接触器13闭合,主回路为机井电机M供电的电源接通;同时,LCD屏点亮显示当前用电量,黄色指示灯闪烁;
(1)若用户在3分钟内闭合机井电机M的开关KM,机井电机M开始工作,对农田进行灌溉;黄色指示灯灭,绿色指示灯点亮;
(2)若用户在3分钟内没有闭合机井电机M的开关KM,控制模块10控制交流接触器13断开,切断主回路为机井电机M供电的电源,同时控制模块10控制智能电表15进入低功耗状态;黄色指示灯灭,红色指示灯点亮。
2、当机井电机M正在工作时用户按下启动按钮,控制模块10控制交流接触器13持续闭合,同时检测到主回路有电流,控制模块10控制LCD屏点亮并显示当前用电量。
3、当灌溉结束后,用户断开机井电机M的开关KM,黄色指示灯闪烁。
(1)若用户在3分钟内不对机井电机M的开关KM进行操作,则控制模块10控制交流接触器13断开,切断主回路为机井电机M供电的电源,红色指示灯点亮,LCD屏点亮显示当前用电量,灌溉结束;
(2)若用户在3分钟内重新闭合机井电机M的开关KM,则交流接触器13保持闭合,主回路持续供电,绿色指示灯点亮,灌溉继续。
参考图5,本发明实施例提供了一种用电控制方法,包括:
步骤S501,启动模块11被触发后,控制模块10控制交流接触器13闭合。
一些实施例中,启动模块11可以为按钮或触摸开关等元件,当用户按下按钮,启动模块11被触发,产生一个开关量信号发送给控制模块10,控制模块10接收到所述开关量信号后生成第一控制指令并发送给交流接触器13,交流接触器13在所述第一控制指令控制下闭合,主回路为机井电机M供电的电源接通。
步骤S502,若电流继电器12检测到主回路无电流的时间大于预设时间,则所述控制模块10控制所述交流接触器13断开以切断为机井电机M供电的主回路电源。
当控制模块10控制交流接触器13闭合后,电流继电器12检测主回路电流信息并将主回路电流信息反馈给控制模块10。若电流继电器12检测到主回路无电流的时间大于预设时间,则有两种情况存在:
1)交流接触器13闭合后用户没有启动机井电机M,则控制模块10生成第二控制指令并发送给交流接触器13,交流接触器13在所述第二控制指令控制下断开,主回路为机井电机M供电的电源断开;
2)用户灌溉结束,关闭了机井电机M,则控制模块10同样生成第二控制指令并发送给交流接触器13,流接触器13在所述第二控制指令控制下断开,主回路为机井电机M供电的电源断开。
若电流继电器检测到主回路无电流的时间小于或等于预设时间,则说明交流接触器13闭合后一段时间用户启动了机井电机M或灌溉过程中误操作关闭了机井电机M一小段时间。
一些实施例中,所述用电控制方法还可以包括:
控制模块10根据显示信号控制显示器14点亮;
控制模块10与智能电表15进行通信获取智能电表15的当前电能数据;
控制模块10对所述数据进行处理后发送给显示器14进行显示。
一些实施例中,所述显示信号可以包括:所述开关量信号和所述第二控制指令。
一些实施例中,所述获取智能电表15的当前当能数据包括:
控制模块10向智能电表15发送读取指令;
智能电表15根据所述读取指令将当前电能数据发送给控制模块10。
一些实施例中,所述读取指令可以为FE FEFEFE68AA AAAAAAAAAA 6811 04 33 3333 33AD 16。
一些实施例中,可以采用485接口,波特率2400发送所述读取指令。
一些实施例中,所述用电控制方法还可以包括:
所述控制模块10控制第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯点亮或闪烁,所述第一指示灯、所述第二指示灯和所述第三指示灯分别或组合用于显示机井电机M的一种工作状态。例如,机井电机M正常工作时,绿色的第一指示灯亮起;机井电机M关闭,且主回路为机井电机M供电的电源断开时,红色的第二指示灯亮起;机井电机M关闭,且主回路为机井电机M供电的电源闭合时,黄色的第三指示灯闪烁。
一些实施例中,所述用电控制方法还可以包括:
当控制模块10控制交流接触器13断开,切断主回路为机井电机M供电的电源达到预设显示时间后,控制模块10控制智能电表15进入低功耗状态。
例如,本发明一实施例中所述用电控制法法具体为:
1、当用户需要使用机井电机M进行灌溉时,按下启动按钮,控制模块10接收到启动按钮产生的开关量信号后控制交流接触器13闭合,主回路为机井电机M供电的电源接通;同时,LCD屏点亮显示当前用电量,黄色指示灯闪烁;
(1)若用户在3分钟内闭合机井电机M的开关KM,机井电机M开始工作,对农田进行灌溉;黄色指示灯灭,绿色指示灯点亮;
(2)若用户在3分钟内没有闭合机井电机M的开关KM,控制模块10控制交流接触器13断开,切断主回路为机井电机M供电的电源,同时控制模块10控制智能电表15进入低功耗状态;黄色指示灯灭,红色指示灯点亮。
2、当机井电机M正在工作时用户按下启动按钮,控制模块10控制交流接触器13持续闭合,同时检测到主回路有电流,控制模块10控制LCD屏点亮并显示当前用电量。
3、当灌溉结束后,用户断开机井电机M的开关KM,黄色指示灯闪烁;
(1)若用户在3分钟内不对机井电机M的开关KM进行操作,则控制模块10控制交流接触器13断开,切断主回路为机井电机M供电的电源,红色指示灯点亮,LCD屏点亮显示当前用电量,灌溉结束;
(2)若用户在3分钟内重新闭合机井电机M的开关KM,则交流接触器13保持闭合,主回路持续供电,绿色指示灯点亮,灌溉继续。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用电控制系统,其特征在于,包括:控制模块和分别与所述控制模块连接的电流继电器、交流接触器及启动模块;
所述电流继电器用于检测主回路电流,并将检测到的主回路电流信息发送给所述控制模块;
所述启动模块用于向所述控制模块输入开关量信号;
所述控制模块用于根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成控制指令,并将所述控制指令发送给所述交流接触器;
所述交流接触器设置在主回路中,用于根据所述控制指令控制主回路供电。
2.如权利要求1所述的用电控制系统,其特征在于,所述控制模块用于根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成控制指令的过程包括:
所述控制模块接收到所述开关量信号后,所述控制模块生成第一控制指令,所述第一控制指令用于控制所述交流接触器闭合;
若主回路无电流的时间大于预设时间,则所述控制模块生成第二控制指令,所述第二控制指令用于控制所述交流接触器断开。
3.如权利要求1所述的用电控制系统,其特征在于,所述控制模块包括:第一电源单元和第一主控单元;
其中,所述第一电源单元用于将交流市电转换为直流电为所述第一主控单元供电;
所述第一主控单元用于获取所述开关量信号和所述主回路电流信息,并根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成所述控制指令,并将所述控制指令发送给所述交流接触器。
4.如权利要求1所述的用电控制系统,其特征在于,还包括与控制模块连接的显示器;
其中,所述控制模块还用于获取与所述用电控制系统连接的智能电表的电能数据,并对所述电能数据进行处理后发送给所述显示器进行显示。
5.如权利要求4所述的用电控制系统,其特征在于,所述控制模块包括:第二电源单元、显示控制单元、第二主控单元和通信单元;
其中,所述第二电源单元用于将交流市电转换为直流电为所述显示控制单元、所述第二主控单元和所述通信单元供电;
所述通信单元与所述第二主控单元连接,用于在所述第二主控单元控制下实现所述控制模块与所述智能电表的通信;
所述显示控制单元与所述第二主控单元连接,用于在所述第二主控单元控制下对所述电能数据进行处理,并将处理后的电能数据发送给所述显示器进行显示;
所述第二主控单元用于获取所述开关量信号和所述主回路电流信息,并根据所述开关量信号和所述主回路电流信息生成所述控制指令,并将所述控制指令发送给所述交流接触器。
6.如权利要求1至5任一项所述的用电控制系统,其特征在于,还包括分别与所述控制模块连接的第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯;其中,所述第一指示灯、所述第二指示灯和所述第三指示灯分别或组合用于显示机井电机的一种工作状态。
7.如权利要求1所述的用电控制系统,其特征在于,还包括设置于主回路中的断相保护器。
8.一种用电控制方法,其特征在于,包括:
启动模块被触发后,控制模块控制交流接触器闭合;
若电流继电器检测到主回路无电流的时间大于预设时间,则所述控制模块控制所述交流接触器断开以切断为机井电机供电的主回路电源。
9.如权利要求8所述的用电控制方法,其特征在于,还包括:
所述控制模块控制显示器显示所述控制模块获取的与用电控制系统连接的智能电表的电能数据。
10.如权利要求8所述的用电控制方法,其特征在于,所述预设时间为3分钟。
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