CN112398686A - 用于断路器通讯组网的组网插件、断路器和组网管理方法 - Google Patents

Abstract

用于断路器通讯组网的组网插件、断路器和组网管理方法，组网插件包括插件外壳和设置在插件外壳内的无线射频模块，所述组网插件用于安装在断路器的电子式控制器上与断路器的电子式控制器连接，所述无线射频模块用于存储包括断路器的组网参数的参数信息；断路器包括电子式控制器，电子式控制器上安装有用于断路器通讯组网的组网插件；组网管理方法，根据断路器的组网设计安装设有用于断路器通讯组网的组网插件的断路器,上位机或主站根据已配置的通讯地址与断路器进行通讯,实现组网管理，施工和配置方面，效率高。

Description

用于断路器通讯组网的组网插件、断路器和组网管理方法

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种用于断路器通讯组网的组网插件和组网管理方法。

背景技术

断路器通讯组网通常是通过上位机或主站将数十台乃至上百台具有一定层次关系的智能断路器通过通讯介质进行联通,实现数据交互。

早期的断路器通讯组网，断路器的通讯地址配置通常需要到现场去人工配置，一种方式是在产品表面安装拨码开关，通过调节拨码开关来配置每个智能断路器的通讯地址，但这种安装方式首先拨码开关所占体积较大，其次所设定的地址范围有限，而且对于产品的密封性来说也是一种考验；另一种方式是靠手持设备到现场去给产品辅助供电并配置通讯地址。以上无论是哪一种方式都需要人工去现场来配置，这对于现场装配来说无疑是比较麻烦的。

此外，该种方式的断路器通讯组网，上位机或主站通常也无法灵活获取智能断路器的更多个体信息如安装位置信息、资产管理信息等，更无法在断路器断电后获取产品相关信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供用于断路器通讯组网的组网插件、断路器及组网管理方法。

本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供一种用于断路器通讯组网的组网插件，包括插件外壳和设置在插件外壳内的无线射频模块，所述组网插件用于安装在断路器的电子式控制器上与断路器的电子式控制器连接，所述无线射频模块用于存储包括断路器的组网参数的参数信息。

优选的，所述无线射频模块包括射频天线、射频IC、外置接口电路，射频IC分别与射频天线、外置接口电路连接；所述射频天线用于感应电磁场为无线射频模块提供工作能量，所述射频IC具有接触界面和非接触界面，所述接触界面用于通过外置接口电路与断路器的电子式控制器连接进行数据交互，所述非接触界面用于通过射频方式与射频主机进行数据交互。

优选的，所述无线射频模块包括模块电路板，射频天线、射频IC、外置接口电路和接插端子均安装在模块电路板上，所述接插端子设置在模块电路板背面用于与断路器的电子式控制器插拔连接。所述模块电路板的正面还设有指示灯和显示单元。

优选的，插件外壳的背面设有接插端子，无线射频模块通过接插端子与电子式控制器连接进行数据交互。

优选的，插件外壳的正面设有插件显示单元，用于显示配置的参数信息，所述参数信息包括安装层级、产品层级、通讯地址、位置信息、产品功能参数和产品状态信息中的任意一个或多个。

优选的，插件外壳的正面设有指示灯，用于指示产品通讯地址是否为默认。

本发明还提供一种断路器，包括电子式控制器，电子式控制器上安装有上述的用于断路器通讯组网的组网插件。

优选的，第一次上电运行时，断路器的电子式控制器读取用于断路器通讯组网的组网插件的参数信息，更新自身参数信息，且将参数信息写入自身非易失性存储器。

优选的，电子式控制器定期将自身的更新数据写入组网插件，写入的更新数据包括产品功能参数和或产品状态信息；当出现故障时，电子式控制器将故障信息写入组网插件。

本发明还提供一种断路器的组网管理方法，包括以下步骤，根据断路器的组网设计安装上述的设有用于断路器通讯组网的组网插件的至少一个断路器，将断路器与上位机或主站网络连接，所述断路器作为断路器从站；基于所述断路器的安装位置信息获取该断路器对应的参数信息，所述参数信息包括通讯地址，外部射频装置通过射频方式与断路器的用于断路器通讯组网的组网插件连接，向组网插件中写入与该断路器对应的参数信息；所述断路器第一次上电运行时，断路器的电子式控制器从对应的用于断路器通讯组网的组网插件读取参数信息，更新自身参数信息，且将参数信息写入自身非易失性存储器，所述参数信息包括断路器的组网参数；根据断路器的组网设计在上位机或主站中配置断路器从站的通讯地址，上位机或主站根据已配置的通讯地址与断路器进行通讯。

本发明的用于断路器通讯组网的组网插件，用于安装在断路器的电子式控制器上与断路器的电子式控制器连接，所述无线射频模块用于存储包括断路器的组网参数的参数信息，在组网施工现场，断路器无需供电，利用外部射频主机即可进行通讯配置。

断路器在第一次上电运行时，断路器的电子式控制器读取用于断路器通讯组网的组网插件的参数信息，更新自身参数信息，实现组网参数配置。

上位机或主站根据已知已配置的通讯地址与断路器从站进行通讯实现数据交互，并根据所获取的断路器从站数据构建网络拓扑，实现组网管理，施工和配置方面，效率高。

附图说明

图1是本发明实施例电子式控制器、组网插件和外部射频装置配合的示意图；

图2是本发明组网插件实施例的主视图；

图3是本发明组网插件实施例的侧视图；

图4是本发明实施例的组网设计的拓扑图。

具体实施方式

以下结合附图1至4给出的实施例，进一步说明本发明的用于断路器通讯组网的组网插件、断路器和组网管理方法的具体实施方式。本发明的用于断路器通讯组网的组网插件、断路器和组网管理方法不限于以下实施例的描述。

断路器通讯组网通常是通过上位机或主站将数十台乃至上百台具有一定层次关系的智能断路器通过通讯介质进行联通,实现数据交互。所述智能断路器通常包括设置在断路器壳体内的触头机构、操作机构和脱扣保护机构，用于实现电路的正常分合闸操作，以及过载、短路、漏电、欠压和或过压等保护；还包括安装在断路器壳体上的电子式控制器，用于断路器的信息采集、故障保护和与上位机或主站通讯，所述电子式控制器通常包括控制单元、电流采样单元、电压采样单元、通讯单元和或脱扣驱动单元。所述控制单元为微处理器MCU或单片机，控制单元能够基于电流采样单元、电压采样单元采集电路信息，基于电路信息判断是否存在故障，通过脱扣驱动单元驱动断路器脱扣进行保护；控制单元能够通过通讯单元与上位机或主站通讯连接，进行数据交互，例如上传采集的电路信息，接收上位机或主站的控制信号分断或闭合电路，修改断路器参数等。这均属于本领域的现有技术，不再赘述。

为了实现智能断路器与上位机或主站的通讯连接，除了进行相应的网络硬件上的连接外，还需要对断路器进行包括通讯地址的参数信息的配置。本发明的一个改进点之一就在于提供一种便于进行通讯配置的断路器，在组网施工现场，断路器无需供电，利用外部射频主机即可进行通讯配置。

本发明的断路器包括电子式控制器，所述的电子式控制器上安装有用于断路器通讯组网的组网插件，所述组网插件包括插件外壳和设置在插件外壳内的无线射频模块，所述组网插件用于安装在断路器的电子式控制器上与断路器的电子式控制器连接，所述无线射频模块用于存储包括断路器的组网参数的参数信息。

如图1所示，本实施例的电子式控制器1上安装有用于断路器通讯组网的组网插件2，外部射频装置3通过射频方式与断路器的用于断路器通讯组网的组网插件2连接，外部射频装置3能够写入和或读取插件2的参数信息。所述的电子式控制器1安装在断路器上，在断路器无需供电的情况，用户可以根据电气的组网设计，获取该断路器对应的参数信息，通过外部射频装置3写入插件2中进行配置，所述的参数信息包括组网参数。第一次上电运行时，断路器的电子式控制器读取用于断路器通讯组网的组网插件的参数信息，更新自身参数信息，且将参数信息写入自身非易失性存储器；所述的参数信息包括组网参数，例如包括通讯地址，断路器更新自身参数信息后即完成断路器的组网参数的配置。

如图1-3所示，本实施例的用于断路器通讯组网的组网插件安装在电子式控制器1的正面面板上，所述的组网插件2包括插件外壳和安装在插件外壳内的无线射频模块23。优选的，所述的无线射频模块23包括射频天线、射频IC和外置接口电路，射频IC分别与射频天线、外置接口电路连接；所述射频天线用于感应电磁场为无线射频模块提供工作能量，实现无源；所述射频IC具有接触界面和非接触界面，所述接触界面用于通过外置接口电路与断路器的电子式控制器连接进行数据交互，所述非接触界面用于通过射频方式与射频主机进行数据交互。本实施例中射频IC的型号为FM11NT081DI。

可选的，插件外壳的背面设有接插端子24，插件安装于电子式控制器的正面面板且插接配合，无线射频模块的外置接口电路通过接插端子24与电子式控制器连接进行数据交互，插件与电子式控制器可方便插拔配合。

可选的，插件外壳的正面设有插件显示单元22，用于显示配置的产品(断路器)的参数信息，所述参数信息包括安装层级、产品层级、通讯地址、位置信息、产品功能参数和或产品状态信息等，显示上述参数信息中的任意一个或多个，根据需要也可以增加其它的参数。

可选的，插件外壳的正面设有指示灯21，用于指示产品通讯地址是否为默认。例如插件在采用指示灯21指示时，当产品通讯地址为默认出厂地址，指示灯21不亮；为非默认出厂地址，指示灯21间隔点亮。

一种优选的实施例为，插件外壳内设有用于固定装配无线射频模块23的模块电路板，所述的接插端子24焊接在模块电路板背面，将射频IC的外置接口电路与电子式控制器电路实现可靠、稳固的连接；在模块电路板的正面焊接有插件显示单元22和指示灯21；插件外壳对应插件显示单元22和指示灯21设有显示窗口和指示孔。

本发明的断路器组网，采用用于断路器通讯组网的组网插件实现断路器通讯的组网管理，提供了一种断路器的组网管理方法，技术方案如下：

本实施例的断路器，其电子式控制器标配用于断路器通讯组网的组网插件出厂，组网插件的无线射频模块存储有包括断路器的组网参数的参数信息。一种实施例为所述无线射频模块出厂默认参数信息包括：访问权限、初始密码、产品层级、通讯地址、位置信息、产品功能参数、产品状态信息、组网通讯密码。

优选的，所述参数信息中，访问权限包括只读与读写，访问权限与密码(初始密码)等级正相关，可与组网通讯密码保持一致。根据需要也可以不设置组网通讯密码，或者以密码(初始密码)作为组网通讯密码。

产品层级为组网拓扑层级；所述的组网参数包括通讯地址，通讯地址为网络中保证唯一的网络ID；位置信息为产品实际安装位置以实现物理定位；产品功能参数与产品状态信息主要包括存储在断路器的电子式控制器内与产品功能及状态相关的信息，方便产品断电时可通过射频主机对产品进行查看与设置。

用户在施工现场根据设计图安装断路器，包括断路器的安装位置、断路器的电路连接、以及网络连接。其中网路连接的拓扑图可参考图4，用户根据断路器的组网设计，将断路器与上位机或主站网络连接，所述断路器作为断路器从站。

根据组网设计，用户基于所述断路器的安装位置信息获取该断路器对应的参数信息，所述参数信息包括断路器的组网参数，组网参数包括通讯地址、组网通讯密码，外部射频装置通过射频方式与断路器的用于断路器通讯组网的组网插件连接，向组网插件中写入与该断路器对应的参数信息。例如参见图4，基于断路器的安装位置为501，从组网设计图中确定该断路器的产品层级为1，通讯地址为5，现场施工用户则通过外部射频装置修改该断路器的组网插件的参数信息，无需供电，将产品层级为1，通讯地址为5写入组网插件。需要说明的是，这里的安装位置501只是一个示意性说明，也可以为具体的文字、编号或数字结合进行说明；通讯地址5只是一个示意性说明，根据不同联网方式可以为不同的通讯地址，如192.168.0.100。此外，图中列出的仅是部分参数信息，根据需要还可以配置其它更多的参数信息，包括访问权限、初始密码、产品层级、通讯地址、位置信息、产品功能参数、产品状态信息、组网通讯密码等。

在施工和配置信息完成后，电路接通后，断路器第一次上电运行时，智能断路器的电子式控制器通过接口电路读取组网插件的参数信息，更新自身运行参数，并将读取的参数信息写入自身非易失性存储器，与组网插件实现绑定，所述参数信息包括断路器的组网参数的通讯地址。日常运行中，断路器的电子式控制器可以定期将自身的更新数据写入组网插件，实现停电时本地查看。写入的更新数据可以包括产品功能参数和或产品状态信息，当出现故障时，电子式控制器将故障信息写入组网插件，在没有断电时，可以通过电子式控制器查看这些信息，当断路器停电后，特别是因为故障停电后，上述信息存储在组网插件中，外部射频装置可以读取组网插件中的相关信息，查看断路器的信息以及故障原因。断路器运行中，当产品通讯地址为默认出厂地址，指示灯21不亮；如果通讯地址被重新配置为非默认出厂地址，指示灯21间隔点亮。

根据断路器的组网设计在上位机或主站中配置断路器从站的通讯地址，上位机或主站根据已知已配置的通讯地址与断路器从站进行通讯实现数据交互，并根据所获取的断路器从站数据构建网络拓扑，实现组网管理。当设置了组网通讯密码时，上位机根据通讯地址与断路器从站进行通讯，并通过组网通讯密码进行认证，认证后再进行数据交互，以提高安全性。

基于实施例的用于断路器通讯组网的组网插件和断路器的组网管理方法，本发明的有益效果是：

1、组网施工现场，断路器无需供电，利用外部射频主机即可进行通讯配置。

2、主站可根据配置信息构建网络拓扑，实现资产管理。

3、产品维护或故障停电时，可利用射频主机本地设置产品参数或查看故障信息。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于断路器通讯组网的组网插件，其特征在于：包括插件外壳和设置在插件外壳内的无线射频模块，所述组网插件用于安装在断路器的电子式控制器上与断路器的电子式控制器连接，所述无线射频模块用于存储包括断路器的组网参数的参数信息。

2.根据权利要求1所述的用于断路器通讯组网的组网插件，其特征在于：所述无线射频模块包括射频天线、射频IC、外置接口电路，射频IC分别与射频天线、外置接口电路连接；所述射频天线用于感应电磁场为无线射频模块提供工作能量，所述射频IC具有接触界面和非接触界面，所述接触界面用于通过外置接口电路与断路器的电子式控制器连接进行数据交互，所述非接触界面用于通过射频方式与射频主机进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的用于断路器通讯组网的组网插件，其特征在于：所述无线射频模块包括模块电路板，射频天线、射频IC、外置接口电路和接插端子均安装在模块电路板上，所述接插端子设置在模块电路板背面用于与断路器的电子式控制器插拔连接。所述模块电路板的正面还设有指示灯和显示单元。

4.根据权利要求1所述的用于断路器通讯组网的组网插件，其特征在于：插件外壳的背面设有接插端子，无线射频模块通过接插端子与电子式控制器连接进行数据交互。

5.根据权利要求1所述的用于断路器通讯组网的组网插件，其特征在于：插件外壳的正面设有插件显示单元，用于显示配置的参数信息，所述参数信息包括安装层级、产品层级、通讯地址、位置信息、产品功能参数和产品状态信息中的任意一个或多个。

6.根据权利要求1所述的用于断路器通讯组网的组网插件，其特征在于：插件外壳的正面设有指示灯，用于指示产品通讯地址是否为默认。

7.一种断路器，包括电子式控制器，其特征在于：电子式控制器上安装有权利要求1-5任一所述的用于断路器通讯组网的组网插件。

8.根据权利要求6所述的一种断路器，其特征在于：第一次上电运行时，断路器的电子式控制器读取用于断路器通讯组网的组网插件的参数信息，更新自身参数信息，且将参数信息写入自身非易失性存储器。

9.根据权利要求7所述的一种断路器，其特征在于：电子式控制器定期将自身的更新数据写入组网插件，写入的更新数据包括产品功能参数和或产品状态信息；当出现故障时，电子式控制器将故障信息写入组网插件。

10.一种断路器的组网管理方法，其特征在于：包括以下步骤，

根据断路器的组网设计安装权利要求7所述的至少一个断路器，将断路器与上位机或主站网络连接，所述断路器作为断路器从站；

基于所述断路器的安装位置信息获取该断路器对应的参数信息，所述参数信息包括通讯地址，外部射频装置通过射频方式与断路器的用于断路器通讯组网的组网插件连接，向组网插件中写入与该断路器对应的参数信息；

所述断路器第一次上电运行时，断路器的电子式控制器从对应的用于断路器通讯组网的组网插件读取参数信息，更新自身参数信息，且将参数信息写入自身非易失性存储器，所述参数信息包括断路器的组网参数；

根据断路器的组网设计在上位机或主站中配置断路器从站的通讯地址，上位机或主站根据已配置的通讯地址与断路器进行通讯。

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