CN110891403A - 一种基于物联网的电气柜散热控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于控制技术领域，公开了一种基于物联网的电气柜散热控制系统及方法，所述基于物联网的电气柜散热控制系统具体包括：参数设置模块用于预设参数；摄像模块用于获取电气柜内的相关视频数据；环境数据监控模块获取电气柜内的温度、湿度数据；监控是否有火情；通风模块利用通风孔配合排气扇进行通风；散热模块进行电气柜的冷却降温、散热；照明模块用于提供照明；除湿模块利用除湿器对电气柜内部进行除湿；灭火模块利用干粉进行灭火；安全识别模块利用智能化识别技术进行人员身份的安全识别。本发明有效地解决传统电气柜使用时散热效果差、安全性低的问题。本发明能够进行电气柜的智能控制，提高电气柜的智能化水平。

Description

一种基于物联网的电气柜散热控制系统及方法

技术领域

本发明属于控制技术领域，尤其涉及一种基于物联网的电气柜散热控制系统及方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：电气柜是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在金属柜中，柜内的各种电器元件成为热源。随着各电器元件工作时间的延长，电气控制柜内部的温度将会逐渐升高，过高温度将会损坏柜体内部的电气元件。电气柜的散热方式主要有3种：风扇散热、热交换器散热、工业空调散热。

风扇散热的方式只有在电气柜内部温度高于外部环境温度时才有效，此方式适用于经济的排出高热负载。热空气比冷空气重量要轻，电气柜内部的空气流向一般是从上至下，因此，一般将电气柜的前门或侧板的上方作为进气口，下方作为排气口。

热交换器是一种应用热管技术进行热传导的散热器，使用导热性能极好的导热介质在热管中将电气柜中产生的热量从内循环区带到外循环区，再由风扇散到柜外，能有效地降低电气柜内的温度。由于内外循环相互隔离，柜内外空气不交换，可以既散热又保持电气柜内的清洁。热交换器的散热能力与电气柜内外的温度差有关，当环境温度很高时，热管的散热能力将大大降低。所以热交换器散热只适用于工作场所环境温度较低且发热量不大的小型机床，热交换器的优点是价廉、省电且工作可靠。

工业空调的制冷原理与家用空调相同，都是基于制冷剂的压缩(散热)和膨胀(吸热)。这种冷却方法使用方便，制冷量较大，能使内部温度低于环境温度，并且环境温度的变化对散热能力的影响较小，但当湿度较大时会引起电气柜的结露现象，其缺点是价格较高。

目前市场上出现的电气柜，均设置有用于散热的装置。然而现有的散热装置散热效果欠佳，无法智能化的进行散热，同时许多散热装置是装在电气柜内的，散热装置在工作时也会产生大量的热量，并且由于电气柜是封闭的，所以在温度过高后也会导致电气柜内的湿度增大，这会让电气柜内的电路出现短路情况，甚至造成电气柜内的电气元件全部烧毁。占用有限的地面空间；非专业维修员工容易接触到电气柜，存在安全隐患。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术中无智能化的电气柜散热控制系统，且单纯依靠散热装置散热效果并不好。

(2)常规电气柜安装在设备旁的地面上占用有限的地面空间；常规电气柜安装在设备旁的地面上存在非专业维修员工接触到电气柜，存在安全隐患。

解决上述技术问题的难度：如何将电气柜置于非专业维修员工接触不到的地方并且不占用地面空间。

解决上述技术问题的意义在于：可以节省有限的地面空间，可以避免非专业维修员工接触到电气柜造成电气柜短路引起的设备故障进而影响员工的安全问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的电气柜散热控制系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于物联网的电气柜散热控制系统，所述基于物联网的电气柜散热控制系统具体包括：

参数设置模块：与中央控制模块连接，用于预设参数；

摄像模块：与中央控制模块连接，用于通过摄像设备获取电气柜内的相关视频数据；

环境数据监控模块：与中央控制模块连接，用于利用温度传感器、湿度传感器获取电气柜内的温度、湿度数据；同时利用烟雾传感器感知电气柜内是否有火情；

中央控制模块：与参数设置模块、摄像模块、环境数据监控模块、通风模块、散热模块、照明模块、除湿模块、灭火模块、安全识别模块、报警模块连接，用于接收摄像模块、环境数据监控模块传输的相关数据，并基于数据调控通风模块、散热模块、照明模块、除湿模块、安全识别模块、报警模块正常工作；

通风模块：与中央控制模块连接，用于利用通风孔配合排气扇进行通风；

散热模块：与中央控制模块连接，包括热交换器降温单元与空调降温单元；用于进行电气柜的冷却降温、散热；

照明模块：与中央控制模块连接，用于提供照明；

除湿模块：与中央控制模块连接，用于利用除湿器对电气柜内部进行除湿；

灭火模块：与中央控制模块连接，用于利用干粉进行灭火；

安全识别模块：与中央控制模块连接，用于利用智能化识别技术进行人员身份的安全识别；

报警模块：与中央控制模块连接，用于利用报警装置进行报警；

显示模块：与中央控制模块连接，用于显示电气柜的相关环境参数以及实时监控画面。

进一步，所述散热模块具体包括：

所述散热模块包括热交换器降温单元与空调降温单元；

热交换器单元：用于利用热交换器降低电气柜内的温度；

空调降温单元：用于利用空调进行电气柜内的降温。

进一步，所述安全识别模块的智能化识别技术具体包括：

所述智能化识别技术包括但不限于无线射频识别技术、人脸识别以及其他智能识别技术。

进一步，所述电气柜上设置有安装平台，所述安装平台设置有立柱，所述立柱底部固定有底座，所述立柱之间固定有连接杆，相同方向的连接杆之间连接有支撑杆，支撑杆与连接杆上部铺设有钢板；底座上按比例固定有多个螺栓孔，连接杆与立柱通过焊接连接并在下方设置角铁焊接固定。

进一步，所述连接杆为中空结构，支撑杆嵌装于连接杆中，并通过焊接连接固定；钢板内接与立柱，通过焊接固定，并且钢板与连接杆接触部分按一定距离使用焊接固定。

本发明的另一目的在于提供一种应用于所述基于物联网的电气柜散热控制系统的基于物联网的电气柜散热控制方法，所述基于物联网的电气柜散热控制方法：

步骤一，预先设定相关正常电气柜内温度、湿度、温度控制参数以及相关数据；

步骤二，通过摄像设备获取电气柜内的相关视频数据；利用温度传感器、湿度传感器获取电气柜内的温度、湿度数据；同时利用烟雾传感器感知电气柜内是否有火情；

步骤三，当检测到的相关温度、湿度数据超出预设正常范围时，则利用利用通风孔配合排气扇进行通风，利用除湿器对电气柜内部进行除湿；对电气柜的冷却降温、散热；同时实时检测电气柜的温度数据、湿度数据，当超过预设时间电气柜内的温度、湿度依然没有恢复正常范围，则启动报警装置进行报警；

步骤四，利用照明装置进行照明，利用显示设备实时显示所获得的各项电气柜的数据以及实时监控画面。

进一步，步骤一中，所述环境温度控制参数具体包括：

热交换器工作参数：即当温度处于某个范围内时，采用热交换器进行散热；

空调工作参数：即当温度处于某个范围内时，采用空调进行降温散热；

排气扇工作参数：当温度处于某个温度范围内时，对应排气扇的工作功率；

报警参数：即当温度处于某个范围超出多长时间后，进行报警。

进一步，步骤三中，所述电气柜冷却降温方法具体包括：

根据预设环境控制参数，调控热交换器、空调配合排气扇进行电气柜的冷却降温。

进一步，所述基于物联网的电气柜散热控制方法还包括：

当烟雾传感器探测到电气柜内有烟雾疑似有火情发生时，则关闭排气扇或通风孔，并立即启动报警装置进行报警提示，同时利用干粉进行灭火处理。

进一步，所述基于物联网的电气柜散热控制方法进一步包括：

当电气柜内出现异常报警需要打开电气柜时：

可利用无线射频识别技术进行人员员工卡的识别，身份验证通过电气柜门打开；

也可利用摄像设备进行人脸图像获取，并与预存的人脸图像进行对比识别，识别通过，则电气柜门打开。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明有效地解决传统电气柜使用时散热效果差、安全性低的问题。

本发明能够进行电气柜的智能控制，提高电气柜的智能化水平。

本发明通过通风孔、排气扇、热交换器、空调互相配合进行降温提高了降温的效率，同时自动化进行降温调控，能够保证不浪费资源，提高了电气柜的散热效果；同时安装有烟雾传感器以及灭火装置有效地提高了电气柜的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于物联网的电气柜散热控制系统结构示意。

图2是本发明实施例提供的基于物联网的电气柜散热控制方法流程图。

图3是本发明实施例提供的安装平台结构示意图。

图4是本发明实施例提供的钢结构结构示意图。

图5是本发明实施例提供的角铁固定结构示意图。

图6是本发明实施例提供的钢板印花结构示意图。

图中：1、参数设置模块；2、摄像模块；3、环境数据监控模块；4、中央控制模块；5、通风模块；6、散热模块；7、照明模块；8、除湿模块；9、灭火模块；10、安全识别模块；11、报警模块；12、显示模块；13、钢板；14、连接杆；15、底座；16、支撑杆；17、螺栓孔；18、立柱；19、角铁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图1至附图6对本发明的技术方案与技术效果做详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的基于物联网的电气柜散热控制系统具体包括：

参数设置模块1：与中央控制模块4连接，用于预设参数。

摄像模块2：与中央控制模块4连接，用于通过摄像设备获取电气柜内的相关视频数据。

环境数据监控模块3：与中央控制模块4连接，用于利用温度传感器、湿度传感器获取电气柜内的温度、湿度数据；同时利用烟雾传感器感知电气柜内是否有火情。

中央控制模块4：与参数设置模块1、摄像模块2、环境数据监控模块3、通风模块5、散热模块6、照明模块7、除湿模块8、灭火模块9、安全识别模块10、报警模块11、显示模块12连接，用于接收摄像模块2、环境数据监控模块3传输的相关数据，并基于数据调控通风模块5、散热模块6、照明模块7、除湿模块8、灭火模块9、安全识别模块10、报警模块11、显示模块12正常工作。

通风模块5：与中央控制模块4连接，用于利用通风孔配合排气扇进行通风。

散热模块6：与中央控制模块4连接，包括热交换器降温单元与空调降温单元；用于进行电气柜的冷却降温、散热。

照明模块7：与中央控制模块4连接，用于提供照明。

除湿模块8：与中央控制模块4连接，用于利用除湿器对电气柜内部进行除湿。

灭火模块9：与中央控制模块4连接，用于利用干粉进行灭火。

安全识别模块10：与中央控制模块4连接，用于利用智能化识别技术进行人员身份的安全识别。

报警模块11：与中央控制模块4连接，用于利用报警装置进行报警。

显示模块12：与中央控制模块4连接，用于显示电气柜的相关环境参数以及实时监控画面。

本发明实施例提供的散热模块具体包括：

所述散热模块6包括热交换器降温单元与空调降温单元。

热交换器单元：用于利用热交换器降低电气柜内的温度。

空调降温单元：用于利用空调进行电气柜内的降温。

本发明实施例提供的安全识别模块10的智能化识别技术具体包括：

所述智能化识别技术包括但不限于无线射频识别技术、人脸识别以及其他智能识别技术。

立柱18底部固定有底座15，立柱18之间固定有连接杆14，相同方向的连接杆14之间连接有支撑杆16，支撑杆16与连接杆14上部铺设有钢板13；底座15上按比例固定有四个螺栓孔17，连接杆14与立柱18通过焊接连接并在下方设置角铁19焊接固定，连接杆14为中空结构，支撑杆16嵌装于连接杆14中，并通过焊接连接固定。钢板13内接与立柱18通过焊接固定，并且钢板13与连接杆14接触部分按一定距离使用焊接固定，钢板13表面采用印花结构。

当设备尺寸偏小时，依据设备尺寸选择钢板13结构尺寸，当设备固定好之后套接在设备上，然后将设备所用电气柜放置于钢板13上，连接设备与电气柜即可。当设备尺寸偏大时，依据电气柜尺寸选择钢板13的尺寸，当设备固定好之后，固定在设备顶部，然后将电气柜放置在钢板1上，连接设备与电气柜即可。

本发明实施例提供的基于物联网的电气柜散热控制方法：

S101，预先设定相关正常电气柜内温度、湿度、温度控制参数以及相关数据。

S102，通过摄像设备获取电气柜内的相关视频数据；利用温度传感器、湿度传感器获取电气柜内的温度、湿度数据；同时利用烟雾传感器感知电气柜内是否有火情。

S103，当检测到的相关温度、湿度数据超出预设正常范围时，则利用利用通风孔配合排气扇进行通风，利用除湿器对电气柜内部进行除湿；对电气柜的冷却降温、散热；同时实时检测电气柜的温度数据、湿度数据，当超过预设时间电气柜内的温度、湿度依然没有恢复正常范围，则启动报警装置进行报警。

S104，利用照明装置进行照明，利用显示设备实时显示所获得的各项电气柜的数据以及实时监控画面。

步骤S101中，本发明实施例提供的环境温度控制参数具体包括：

热交换器工作参数：即当温度处于某个范围内时，采用热交换器进行散热。

空调工作参数：即当温度处于某个范围内时，采用空调进行降温散热。

排气扇工作参数：当温度处于某个温度范围内时，对应排气扇的工作功率。

报警参数：即当温度处于某个范围超出多长时间后，进行报警。

步骤S103中，本发明实施例提供的电气柜冷却降温方法具体包括：

根据预设环境控制参数，调控热交换器、空调配合排气扇进行电气柜的冷却降温。

本发明实施例提供的基于物联网的电气柜散热控制方法还包括：

当烟雾传感器探测到电气柜内有烟雾疑似有火情发生时，则关闭排气扇或通风孔，并立即启动报警装置进行报警提示，同时利用干粉进行灭火处理。

本发明实施例提供的基于物联网的电气柜散热控制方法进一步包括：

当电气柜内出现异常报警需要打开电气柜时：

可利用无线射频识别技术进行人员员工卡的识别，身份验证通过电气柜门打开。

也可利用摄像设备进行人脸图像获取，并与预存的人脸图像进行对比识别，识别通过，则电气柜门打开。

本发明的工作原理如下：

首先参数设置模块1预设相关参数，摄像模块2通过摄像设备获取电气柜内的相关视频数据；环境数据监控模块3利用温度传感器、湿度传感器获取电气柜内的温度、湿度数据；同时利用烟雾传感器感知电气柜内是否有火情；

中央控制模块4基于环境数据监控模块3采集的相关数据判断温度、湿度数据对比参数预设模块1设定的相关数据判定是否超出预设范围，当超出时，则对比环境控制参数设定的相关散热范围，依据温度控制通风模块5、散热模块6选择排气扇、热交换器以及空调中进行散热、降温；若没有超出范围，则不做任何操作。同时中央控制模块4根据环境数据监控模块3采集的湿度数据判断是否超出范围，超出，则控制除湿模块8利用除湿器对电气柜内部进行除湿；在此过程中，环境数据监控模块3持续采集相关参数，直至参数降至正常范围内，则控制通风模块5更改工作功率、散热模块6停止工作；若超出一定时间内，依然没有降至正常值或没有正常下降，则控制报警模块11进行报警。

同时，当环境数据监控模块3检测到有火情时，则中央控制模块4控制通风模块5停止工作，控制灭火模块9利用干粉进行灭火；同时控制报警模块11利用报警装置进行报警。

其次，当需要进入电气柜进行查看时，安全识别模块10需要采用无线射频识别技术进行员工门禁卡识别或进行人脸识别，安全认证通过后才能打开电气柜门；

最后，利用显示模块显示电气柜的相关环境参数以及实时监控画面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的电气柜散热控制系统，其特征在于，所述基于物联网的电气柜散热控制系统具体包括：

参数设置模块：与中央控制模块连接，用于预设参数；

摄像模块：与中央控制模块连接，用于通过摄像设备获取电气柜内的相关视频数据；

环境数据监控模块：与中央控制模块连接，用于利用温度传感器、湿度传感器获取电气柜内的温度、湿度数据；同时利用烟雾传感器感知电气柜内是否有火情；

中央控制模块：与参数设置模块、摄像模块、环境数据监控模块、通风模块、散热模块、照明模块、除湿模块、灭火模块、安全识别模块、报警模块、显示模块连接，用于接收摄像模块、环境数据监控模块传输的相关数据，并基于数据调控通风模块、散热模块、照明模块、除湿模块、安全识别模块、报警模块正常工作；

通风模块：与中央控制模块连接，用于利用通风孔配合排气扇进行通风；

散热模块：与中央控制模块连接，包括热交换器降温单元与空调降温单元；用于进行电气柜的冷却降温、散热；

照明模块：与中央控制模块连接，用于提供照明；

除湿模块：与中央控制模块连接，用于利用除湿器对电气柜内部进行除湿；

灭火模块：与中央控制模块连接，用于利用干粉进行灭火；

安全识别模块：与中央控制模块连接，用于利用智能化识别技术进行人员身份的安全识别；

报警模块：与中央控制模块连接，用于利用报警装置进行报警；

显示模块：与中央控制模块连接，用于显示电气柜的相关环境参数以及实时监控画面。

2.如权利要求1所述基于物联网的电气柜散热控制系统，其特征在于，所述散热模块具体包括：

所述散热模块包括热交换器降温单元与空调降温单元；

热交换器单元：用于利用热交换器降低电气柜内的温度；

空调降温单元：用于利用空调进行电气柜内的降温。

3.如权利要求1所述基于物联网的电气柜散热控制系统，其特征在于，所述安全识别模块的智能化识别技术具体包括：

所述智能化识别技术包括但不限于无线射频识别技术、人脸识别以及其他智能识别技术。

4.如权利要求1所述基于物联网的电气柜散热控制系统，其特征在于，所述电气柜上设置有安装平台，所述安装平台设置有立柱，所述立柱底部固定有底座，所述立柱之间固定有连接杆，相同方向的连接杆之间连接有支撑杆，支撑杆与连接杆上部铺设有钢板；底座上按比例固定有多个螺栓孔，连接杆与立柱通过焊接连接并在下方设置角铁焊接固定。

5.如权利要求4所述基于物联网的电气柜散热控制系统，其特征在于，所述连接杆为中空结构，支撑杆嵌装于连接杆中，并通过焊接连接固定；钢板内接与立柱，通过焊接固定，并且钢板与连接杆接触部分按一定距离使用焊接固定。

6.一种实现如权利要求1至5任意一项所述基于物联网的电气柜散热控制系统的基于物联网的电气柜散热控制方法，其特征在于，所述基于物联网的电气柜散热控制方法：

步骤一，预先设定相关正常电气柜内温度、湿度、温度控制参数以及相关数据；

步骤二，通过摄像设备获取电气柜内的相关视频数据；利用温度传感器、湿度传感器获取电气柜内的温度、湿度数据；同时利用烟雾传感器感知电气柜内是否有火情；

步骤三，当检测到的相关温度、湿度数据超出预设正常范围时，则利用利用通风孔配合排气扇进行通风，利用除湿器对电气柜内部进行除湿；对电气柜的冷却降温、散热；同时实时检测电气柜的温度数据、湿度数据，当超过预设时间电气柜内的温度、湿度依然没有恢复正常范围，则启动报警装置进行报警；

步骤四，利用照明装置进行照明，利用显示设备实时显示所获得的各项电气柜的数据以及实时监控画面。

7.如权利要求6所述基于物联网的电气柜散热控制方法，其特征在于，步骤一中，所述环境温度控制参数具体包括：

热交换器工作参数：即当温度处于某个范围内时，采用热交换器进行散热；

空调工作参数：即当温度处于某个范围内时，采用空调进行降温散热；

排气扇工作参数：当温度处于某个温度范围内时，对应排气扇的工作功率；

报警参数：即当温度处于某个范围超出多长时间后，进行报警。

8.如权利要求6所述基于物联网的电气柜散热控制方法，其特征在于，步骤三中，所述电气柜冷却降温方法具体包括：

根据预设环境控制参数，调控热交换器、空调配合排气扇进行电气柜的冷却降温。

9.如权利要求6所述基于物联网的电气柜散热控制方法，其特征在于，所述基于物联网的电气柜散热控制方法还包括：

当烟雾传感器探测到电气柜内有烟雾疑似有火情发生时，则关闭排气扇或通风孔，并立即启动报警装置进行报警提示，同时利用干粉进行灭火处理。

10.如权利要求6所述基于物联网的电气柜散热控制方法，其特征在于，所述基于物联网的电气柜散热控制方法还包括：

当电气柜内出现异常报警需要打开电气柜时：

可利用无线射频识别技术进行人员员工卡的识别，身份验证通过电气柜门打开；

也可利用摄像设备进行人脸图像获取，并与预存的人脸图像进行对比识别，识别通过，则电气柜门打开。

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