CN201697962U - 一体化智能测控模块 - Google Patents

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刘会遵
冯亮
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Abstract

本实用新型公开了一种一体化智能测控模块，包括壳体和电路板，还包括设于电路板上的电流传感器、A/D转换器、微控制器、电源模块和模拟量输入端子，电源模块与电流传传感器、微控制器连接；A/D转换器的输入端与电流传感器的信号输出端、模拟量输入端子连接，A/D转换器的输出端与微控制器连接，微控制器还连接有开关量输入端子。本实用新型将电流传感器直接集成到电路板上，减少了传统的外部接线，安装方便、结构紧凑、占用空间小，又经过通讯组件将信号传送至上位机，能够通过智能测控模块的地址，快速找到故障，使系统维护简单快捷，运行更加经济。它能有力地提升光伏发电系统的技术水平，促进其普及与应用，有利于发展低碳经济。

Description

一体化智能测控模块
技术领域
本实用新型涉及一种用于光伏发电系统的光伏阵列电流测控装置，更具体地说是一种一体化结构的智能测控模块。
背景技术
照射在地球上的太阳能非常之多，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
在现有的光伏发电系统中，为减少光伏组件与逆变器(直流电逆变成交流电之后并入电网使用)之间的连接线，方便维护，提高可靠性，在光伏组件与逆变器之间增加的光伏汇流箱装置。用户可以根据逆变器输入的直流电压范围，把一定数量的规格相同的光伏电池组件串联组成1个光伏电池组件串列(又称为“光伏阵列电池组”)，再将若干个串列接入光伏阵列汇流箱进行汇，方便了后级逆变器的接入。同时，还要监测光伏电池组件的工作状态，及时准确的查处故障光伏电池，便于及时修复更换，以保持更好的经济效益，因此，对光伏电池组件监测的装置必不可少。
在现有的光伏发电系统中，特别是大型并网型光伏发电系统中，通常要求汇流箱具有监测光伏电池组件串列电流的功能。在电池组件故障时，能够及时的知晓并修复，避免造成不必要的损失，能够从上万个电池组件中及时查找到故障电池组件，提高了系统的经济性，降低了维护成本。
目前，国外与国内的采用了监测功能的光伏阵列发电汇流箱，其监测功能也大多由多个单独霍尔传感器及模拟量采集单元共同实现，该实现方式占用空间大，接线复杂，抗干扰性差，故障率高，维护成本高而且操作难度大。
基于上述现有技术的缺陷，本发明人设计出一种新型的一体化结构的智能测控模块，具有结构紧凑、占用空间小、安装方便、可靠性高的特点，能实现远程监控，同时也便于现场维护。
实用新型内容
本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种一体化结构的智能测控模块，具有结构紧凑、占用空间小、安装方便、可靠性高的特点，能实现远程监控，同时也便于现场维护。
本实用新型的技术内容为：一体化智能测控模块，包括壳体及设于壳体内的电路板，其特征还包括设于电路板上的若干个电流传感器、A/D转换器、微控制器、电源模块和模拟量输入端子，所述的电源模块与电流传传感器、微控制器连接；所述的A/D转换器的输入端与电流传感器的信号输出端、模拟量输入端子连接，所述的A/D转换器的输出端与微控制器连接，所述的微控制器还连接有开关量输入端子。
本实用新型的进一步技术内容为：所述的电流传感器为霍尔传感器，所述的霍尔传感器设有用于测量导线电流的测量孔；所述的霍尔传感器经过所述的A/D转换器与所述的微控制器相连接。
本实用新型的进一步技术内容为：所述的微控制器还连接有通讯组件，所述的A/D转换器为多通道A/D转换器。
本实用新型的进一步技术内容为：所述的微控制器还连接有显示屏，所述的电源模块为开关电源。
本实用新型的进一步技术内容为：微控制器还连接有报警器。
本实用新型的进一步技术内容为：微控制器还连接有控制按钮。
本实用新型的进一步技术内容为：通讯组件为有线通讯模块。
本实用新型的进一步技术内容为：所述的有线通讯模块为RS485模块或RS232模块。
本实用新型的进一步技术内容为：通讯组件为无线通讯模块。
本实用新型的进一步技术内容为：所述的无线通讯模块为WIFI或GPRS或CDMA模块。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型将电流传感器(以霍尔传感器为佳)直接集成到电路板上，减少了传统方式的外部接线，只需将要监测的电路导线穿过本智能模块(即电流传感器)的测量孔，与主回路无电气连接，就可以监测主回路的有关信息，安装方便、结构紧凑、占用空间小，在实际测量中采用先进的直流采样及数字式谐波滤过技术，有效处理外界干扰，可靠性高。另外本实用新型还设有模拟量输入端子和开关量输入端子，也能够通过另外的传感器监测主回路的电压信号以及温度信号，以及汇流箱防雷模块和主回路开关等部件的工作状况。智能测控模块采用具有一体化结构的多通道A/D转换器来处理多组模拟信号，将若干个电流检测元件的检测信号，集中传输至微控制器，经过通讯组件(以RS485为佳)，将信号传送至上位机，从而在中控室能够从电流的变化中，快速的判断电池组件的工作状态，以及电池组件发生故障时，通过智能测控模块的地址，快速定位，使系统维护简单快捷，运行更加经济。本实用新型的推广应用能有力地提高光伏发电系统的技术水平，促进光伏发电系统的普及应用，有于发展低碳经济。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
附图说明
图1为本实用新型一体化智能测控模块具体实施例的方框结构示意图。
附图标记说明
1       壳体          2     电路板
3       电流传感器    30    测量孔
4A/D    转换器        41    模拟量输入端子
5       微控制器      51    开关量输入端子
52      显示屏        53    报警器
54      控制按钮      6     电源模块
7       通讯组件
具体实施方式
为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1所示，本实用新型一体化智能测控模块，包括壳体1及设于壳体1内的电路板2，其特征还包括设于电路板2上的若干个电流传感器3(具体数量可依实际需要而选择)、A/D转换器4、微控制器5、电源模块6和模拟量输入端子41，电源模块6与电流传传感器3、微控制器5连接；A/D转换器4的输入端与电流传感器3的信号输出端、模拟量输入端子41连接，A/D转换器4的输出端与微控制器5连接，微控制器5还连接有开关量输入端子51。
电流传感器3为霍尔传感器，霍尔传感器设有用于测量导线电流的测量孔30；霍尔传感器经过A/D转换器4与微控制器5相连接。微控制器5还连接有通讯组件7，A/D转换器4为多通道A/D转换器，电源模块6为开关电源。微控制器5还连接有显示屏52、报警器53和控制按钮54，控制按钮54可用于选择显示信息或手动/自动的选择。
通讯组件7可以采用有线通讯模块或无线通讯模块，有线通讯模块为RS485模块或RS232模块；无线通讯模块为WIFI或GPRS或CDMA模块。
在图1所示的本实施例中，电流传感器采用的是霍尔传感器，是根据电流霍尔效应原理，将通过测量孔30的光伏电池阵列串的电流信号变转换成4-20mA电流信号，同时，外部信号(例如：电压、温度等)通过外部传感器变换后，可以经过模拟量输入端子41输入，外部的模拟量信号和霍尔传感器变换后的信号均经过A/D转换器4进行模数转换(多通道转换)后，传输至微控制单元5后，进行数据处理和判断后，通过RS485通讯组件7向上位机的传输。外部开关信号(例如：汇流箱中防雷器和断路器的工作状态)通过开关量输入端子51输入后，直接送至微控制单元5处理。微控制单元5还连接有显示器52(通过图像输出信号)、报警器53(通过语音输出信号)和用于选择显示信息的控制按钮54，比如控制按钮54能实现显示器52显示不同光伏阵列的电流检测值，若未设置有控制按钮，则需让系统自动轮流显示各光伏阵列的电流检测值，若于维护中，有可能是需要实时检测某一条光伏阵列线路的工作状态，则此时轮流显示的方式无法满足现场维护的要求，故此有必要能输入选择信号的控制按钮。
综上所述，本实用新型将光伏阵列电池组穿过的测控模块(具有一体化结构的智能控制方式)设有的测量孔，实现对每路或者每两路电流的监测及报警的功能，还可以通过模拟量输入和开关量输入实现对电压、温度以及防雷器和断路器工作状态的监控，通过RS485通讯模块上传至监控系统(中控室)的上位机，从而在中控室能够从电流的变化中，快速的判断电池组件的工作状态，以及电池组件发生故障时，通过智能测控模块的地址，快速定位，使系统维护简单快捷，运行更加经济。通过在汇流箱增设有的显示器、报警器和按钮，便于汇流箱的现场维护与工作状态监控。由此可见，本实用新型将电流传感器(以霍尔传感器为佳)直接集成到电路板上，减少了传统方式的外部接线，只需要将需要监测的电路导线穿过本智能模块(即电流传感器)的测量孔，与主回路无电气连接，就可以监测主回路的有关信息，在安装方便、结构紧凑、占用空间小，在实际测量中先进的直流采样及数字式谐波滤过技术，有效处理外界干扰，可靠性高。另外本实用新型还设有模拟量输入端子和开关量输入端子，也能够通过另外的传感器监测主回路的电压信号以及温度信号，以及汇流箱防雷模块和主回路开关等部件的工作状况。智能测控模块采用具有一体化结构的多通道A/D转换器来处理多组模拟信号，将若干个电流检测元件的检测信号，集中传输至微控制器，经过通讯组件(以RS485为佳)，将信号传送至上位机，从而在中控室能够从电流的变化中，快速的判断电池组件的工作状态，以及电池组件发生故障时，通过智能测控模块的地址，快速定位，使系统维护简单快捷，运行更加经济。本实用新型的推广应用能有力地提高光伏发电系统的技术水平，促进光伏发电系统的普及应用，有于发展低碳经济。
以上所述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。

Claims (10)

1.一体化智能测控模块，包括壳体及设于壳体内的电路板，其特征还包括设于电路板上的若干个电流传感器、A/D转换器、微控制器、电源模块和模拟量输入端子，所述的电源模块与电流传传感器、微控制器连接；所述的A/D转换器的输入端与电流传感器的信号输出端、模拟量输入端子连接，所述的A/D转换器的输出端与微控制器连接，所述的微控制器还连接有开关量输入端子。
2.根据权利要求1所述的一体化智能测控模块，其特征在于所述的电流传感器为霍尔传感器，所述的霍尔传感器设有用于测量导线电流的测量孔；所述的霍尔传感器经过所述的A/D转换器与所述的微控制器相连接。
3.根据权利要求2所述的一体化智能测控模块，其特征在于所述的微控制器还连接有通讯组件，所述的A/D转换器为多通道A/D转换器。
4.根据权利要求3所述的一体化智能测控模块，其特征还在于所述的微控制器还连接有显示屏，所述的电源模块为开关电源。
5.根据权利要求4所述的一体化智能测控模块，其特征还在于所述的微控制器还连接有报警器。
6.根据权利要求5所述的一体化智能测控模块，其特征在于所述的微控制器还连接有控制按钮。
7.根据权利要求6所述的一体化智能测控模块，其特征在于所述的通讯组件为有线通讯模块。
8.根据权利要求7所述的一体化智能测控模块，其特征在于所述的有线通讯模块为RS485模块或RS232模块。
9.根据权利要求6所述的一体化智能测控模块，其特征在于所述的通讯组件为无线通讯模块。
10.根据权利要求9所述的一体化智能测控模块，其特征在于所述的无线通讯模块为WIFI、GPRS或CDMA模块。
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