CN114006472A - 一种强电网络自动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种强电网络自动控制系统，包括强电网络以及后台服务器，强电网络包括多个智能插座、多个智能空开以及与多个智能空开连接的集中器，智能插座和集中器均与后台服务器通信连接；智能插座包括容性负载、第一通断控制模块、前端电流采集模块、主控制器和通讯模块，第一通断控制模块用于控制所述容性负载是否接入插座电路中，主控制器与第一通断控制模块电连接，前端电流采集模块用于采集智能插座的总输入电流并将采集的电流参数传输给主控制器；后台服务器用于获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并分析得出强电网络的线路拓扑结构图。本发明能够得出强电网络的线路拓扑结构图，方便对强电网络进行管理。

Description

一种强电网络自动控制系统
技术领域
本发明涉及强电网络技术领域，尤其涉及一种强电网络智能管理系统。
背景技术
强电网络一般包括插座和空开等设备，强电网络施工完毕后，难以了解各个设备的连接关系以及设备和线路的状态，很难进行管理。电力网络的线路拓扑图可以体现网络中各个设备及之间的连接关系，有了线路拓扑图，可以很方便地了解各个设备的分布及上下级关系，且方便挖掘出更多有用信息，如线路老化，故障告警等，进而实现对线路监测与保护的功能。
现有的普通插座功能单一，仅用于为电器提供电源接口，随着生活水平的提高，人们对电器的智能化程度要求越来越高，智能插座应运而生，智能插座 (SmartPlug)是新兴的电气产品，是物联网概念下，和智能家居的概念伴随发展的产品，现在通常指内置Wifi模块，通过智能终端的客户端来进行功能操作的插座，但是传统智能插座仅仅只对插座对外输出的电流进行测量，无法测量自身输入的总电流，无法通过智能插座分析出线路的拓扑结构。
因此，有必要对现有的智能插座进行改进，设计出一种能够得出强电网络线路拓扑结构图的强电网络智能管理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强电网络智能管理系统，旨在用于解决现有的的强电网络的各个设备的连接关系以及设备和线路的状态满意获得，很难进行管理问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种强电网络智能管理系统，包括强电网络以及后台服务器，所述强电网络包括多个智能插座、与多个智能插座连接的多个智能空开以及与多个智能空开连接的集中器，所述智能插座和所述集中器均与所述后台服务器通信连接；
所述智能插座包括容性负载、第一通断控制模块、前端电流采集模块、主控制器和通讯模块，所述第一通断控制模块用于控制所述容性负载是否接入插座电路中，所述主控制器与所述第一通断控制模块电连接，用于控制所述第一通断控制模块的通断，所述前端电流采集模块与主控制器电连接，用于采集智能插座的总输入电流并将采集的电流参数传输给主控制器，所述通讯模块与主控制器电连接，用于实现主控制器与后台服务器之间的通讯；
所述后台服务器用于控制各个智能插座的第一通断控制模块的通断，还用于获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并分析得出强电网络的线路拓扑结构图。
进一步地，所述后台服务器获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并分析得出强电网络的线路拓扑结构图的具体方法如下：
S1，向各个插座的主控制器发送控制信号，控制所有插座的第一通断控制模块断开，以初始化所有插座、空开的电流状态；
S2，通过主控制器获取所有插座、空开各自的总输入电流值，保存至集合1；
S3，向插座A的主控制器发送控制信号，控制插座A的第一通断控制模块导通；
S4，再次通过主控制器获取所有插座、空开各自的总输入电流值，保存至集合2；
S5，比较集合2和集合1的数据，根据强电网络电路的基本原理，获取插座A的一个或多个上级插座和上级空开；
S6，循环执行步骤S1 S5，每个循环开启不同插座的第一通断控制模块，获取所有~插座的一个或多个上级插座和上级空开；
S7，根据所有插座和空开的上下级关系，生成强电网络插座和空开的线路拓扑结构图。
进一步地，所述前端电流采集模块为电流互感器。
进一步地，所述智能插座和所述智能空开均包括后端电流采集模块和电压采集模块，所述后端电流采集模块用于采集智能插座或智能空开的对外输出电流参数，所述电压采集模块用于采集智能插座或智能空开的对外输出电压参数。
进一步地，所述后台服务器还用于获取各个智能插座和各个智能空开的的对外输出电流参数和对外输出电压参数，并根据这些电参数分析出智能插座和智能空开的运行状态以及线路是否存在故障或老化，将分析结果在线路拓扑图中显示。
进一步地，所述智能插座还包括用于实时显示电参数的显示模块，所述显示模块与主控制器电连接。
进一步地，所述智能插座还包括用于控制智能插座是否对外输出电流的第二通断控制模块。
进一步地，所述第一通断控制模块和所述第二通断控制装置均为继电器。
进一步地，所述后台服务器还用于分析各个插座和空开的异常情况并进行预警。
进一步地，还包括通过路由器与所述后台服务器通讯的APP终端。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的这种强电网络智能管理系统，通过对现有的智能插座进行改进，利用服务器获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并由此分析得出强电网络的线路拓扑结构图，通过线路拓扑结构图可以很方便地了解各个设备的分布及上下级关系，且方便挖掘出更多有用信息，如线路老化，故障告警等，进而实现对线路监测与保护的功能，方便对强电网络进行管理。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种强电网络智能管理系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的智能插座的原理图；
图3为本发明实施例提供的强电网络线路拓扑结构图的示例图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种强电网络智能管理系统，包括强电网络以及后台服务器，所述强电网络包括多个智能插座、与多个智能插座连接的多个智能空开以及与多个智能空开连接的集中器，所述智能插座和所述集中器均与所述后台服务器通信连接。
如图2所示，所述智能插座包括壳体以及安设于所述壳体上的接线柱，还包括容性负载、第一通断控制模块、前端电流采集模块、主控制器和通讯模块，所述接线柱包括第一接线柱LI、第二接线柱LO、第三接线柱N和第四接线柱PE，所述第一接线柱LI和第二接线柱LO用于接火线，第三接线柱N用于接零线，第四接线柱PE用于接地线，所述第一通断控制模块和容性负载依次串联于所述第二接线柱LO和第三接线柱N之间形成第一回路电路，所述主控制器与第一通断控制模块电连接，用于控制所述第一通断控制模块的通断，通过控制所述第一通断控制模块的通断来控制第一回路电路的通断，从而可以控制所述容性负载是否接入插座电路中，所述前端电流采集模块串联于第一接线柱LI和第二接线柱LO之间，所述前端电流采集模块还与主控制器电连接，用于实时采集智能插座的总输入电流并将该电流参数传输给主控制器，所述通讯模块与主控制器电连接，用于实现主控制器与后台服务器之间的通讯。所述后台服务器用于控制各个智能插座的第一通断控制模块的通断，还用于获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并分析得出强电网络的线路拓扑结构图。
上述实施例中，所述主控制器用于接受后台服务器的控制指令，控制各个智能插座的第一通断控制模块的通断，从而控制第一回路电路的通断，即控制容性负载是否接入插座电路中，容性负载接入前后，智能插座的总输入电流会发生变化，相应地，该智能插座的上级插座或者上级空开的总输入电流也会发生变化。通过前端电流采集模块采集各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，，将该电流参数传送给后台服务器，后台服务器中预先设计有通过上述电流参数分析得出拓扑结构图的软件程序，后台服务器根据该电流参数就能分析出强电网络的线路拓扑结构图，所述拓扑结构图即为智能插座与空开的连接关系，通过所述拓扑结构，可以得出每个空开下连接有几个智能插座，每个智能插座连接在哪个空开下。
进一步地，所述后台服务器获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并分析得出强电网络的线路拓扑结构图的具体方法如下：
S1，后台服务器向各个插座的主控制器发送控制信号，控制所有插座的第一通断控制模块断开，使得容性负载断开，以初始化所有插座、空开的电流状态。
S2，后台服务器通过主控制器获取所有插座、空开各自的总输入电流值，保存至集合1。
S3，后台服务器向插座A的主控制器发送控制信号，控制插座A的第一通断控制模块导通，容性负载接入电路，插座的总输入电流增加。
S4，后台服务器再次通过主控制器获取所有插座、空开各自的总输入电流值，保存至集合2。
S5，比较集合2和集合1的数据，根据强电网络电路的基本原理，获取插座A的一个或多个上级插座和上级空开。
具体地，若开启插座A的拓扑开关，插座A的容性负载接入电路，则插座A的总输入电流增加，根据该强电网络电路的基本原理，插座A的上级插座或上级空开的总输入电流也会增加，因此可以根据若开启插座A的拓扑开关之后，其他某个插座或者空开的总输入电流增加，则该插座或空开为插座A的上级插座或上级空开，用此方法来判断出插座A的一个或多个上级插座和上级空开。
S6，循环执行步骤S1 S5，每个循环开启不同插座的第一通断控制模块，获取所有~插座的一个或多个上级插座和上级空开。
S7，根据所有插座和空开的上下级关系，生成强电网络插座和空开的线路拓扑结构图，参考图3所示。
具体地，由上述得到的所有插座的上级插座和上级空开，可以得到整个强电网络插座和空开的线路拓扑图，线路拓扑图生成后可以通过显示屏进行显示。
上述强电网络线路拓扑的生成方法，通过依次开启各个插座的拓扑开关，获取各个插座的上级插座和上级开关，进而生成强电网络中所有插座和空开的线路拓扑图，能够实现线路拓扑图的自动生成，方法简单可靠。
上述智能插座的电路中，所述前端电流采集模块优选为电流互感器。
作为本实施例的优选，所述智能插座和所述智能空开均包括后端电流采集模块和电压采集模块，所述后端电流采集模块用于采集智能插座或智能空开的对外输出电流参数，所述电压采集模块用于采集智能插座或智能空开的对外输出电压参数。所述后台服务器还用于获取各个智能插座和各个智能空开的的对外输出电流参数和对外输出电压参数，并根据这些电参数分析出智能插座和智能空开的运行状态以及线路是否存在故障或老化，将分析结果在线路拓扑图中显示。
下面以智能插座为例，说明后端电流采集模块和电压采集模块的具体实施方式，所述智能插座还包括后端电流采集模块，所述后端电流采集模块串联于所述第二接线柱LO或第三接线柱N上，所述后端电流采集模块还与所述主控制器电连接，用于采集第二接线柱LO或第三接线柱N上的电流参数，即对外输出电流参数，并将该电流参数传输给主控制器。优选地，还包括电压采集模块，所述电压采集模块串联于所述第二接线柱LO和第三接线柱N之间，所述电压采集模块还与主控制器电连接，用于采集对外输出电压参数，并将采集的电压参数传输给主控制器。
优选地，所述智能插座还包括用于实时显示电参数的显示模块，所述显示模块设置于所述智能插座的外壳上，所述显示模块与主控制器电连接。
上述实施例中，智能插座的主控制器可以将前端电流采集模块、后端电流采集模块以及电压采集模块采集的电参数在显示模块上实时显示，另外主控制器也可以将所述电参数传输给后台服务器，后台服务器通过所述电参数可以分析出智能插座线路是否存在线路故障或老化，并将智能插座线路状况显示在显示模块上，例如在显示模块上显示智能插座线路正常或线路故障等。
优选地，所述智能插座还包括第二通断控制装置，所述第二通断控制装置串联于所述第二接线柱LO或第三接线柱N上，所述第二通断控制装置还电连接所述主控制器；所述主控制器用于控制第二通断控制装置的通断，从而实现控制第二接线柱LO或第三接线柱N的线路的通断。
上述实施例中，后台服务器可以根据需要发送控制信号给主控制器，从而控制第二通断控制模块的接通或断开，由于第二通断控制模块串联于第二接线柱LO或第三接线柱N上，用于控制智能插座是否对外输出电流，故第二通断控制模块的接通或断开将导致整个智能插座的接通或断开，实现远程拉闸/合闸的功能。
优选地，所述第一通断控制模块和所述第二通断控制装置均为继电器。上述实施例中，所述继电器为现有技术的中常用的智能开关组件，主控制器能控制继电器的吸合与弹开，从而实现对应线路的接通或断开。
优选地，所述第一回路电路中串联有防浪涌器件。上述实施例中，由于存在容性负载，在电路开启的瞬间会产生较大的浪涌电流，这个浪涌电流会直接导致继电器的触点因电流过大而粘合从而无法弹开，在容性负载回路串接了一个NTC热敏电阻，用于吸收回路中的浪涌电流，所述防浪涌器件优选为NTC热敏电阻。
优选地，所述主控制器为MCU微处理器。优选地，所述智能插座还包括报警模块，所述报警模块与所述主控制器电连接。
上述实施例中，后台服务器根据接收的电参数判断智能插座或智能空开线路是否存在异常，包括漏电,断路,功率异常,电压异常,电流异常等，如存在异常，则控制报警模块发出报警信号。
还包括通过路由器与所述后台服务器通讯的APP终端。所述APP终端与后台服务器无线连接，所述APP终端可以通过密码来访问后台服务器，并可以查看系统的拓扑结构，如某个空开控制着那几个智能插座，每个空开及智能插座的运行状态，同时可以控制智能插座的通断，例如，需要需要某个智能插座断开，只需选中对应的智能插座，点击断开智能插座，后台服务器即向主控制器发送控制信号，主控制器控制第二通断控制模块断开，从而实现对应智能插座的断开。
上述实施例在于所述智能空开也可以设计成如所述智能插座的线路结构，通过所述智能空开，也可以得出线路的拓扑结构。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种强电网络自动控制系统，其特征在于：包括强电网络以及后台服务器，所述强电网络包括多个智能插座、与多个智能插座连接的多个智能空开以及与多个智能空开连接的集中器，所述智能插座和所述集中器均与所述后台服务器通信连接；
所述智能插座包括容性负载、第一通断控制模块、前端电流采集模块、主控制器和通讯模块，所述第一通断控制模块用于控制所述容性负载是否接入插座电路中，所述主控制器与所述第一通断控制模块电连接，用于控制所述第一通断控制模块的通断，所述前端电流采集模块与主控制器电连接，用于采集智能插座的总输入电流并将采集的电流参数传输给主控制器，所述通讯模块与主控制器电连接，用于实现主控制器与后台服务器之间的通讯；
所述后台服务器用于控制各个智能插座的第一通断控制模块的通断，还用于获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并分析得出强电网络的线路拓扑结构图；
所述后台服务器获取各个智能插座在第一通断控制模块通断前后的总输入电流，并分析得出强电网络的线路拓扑结构图的具体方法如下：S1，向各个插座的主控制器发送控制信号，控制所有插座的第一通断控制模块断开，以初始化所有插座、空开的电流状态；
S2，通过主控制器获取所有插座、空开各自的总输入电流值，保存至集合1；
S3，向插座A的主控制器发送控制信号，控制插座A的第一通断控制模块导通；
S4，再次通过主控制器获取所有插座、空开各自的总输入电流值，保存至集合2；
S5，比较集合2和集合1的数据，根据强电网络电路的基本原理，获取插座A的一个或多个上级插座和上级空开；
S6，循环执行步骤S1～S5，每个循环开启不同插座的第一通断控制模块，获取所有插座的一个或多个上级插座和上级空开；
S7，根据所有插座和空开的上下级关系，生成强电网络插座和空开的线路拓扑结构图。
2.如权利要求1所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：所述前端电流采集模块为电流互感器。
3.如权利要求1所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：所述智能插座和所述智能空开均包括后端电流采集模块和电压采集模块，所述后端电流采集模块用于采集智能插座或智能空开的对外输出电流参数，所述电压采集模块用于采集智能插座或智能空开的对外输出电压参数。
4.如权利要求3所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：所述后台服务器还用于获取各个智能插座和各个智能空开的的对外输出电流参数和对外输出电压参数，并根据这些电参数分析出智能插座和智能空开的运行状态以及线路是否存在故障或老化，将分析结果在线路拓扑图中显示。
5.如权利要求1所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：所述智能插座还包括用于实时显示电参数的显示模块，所述显示模块与主控制器电连接。
6.如权利要求1所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：所述智能插座还包括用于控制智能插座是否对外输出电流的第二通断控制模块。
7.如权利要求6所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：所述第一通断控制模块和所述第二通断控制装置均为继电器。
8.如权利要求1所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：所述后台服务器还用于分析各个插座和空开的异常情况并进行预警。
9.如权利要求1所述的强电网络自动控制系统，其特征在于：还包括通过路由器与所述后台服务器通讯的APP终端。
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