CN112953003A - 一种基于网络技术的智能运行管理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于网络技术的智能运行管理系统，包括高低压开关柜，还包括设于高低压开关柜内侧顶部的隔板，隔板的顶部两侧分别设有主控端控制系统和终端控制系统；主控端控制系统包括主控端控制器、存储器、服务端无线通讯单元、服务端有线通讯单元、终端无线通讯单元，主控端控制器分别与存储器、服务端无线通讯单元、服务端有线通讯单元、终端无线通讯单元信号连接；终端控制系统包括终端控制器、主控端无线通讯单元、电压传感器、电流传感器、开关量输入单元和开关量输出单元，终端控制器分别与主控端无线通讯单元、电压传感器、电流传感器、开关量输入单元和开关量输出单元信号连接。本发明可满足电力工业信息化、智能化发展的需要。

Description

一种基于网络技术的智能运行管理方法及系统
技术领域
本发明涉及高低压开关设备技术领域，特别是一种基于网络技术的智能运行管理系统及方法。
背景技术
电力的供应对社会的生产、工作的正常进行有着非常重要的作用。传统的高低压配电控制方式，主要是通过断路器、接触器、热继电器、熔断器、控制继电器、各种主令电器、互感器及各种电工仪表(电流表、电压表、功率表、电能表等)组合成的高低压开关控制柜来实现配电、控制、保护、监视等功能。这种传统的开关柜需要配有多种模拟指针仪表及继电器；给生产、储存、维修带来极大不便，并且主要依靠人工操作，对于较为复杂的控制逻辑实现起来比较困难，无法实现计算机智能管理，无法适应高度信息化、智能化的时代发展需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于网络技术的智能运行管理系统及方法。
本发明采用的技术方案是：
一种基于网络技术的智能运行管理系统，包括高低压开关柜，还包括设于高低压开关柜内侧顶部的隔板，所述隔板的顶部两侧分别设有主控端控制系统和终端控制系统；所述主控端控制系统包括主控端控制器、存储器、服务端无线通讯单元、服务端有线通讯单元、终端无线通讯单元，所述主控端控制器分别与存储器、服务端无线通讯单元、服务端有线通讯单元、终端无线通讯单元信号连接；所述终端控制系统包括终端控制器、主控端无线通讯单元、电压传感器、电流传感器、开关量输入单元和开关量输出单元，所述终端控制器分别与主控端无线通讯单元、电压传感器、电流传感器、开关量输入单元和开关量输出单元信号连接。
优选的，所述主控端控制器和终端控制器的型号均为STM32F401RET6，所述存储器的型号为W25Q32。
优选的，所述服务端无线通讯单元的型号为AIR720UG。
优选的，所述终端控制器还连接有现场总线。
优选的，所述隔板的顶部一侧设有用于安装主控端控制系统的滑板，所述隔板的顶部一侧设有供滑板滑动的呈倒“T”字型的滑槽，所述滑槽垂直于高低压开关柜的柜门设置，所述滑板的底部设于滑槽内并呈与滑槽形状匹配的“T”字型，所述主控端控制系统安装于滑板的顶部，所述隔板位于滑板的一侧沿滑板的长度方向设有齿条，所述滑板远离柜门的一端顶部设有第一微型电机，所述第一微型电机的输出轴通过联轴器连接有与齿条啮合的齿轮，所述主控端控制器与第一微型电机信号连接。
优选的，所述终端控制系统还包括机械式开关控制机构，所述机械式开关控制机构包括壳体、第二微型电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、丝杆、导向杆和夹杆，所述壳体与高低压开关柜的内壁固定连接，所述第二微型电机设于壳体内，所述第二微型电机的输出轴通过联轴器连接主动锥齿轮，所述从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合连接，所述从动锥齿轮固定连接于丝杆的底端外侧，所述丝杆的底端与壳体的底壁内侧转动连接，所述丝杆的顶端穿过壳体的顶壁延伸至壳体外，所述丝杆与壳体的底壁和顶壁的连接处分别设有轴承，所述导向杆设于壳体的顶面并与丝杆平行，所述夹杆上下相对的设置有两个，两个所述夹杆的一端设有与导向杆滑动连接的滑孔，两个所述夹杆的另一端设有与丝杆螺纹连接的螺纹孔，所述终端控制器与第二微型电机信号连接。
本发明的有益效果是：
1、通过主控端控制系统，可以远程对高低压开关柜进行监控和管理维护，提高了工作效率，节省了人力成本，促进变配电系统更安全、更可靠、更经济和更直观的运行，满足电力工业信息化、智能化发展的需要；
2、采用信息化手段，完成高低压开关柜的管理、配电能耗及用电成本统计；
3、通过远程监控，可以对潜在的事故进行预报警，同时实现各种电量的越限报警，便于及时处理以避免事故或隐患的出现(如火灾等)，减少损失，且远程监控发现问题更及时，提高了故障或事故的处理效率；
4、由于主控端控制系统与终端控制系统采用无线连接方式，可在不操作终端控制系统线路的基础下单独对主控端控制系统进行维护，效率更高；
5、可方便的通过移动互联网或互联网连接服务器(或控制中心)，而当现场操作时，可直接通过服务端有线通讯单元连接便携式计算机进行维护，还可通过WIFI模块与手机等移动智能终端直接连接进行操作；
6、通过增设的现场总线，可进行功能扩展，除了常规的电压、电流监测，如需要诸如温度、湿度等监测，可通过现场总线进行定制扩展，大大增强系统的功能性；
7、可通过自动化的方式将主控端控制系统移出高低压开关柜，避免了手动操作移出主控端控制系统时可能对高低压开关柜内的线路造成故障、破坏的情况发生；
8、本发明通过机械式开关控制机构可代替手动操作操作高低压开关柜内的各高低压开关，大大提高维护人员的人身安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中主控端控制系统和终端控制系统的电路框图；
图2为本发明实施例中隔板与滑板的结构示意图；
图3为本发明中机械式开关控制机构的结构示意图；
附图标记：1、主控端控制器，2、存储器，3、服务端无线通讯单元，4、服务端有线通讯单元，5、终端无线通讯单元，6、终端控制器，7、主控端无线通讯单元，8、电压传感器，9、电流传感器，10、开关量输入单元，11、开关量输出单元，12、现场总线，13、隔板，14、滑板，15、齿条，16、第一微型电机，17、齿轮，18、壳体，19、第二微型电机，20、主动锥齿轮，21、从动锥齿轮，22、丝杆，23、导向杆，24、夹杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
如图1-3所示，一种基于网络技术的智能运行管理方法及系统，包括高低压开关柜，还包括设于高低压开关柜内侧顶部的隔板13，所述隔板13的顶部两侧分别设有主控端控制系统和终端控制系统；所述主控端控制系统包括主控端控制器1、存储器2、服务端无线通讯单元3、服务端有线通讯单元4、终端无线通讯单元5，所述主控端控制器1分别与存储器2、服务端无线通讯单元3、服务端有线通讯单元4、终端无线通讯单元5信号连接；所述终端控制系统包括终端控制器6、主控端无线通讯单元7、电压传感器8、电流传感器9、开关量输入单元10和开关量输出单元11，所述终端控制器6分别与主控端无线通讯单元7、电压传感器8、电流传感器9、开关量输入单元10和开关量输出单元11信号连接。
将主要的控制系统分为直接对高低压开关柜内工作状态进行监测和控制的终端控制系统，以及用于连接终端控制系统和服务器(或控制中心)的主控端控制系统，用户控制程序主要存储在主控端控制系统的存储器2中，而终端控制系统主要响应于主控端控制系统的指令执行对传感器的信息采集输入以及开关量输入和输出，即主控端系统主要用于控制，而终端控制系统主要用于执行操作。将控制与操作分离，提高了主控端控制系统的管理、维护、更新的效率。主控端控制系统通过服务端无线通讯单元3和服务端有线通讯单元4进行通信，便于服务器(或控制中心)实时获取终端控制系统采集的信息以及向终端控制系统发送控制指令，还可便于远程更新主控端控制系统的存储器2中存储的用户控制程序。主控端控制系统与终端控制系统通过终端无线通讯单元5和主控端无线通讯单元7的无线连接进行通信，方便主控端控制系统的维护，由于主控端控制系统作为服务器(或控制中心)和终端控制系统之间的连接桥梁，其软硬件上的工作量更大，维护频率更高，如远程不便操作，当现场操作时，由于主控端控制系统与终端控制系统采用无线连接方式，可在不操作终端控制系统线路的基础下单独对主控端控制系统进行维护，效率更高。
所述主控端控制器1和终端控制器6的型号均为STM32F401RET6，所述存储器2的型号为W25Q32。
由于主控端控制器1需要单独存储用户控制程序，因此给其配备单独的存储器2。
所述服务端无线通讯单元3的型号为AIR720UG。
该无线通讯单元具有4G+WIFI模块，可方便的通过移动互联网或互联网连接服务器(或控制中心)，而当现场操作时，可直接通过服务端有线通讯单元4连接便携式计算机进行维护，还可通过WIFI模块与手机等移动智能终端直接连接进行操作。
所述终端控制器6还连接有现场总线12。
通过增设的现场总线12，可进行功能扩展，除了常规的电压、电流监测，如需要诸如温度、湿度等监测，可通过现场总线12进行定制扩展，大大增强系统的功能性。
所述隔板13的顶部一侧设有用于安装主控端控制系统的滑板14，所述隔板13的顶部一侧设有供滑板14滑动的呈倒“T”字型的滑槽，所述滑槽垂直于高低压开关柜的柜门设置，所述滑板14的底部设于滑槽内并呈与滑槽形状匹配的“T”字型，所述主控端控制系统安装于滑板14的顶部，所述隔板13位于滑板14的一侧沿滑板14的长度方向设有齿条15，所述滑板14远离柜门的一端顶部设有第一微型电机16，所述第一微型电机16的输出轴通过联轴器连接有与齿条15啮合的齿轮17，所述主控端控制器1与第一微型电机16信号连接。
为便于现场对主控端控制系统进行维护，特别是硬件方面的维护，需要将主控端控制系统移出高低压开关柜，在本发明中，可通过启动第一微型电机16带动齿轮17在齿条15上转动，从而使滑板14从滑槽中滑出，带动主控端控制系统移出高低压开关柜以便维护，通过这种自动化的操作，避免了手动操作移出主控端控制系统时可能对高低压开关柜内的线路造成故障、破坏的情况发生。而需要移入时，使第一微型电机16反向转动即可。
所述终端控制系统还包括机械式开关控制机构，所述机械式开关控制机构包括壳体18、第二微型电机19、主动锥齿轮20、从动锥齿轮21、丝杆22、导向杆23和夹杆24，所述壳体18与高低压开关柜的内壁固定连接，所述第二微型电机19设于壳体18内，所述第二微型电机19的输出轴通过联轴器连接主动锥齿轮20，所述从动锥齿轮21与主动锥齿轮20啮合连接，所述从动锥齿轮21固定连接于丝杆22的底端外侧，所述丝杆22的底端与壳体18的底壁内侧转动连接，所述丝杆22的顶端穿过壳体18的顶壁延伸至壳体18外，所述丝杆22与壳体18的底壁和顶壁的连接处分别设有轴承，所述导向杆23设于壳体18的顶面并与丝杆22平行，所述夹杆24上下相对的设置有两个，两个所述夹杆24的一端设有与导向杆23滑动连接的滑孔，两个所述夹杆24的另一端设有与丝杆22螺纹连接的螺纹孔，所述终端控制器6与第二微型电机19信号连接。
当需要手动操作高低压开关柜内的各高低压开关时，由于高低压开关本身带电，在操作开关之前由于无法确定开关内部是否发生损坏短路以及漏电，直接接触开关容易造成危险的发生。本发明通过机械式开关控制机构可代替手动操作，大大提高维护人员的人身安全性，具体操作时，通过第二微型电机19带动主动锥齿轮20转动，从而依次带动从动锥齿轮21和丝杆22转动，使两个夹杆24沿丝杆22上下移动，而在安装时，使高低压开关的开关拨片处于两个夹杆24之间，两个夹杆24在丝杆22上移动时就能控制高低压开关的开关状态了，且两个夹杆24的配合对开关拨片本身就不需要夹紧开关拨片，也就无需担心操作过程中开关拨片脱落而无法实现操作。为减少开关拨片与夹杆24之间的摩擦，还可在夹板上套装与夹杆24转动连接的滚轮，以减少与开关拨片之间的摩擦力。由于开关拨片在状态变换过程中角度会发生变化，使其位于两夹杆24之间的纵向截面的高度也会变化，因为两夹杆24之间的距离要大于开关拨片的厚度，确保开关拨片同时仅与其中一个夹杆24接触，进一步减少开关拨片的磨损。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于网络技术的智能运行管理系统，包括高低压开关柜，其特征在于，还包括设于高低压开关柜内侧顶部的隔板(13)，所述隔板(13)的顶部两侧分别设有主控端控制系统和终端控制系统；所述主控端控制系统包括主控端控制器(1)、存储器(2)、服务端无线通讯单元(3)、服务端有线通讯单元(4)、终端无线通讯单元(5)，所述主控端控制器(1)分别与存储器(2)、服务端无线通讯单元(3)、服务端有线通讯单元(4)、终端无线通讯单元(5)信号连接；所述终端控制系统包括终端控制器(6)、主控端无线通讯单元(7)、电压传感器(8)、电流传感器(9)、开关量输入单元(10)和开关量输出单元(11)，所述终端控制器(6)分别与主控端无线通讯单元(7)、电压传感器(8)、电流传感器(9)、开关量输入单元(10)和开关量输出单元(11)信号连接。
2.根据权利要求1所述基于网络技术的智能运行管理系统，其特征在于，所述主控端控制器(1)和终端控制器(6)的型号均为STM32F401RET6，所述存储器(2)的型号为W25Q32。
3.根据权利要求2所述基于网络技术的智能运行管理系统，其特征在于，所述服务端无线通讯单元(3)的型号为AIR720UG。
4.根据权利要求3所述基于网络技术的智能运行管理系统，其特征在于，所述终端控制器(6)还连接有现场总线(12)。
5.根据权利要求4所述基于网络技术的智能运行管理系统，其特征在于，所述隔板(13)的顶部一侧设有用于安装主控端控制系统的滑板(14)，所述隔板(13)的顶部一侧设有供滑板(14)滑动的呈倒“T”字型的滑槽，所述滑槽垂直于高低压开关柜的柜门设置，所述滑板(14)的底部设于滑槽内并呈与滑槽形状匹配的“T”字型，所述主控端控制系统安装于滑板(14)的顶部，所述隔板(13)位于滑板(14)的一侧沿滑板(14)的长度方向设有齿条(15)，所述滑板(14)远离柜门的一端顶部设有第一微型电机(16)，所述第一微型电机(16)的输出轴通过联轴器连接有与齿条(15)啮合的齿轮(17)，所述主控端控制器(1)与第一微型电机(16)信号连接。
6.根据权利要求5所述基于网络技术的智能运行管理系统，其特征在于，所述终端控制系统还包括机械式开关控制机构，所述机械式开关控制机构包括壳体(18)、第二微型电机(19)、主动锥齿轮(20)、从动锥齿轮(21)、丝杆(22)、导向杆(23)和夹杆(24)，所述壳体(18)与高低压开关柜的内壁固定连接，所述第二微型电机(19)设于壳体(18)内，所述第二微型电机(19)的输出轴通过联轴器连接主动锥齿轮(20)，所述从动锥齿轮(21)与主动锥齿轮(20)啮合连接，所述从动锥齿轮(21)固定连接于丝杆(22)的底端外侧，所述丝杆(22)的底端与壳体(18)的底壁内侧转动连接，所述丝杆(22)的顶端穿过壳体(18)的顶壁延伸至壳体(18)外，所述丝杆(22)与壳体(18)的底壁和顶壁的连接处分别设有轴承，所述导向杆(23)设于壳体(18)的顶面并与丝杆(22)平行，所述夹杆(24)上下相对的设置有两个，两个所述夹杆(24)的一端设有与导向杆(23)滑动连接的滑孔，两个所述夹杆(24)的另一端设有与丝杆(22)螺纹连接的螺纹孔，所述终端控制器(6)与第二微型电机(19)信号连接。
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