CN117458719A - 一种智能断路控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能断路控制系统，属于电路控制技术领域，该控制系统设置有自动保护模式，可以持续监测电路运行状态，当电路出现工作状态异常的情况，能及时发现并截断电路，减少损失。同时系统还设置有协议转换模块，可以将将不同通信协议之间的数据进行转换，使系统支持与多种通信协议的用户终端进行连接，提高系统对各种用户终端的兼容性。并且，用户终端远程控制断路器连通电路前，先判断是否具备连通电路的条件，判断用户终端是否拥有足够的权限以及电路是否处于检修状态，保护电路以及工作人员的安全。

Description

一种智能断路控制系统
技术领域
本发明属于电路控制技术领域，具体涉及一种智能断路控制系统。
背景技术
常用的切断电路的安全装置为熔断装置，熔断装置的基本原理在于利用故障电路过流产生的热量使装置中的保险丝熔断从而断开电路，这种方式需要较长的反应时间，不利于电路安全，同时，缺少远程控制电路截断以及连通的手段，所以，需要提供一种智能断路控制系统，解决上述不足之处。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种智能断路控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种智能断路控制系统，所述控制系统包括监测模块、断路器、协议转换模块、控制模块、通信模块以及用户终端；
监测模块：用于获得电路的工作状态信息；
断路器：用于控制电路的通断；
协议转换模块：用于将不同通信协议之间的数据进行转换；
控制模块：根据监测模块获取的电路状态信息和用户的指令，对断路器进行控制，实现电路的开关操作；
通信模块：用于控制模块与用户终端之间进行数据传输和通信；
用户终端：提供给用户的界面，用户可以通过用户终端对智能断路控制系统进行监控、设置和控制操作；
所述控制系统配置有自动保护模式以及手动监控模式；
当系统处于自动保护模式时，系统的处理过程包括步骤：
S11：通过监测模块监测电路的工作状态信息；
S12：通过控制模块判断电路工作状态是否正常，若电路工作状态正常，重复执行步骤S11，若电路工作状态异常，执行步骤S13；
S13：控制模块控制断路器截断电路；
S14：判断断路器是否成功截断电路，若断路器成功截断电路，执行步骤S15，若断路器未能截断电路，执行步骤S16；
S15：通过通信模块将断路器断路事件上报至用户终端；
S16：通过通信模块将断路器断路事件上报至用户终端，并发出警报；
所述断路事件内容包括：电路异常种类、电路异常参数以及断路器是否成功截断电路；
其中，电路工作状态异常种类包括：电路过载、电路断路、电路短路以及地线故障。
优选的，所述控制系统处于手动监控模式时，系统的处理过程包括步骤：
S21：通过监测模块监测电路的工作状态；
S22：通过通信模块将电路工作状态信息上报至用户终端；
S23：若在应答时间内收到用户终端指令，则执行步骤S24，若未能在应答时间内收到用户终端指令，则重复执行步骤S21；
S24：执行用户终端指令，控制断路器截断或连通电路；
S25：判断断路器是否成功截断或连通电路，并将闸位变化事件反馈至用户终端。
优选的，所述协议转换模块用于将不同通信协议之间的数据进行转换；控制模块通过通信模块传输数据至用户终端前，先通过协议转换模块，将数据转换成对应协议格式，再将数据传输至相应用户终端；
控制模块通过通信模块接收到用户终端发送的数据后，先通过协议转换模块将数据进行转换，再执行相应指令。
优选的，所述监测模块设置有多种传感器，包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及湿度传感器。
优选的，步骤S24中，执行用户终端指令，控制断路器连通电路前，先判断是否符合连通条件，不符合连通条件包括：用户终端权限不足或电路处于检修状态。
优选的，步骤S25中，所述闸位变化事件内容包括：闸位变化种类、闸位变化时间以及闸位变化是否成功，所述闸位变化包括：断路器连通电路以及断路器截断电路。
优选的，步骤S12中，控制器通过以下步骤判断电路工作状态是否处于异常状态：
S121：控制器将电路电流与过载电流阈值进行对比，若电路电流超过过载电流阈值，判定电路出现过载，当过载时长超过设定的响应时间，则认定电路工作状态处于异常状态；
S122：当监测模块检测到电路电压变为零，判定电路出现断路，则认定电路工作状态处于异常状态；
S123：控制器将电路电流与短路电流阈值进行对比，若电路电流超过短路电流阈值，判定电路出现短路，认定电路工作状态处于异常状态；
S124：控制器将进入和离开电路的电流进行比较，若差异超过设定的阈值，则判定电路出现地线故障，认定电路工作状态处于异常状态。
本发明的有益效果为：
1、设置有自动保护模式，可以持续监测电路运行状态，当电路出现工作状态异常的情况，能及时发现并截断电路，减少损失。
2、系统设置有协议转换模块，可以将将不同通信协议之间的数据进行转换，使系统支持与多种通信协议的用户终端进行连接，提高系统对各种用户终端的兼容性。
3、用户终端远程控制断路器连通电路前，先判断是否具备连通电路的条件，判断用户终端是否拥有足够的权限以及电路是否处于检修状态，保护电路以及工作人员的安全。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明在一实施例中提供的系统结构图；
图2为本发明在一实施例中提供的自动保护模式系统运转流程图；
图3为本发明在一实施例中提供的手动监控模式系统运转流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
请参考图1-2，本实施例提供的一种智能断路控制系统，所述控制系统包括监测模块、断路器、协议转换模块、控制模块、通信模块以及用户终端；
监测模块：用于获得电路的工作状态信息；实时监测电路的电流、电压等参数，并将监测到的数据传输给控制模块。
断路器：用于控制电路的通断；以保护设备和人员的安全。
协议转换模块：用于将不同通信协议之间的数据进行转换；以实现不同模块之间的数据交互。
控制模块：根据监测模块获取的电路状态信息和用户的指令，对断路器进行控制，实现电路的开关操作；
通信模块：用于控制模块与用户终端之间进行数据传输和通信；
用户终端：提供给用户的界面，用户可以通过用户终端对智能断路控制系统进行监控、设置和控制操作；
所述控制系统配置有自动保护模式以及手动监控模式；
当系统处于自动保护模式时，系统的处理步骤为：
S11：通过监测模块监测电路的工作状态信息；
S12：通过控制模块判断电路工作状态是否正常，若电路工作状态正常，重复执行步骤S11，若电路工作状态异常，执行步骤S13；
S13：控制模块控制断路器截断电路；系统通过对电路中断路器输出端以后部分的电流以及电压进行检测，并且判断断路器输出端电流以及电压是否为零，若断路器输出端电流以及电压为零，则认定断路器成功截断电路，断路器输出端电流以及电压非零，则认定断路器未能成功截断电路。
S14：判断断路器是否成功截断电路，若断路器成功截断电路，执行步骤S15，若断路器未能截断电路，执行步骤S16；
S15：通过通信模块将断路器断路事件上报至用户终端；
S16：通过通信模块将断路器断路事件上报至用户终端，并发出警报；
所述断路事件内容包括：电路异常种类、电路异常参数以及断路器是否成功截断电路；
其中，电路工作状态异常种类包括：电路过载、电路断路、电路短路以及地线故障。
在本实施例中：控制系统设置有自动保护模式，可以持续监测电路运行状态，当电路出现工作状态异常的情况，能及时发现并截断电路，减少损失。
实施例2
请参考图3，根据实施例1所提供的一种智能断路控制系统，所述控
制系统处于手动监控模式时，系统的处理步骤为：
S21：通过监测模块监测电路的工作状态；
S22：通过通信模块将电路工作状态信息上报至用户终端；
S23：若在应答时间内收到用户终端指令，则执行步骤S24，若未能在应答时间内收到用户终端指令，则重复执行步骤S21；
S24：执行用户终端指令，控制断路器截断或连通电路；
S25：判断断路器是否成功截断或连通电路，并将闸位变化事件反馈至用户终端。
系统通过对电路中断路器输入端以及输出端两端的电流以及电压进行检测，判断断路器是否成功截断或者连通电路；
判断断路器是否成功截断电路时：判断断路器输出端电流以及电压是否为零，若断路器输出端电流以及电压为零，则认定断路器成功截断电路，断路器输出端电流以及电压非零，则认定断路器未能成功截断电路；
判断断路器是否成功连通电路时：判断断路器输入端以及输出端两端的电流以及电压是否相等，若断路器输入端以及输出端两端的电流以及电压相等则认定断路器成功连通电路，断路器输入端以及输出端两端的电流以及电压不想等，则认定断路器未能成功连通电路。
在本实施例中，系统设置有手动监控模式，工作人员可通过用户终端实时查看电路运行情况，并根据实际生产需求，对电路的断开以及连通进行远程控制。
实施例3
根据实施例2所提供的一种智能断路控制系统，所述协议转换模块用于将不同通信协议之间的数据进行转换；
控制模块通过通信模块传输数据至用户终端前，先通过协议转换模块，将数据转换成对应协议格式，再将数据传输至相应用户终端；
控制模块通过通信模块接收到用户终端发送的数据后，先通过协议转换模块将数据进行转换，再执行相应指令。
在本实施例中，控制模块通过通信模块与用户终端进行通信前或控制模块通过通信模块接收用户终端的指令后，均利用协议转换模块对所传输的数据进行格式转换，系统通过设置有协议转换模块，可以将不同通信协议之间的数据进行转换，使系统支持与多种通信协议的用户终端进行连接，提高系统对各种用户终端的兼容性。
实施例4
根据实施例2所提供的一种智能断路控制系统，所述监测模块设置有多种传感器，包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及湿度传感器。
所述电流传感器：电流传感器用于检测和测量电路中的电流值。通过实时监测电流变化，智能断路系统可以实现对电路的负载情况进行监控和控制。
所述电压传感器：电压传感器用于检测和测量电路中的电压值。通过监测电压的变化，智能断路系统可以了解电路的电压状况，以便进行相应的操作和控制。
所述温度传感器：温度传感器用于监测环境和设备的温度变化。在智能断路系统中，温度传感器可以提供关键的温度信息，以确保设备和电路的正常工作温度范围内。当温度超出设定的阈值时，系统可以触发相应的保护措施，如断路、报警等。
所述湿度传感器：湿度传感器用于测量环境的湿度水平，湿度传感器可以监测到湿度的变化，并提供湿度数据。这对于某些特定的设备和电路来说非常重要，因为湿度过高或过低都可能导致设备的损坏或工作异常。
在本实施例中，系统通过对多种传感器的集成和使用，实现为工作人员以及系统控制器提供实时、准确的待检测电路数据，使得系统能够更加智能化、可靠地进行电路监测、保护和控制，并及时采取相应的措施来确保电路的安全性和稳定性。
实施例5
根据实施例2所提供的一种智能断路控制系统，步骤S24中，执行用户终端指令，控制断路器连通电路前，先判断是否符合连通条件，不符合连通条件包括：用户终端权限不足或电路处于检修状态。
在本实施例中，用户终端远程控制断路器连通电路前，先判断是否具备连通电路的条件，判断用户终端是否拥有足够的权限以及电路是否处于检修状态，保护电路以及工作人员的安全。
实施例6
根据实施例2所提供的一种智能断路控制系统，步骤S25中，所述闸位变化事件内容包括：闸位变化种类、闸位变化时间以及闸位变化是否成功，所述闸位变化包括：断路器连通电路以及断路器截断电路。
在本实施例中，系统在断路器对电路进行截断或者连通后，将断路器的闸位变化事件发送至用户终端，便于用户确认下达的指令系统是否已经执行完毕以及是否成功执行。
实施例7
根据实施例1所提供的一种智能断路控制系统，步骤S12中，控制器通过以下步骤判断电路工作状态是否处于异常状态：
S121：控制器将电路电流与过载电流阈值进行对比，若电路电流超过过载电流阈值，判定电路出现过载，当过载时长超过设定的响应时间，则认定电路工作状态处于异常状态；
系统通过监测电路中的电流来判断电路是否过载：
智能断路器通过电流传感器实时监测电路中的电流；
断路器会将电流与预设的过载电流阈值进行比较；
如果电流超过了预设的过载电流阈值，断路器会判断电路存在过载；
断路器会根据设定的响应时间，判断电流是否持续超过额定电流阈值的时间；
如果电流持续超过设定的响应时间，系统认定电路处于异常运行状态，断路器会自动切断电路，以避免过载造成设备损坏或安全隐患。
S122：当监测模块检测到电路电压变为零，判定电路出现断路，则认定电路工作状态处于异常状态；
系统通过监测电路的连通性来判断电路是否存在断路：
智能断路器通过电路中的传感器或监测装置实时监测电路的电流、电压或其他参数；
当电路中存在断路时，电流无法流通，电压会变为零或接近零；
智能断路器会判断电路中电压是否为零或者接近零；
如果电压为零或者接近零，断路器会判断存在电路断路，认定电路处于异常状态，并自动切断电路；
断路器立即切断电路，以保护设备和人员的安全。
S123：控制器将电路电流与短路电流阈值进行对比，若电路电流超过短路电流阈值，判定电路出现短路，认定电路工作状态处于异常状态；
系统通过监测电流异常来判断电路是否存在短路：
电流监测：智能断路器配备有电流传感器，可以实时监测电路中的电流。传感器会不断采集电流数据。
阈值设定：智能断路器会设定一个短路电流阈值，用于判断电流是否超过正常范围。所述短路电流阈值阈值通常根据电路的额定电流和安全要求进行设定。
比较分析：智能断路器会将实时采集到的电流数据与设定的短路电流阈值进行比较，如果电流超过短路电流阈值，就会判断存在电路短路的可能性。
短路判断：智能断路器会根据设定的判断逻辑，综合考虑电流的大小、持续时间等因素，来判断是否存在电路短路，如电流超过短路电流阈值并持续一定时间，判断为电路短路。
断路操作：系统判断出电路存在短路，认定电路处于异常状态，立即切断电路，以保护设备和人员的安全。
S124：控制器将进入和离开电路的电流进行比较，若差异超过设定的阈值，则判定电路出现地线故障，认定电路工作状态处于异常状态。
系统通过监测电流的不平衡来判断地线故障：
系统利用电流传感器，实时监测电路中的电流，当电流的不平衡度超过设定的阈值时，断路器会判断存在地线故障，并自动切断电路。
具体的判断方法包括以下步骤：
系统通过电流传感器实时监测电路中的电流；
将电流进行分析和比较，判断电流是否平衡；
如果电流的不平衡度超过设定的阈值，断路器会判断存在地线故障，认定电路处于异常状态；
系统立即切断电路，以保护设备和人员的安全。
在本实施例中，系统配备有传感器和监测装置，可以实时监测电流、电压和其他参数，通过与预设的阈值进行比较，判断电路是否存在故障，进一步认定电路是否处于异常状态，并根据情况自动切断电路以保护设备和人员的安全。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种智能断路控制系统，其特征在于，所述控制系统包括监测模块、断路器、协议转换模块、控制模块、通信模块以及用户终端；
监测模块：用于获得电路的工作状态信息；
断路器：用于控制电路的通断；
协议转换模块：用于将不同通信协议之间的数据进行转换；
控制模块：根据监测模块获取的电路状态信息和用户的指令，对断路器进行控制，实现电路的开关操作；
通信模块：用于控制模块与用户终端之间进行数据传输和通信；
用户终端：提供给用户的界面，用户可以通过用户终端对智能断路控制系统进行监控、设置和控制操作；
所述控制系统配置有自动保护模式以及手动监控模式；
当系统处于自动保护模式时，系统的处理过程包括步骤：
S11：通过监测模块监测电路的工作状态信息；
S12：通过控制模块判断电路工作状态是否正常，若电路工作状态正常，重复执行步骤S11，若电路工作状态异常，执行步骤S13；
S13：控制模块控制断路器截断电路；
S14：判断断路器是否成功截断电路，若断路器成功截断电路，执行步骤S15，若断路器未能截断电路，执行步骤S16；
S15：通过通信模块将断路器断路事件上报至用户终端；
S16：通过通信模块将断路器断路事件上报至用户终端，并发出警报；
所述断路事件内容包括：电路异常种类、电路异常参数以及断路器是否成功截断电路；
其中，电路工作状态异常种类包括：电路过载、电路断路、电路短路以及地线故障。
2.根据权利要求1所述的一种智能断路控制系统，其特征在于，所述控制系统处于手动监控模式时，系统的处理过程包括步骤：
S21：通过监测模块监测电路的工作状态；
S22：通过通信模块将电路工作状态信息上报至用户终端；
S23：若在应答时间内收到用户终端指令，则执行步骤S24，若未能在应答时间内收到用户终端指令，则重复执行步骤S21；
S24：执行用户终端指令，控制断路器截断或连通电路；
S25：判断断路器是否成功截断或连通电路，并将闸位变化事件反馈至用户终端。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种智能断路控制系统，其特征在于，所述协议转换模块用于将不同通信协议之间的数据进行转换；
控制模块通过通信模块传输数据至用户终端前，先通过协议转换模块，将数据转换成对应协议格式，再将数据传输至相应用户终端；
控制模块通过通信模块接收到用户终端发送的数据后，先通过协议转换模块将数据进行转换，再执行相应指令。
4.根据权利要求2所述的一种智能断路控制系统，其特征在于，所述监测模块设置有多种传感器，包括电流传感器、电压传感器、温度传感器以及湿度传感器。
5.根据权利要求2所述的一种智能断路控制系统，其特征在于，步骤S24中，执行用户终端指令，控制断路器连通电路前，先判断是否符合连通条件，不符合连通条件包括：用户终端权限不足或电路处于检修状态。
6.根据权利要求2所述的一种智能断路控制系统，其特征在于，步骤S25中，所述闸位变化事件内容包括：闸位变化种类、闸位变化时间以及闸位变化是否成功，所述闸位变化包括：断路器连通电路以及断路器截断电路。
7.根据权利要求1所述的一种智能断路控制系统，其特征在于，步骤S12中，控制器通过以下步骤判断电路工作状态是否处于异常状态：
S121：控制器将电路电流与过载电流阈值进行对比，若电路电流超过过载电流阈值，判定电路出现过载，当过载时长超过设定的响应时间，则认定电路工作状态处于异常状态；
S122：当监测模块检测到电路电压变为零，判定电路出现断路，则认定电路工作状态处于异常状态；
S123：控制器将电路电流与短路电流阈值进行对比，若电路电流超过短路电流阈值，判定电路出现短路，认定电路工作状态处于异常状态；
S124：控制器将进入和离开电路的电流进行比较，若差异超过设定的阈值，则判定电路出现地线故障，认定电路工作状态处于异常状态。
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