CN205941830U - 基于物联网与云服务的智能负载测试系统 - Google Patents

Abstract

本专利涉及对发电机组进行负荷检测与维护的模拟负载设备领域，特别涉及基于物联网与云服务的智能负载测试系统，包括负载终端及设置有人机界面的现场控制终端，增设有无线通信模块，无线通信模块与核心控制器连接，所述的无线通信模块连接有云服务器，云服务器还连接有移动终端，本实用新型将模拟负载设备的所有实时数据和测试结果进行远程存储和集中分析，帮助负载用户和负载生产者实时掌握负载的运行情况，及时了解负载的工作负荷、各组件的压力与寿命，并及时进行维护和易损件更换，保障负载的安全运行和使用寿命。

Description

基于物联网与云服务的智能负载测试系统

技术领域

本专利涉及对发电机组进行负荷检测与维护的模拟负载设备领域，特别涉及基于物联网与云服务的智能负载测试系统。

背景技术

发电机组在出厂前需要进行负荷检测，在日常使用中需要定期的带载维护，目的都是测量机组的电气参数，验证机组的可靠性，预防机组启动失败、容量不足等故障，进而保障供电安全。

通常，发电机组使用模拟负载设备来完成上述检测维护，模拟负载设备可以是干式负载、水负载或者电子负载。传统模拟负载设备的操作、数据分析与储存都在本地完成，随着使用者对工作效率和安全性的要求不断提升，产生了新的需求无法被满足，包括：

1、模拟负载设备长时间工作在高电压、大电流的载荷状态下，容易老化，尤其是电阻器等属于易损件，需要及时了解各个组件的寿命，提早维护与更换，避免故障。

2、及时了解负载设备的工况，避免长时间运行导致的温度升高、风量衰减等危险因素持续存在。

3、在异地完成机组检测的操作，随时随地完成工作，充分利用时间。

传统模拟负载设备需要大量人力操作来检查、监测负载各个组件的状态，效率低下，无法做到随时随地了解负载状态。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了基于物联网与云服务的智能负载测试系统，采用物联网技术，将模拟负载设备的所有实时数据和测试结果进行远程存储和集中分析，帮助负载用户和负载生产者实时掌握负载的运行情况，及时了解负载的工作负荷、各组件的压力与寿命，并及时进行维护和易损件更换，保障负载的安全运行和使用寿命。

本实用新型采用的具体技术方案是：

基于物联网与云服务的智能负载测试系统，包括负载终端及设置有人机界面的现场控制终端，负载终端包括核心控制器及连接在核心控制器上的自检单元、运行数据采集单元、GPS定位单元、环境数据采集单元、存储单元、负载控制单元、本地通信单元，所述的负载控制单元电连接有负载元件，增设有无线通信模块，无线通信模块与核心控制器连接，所述的无线通信模块为基于WiFi协议的通信模块或基于3G/4G的通信模块，所述的无线通信模块连接有云服务器，云服务器还连接有移动终端，所述的移动终端包括智能手机、平板电脑及PC。

所述的自检单元包括负载柜绝缘电阻检测模块、烟雾检测模块、风量检测模块、接触器检测模块。

所述的运行数据采集单元包括电压传感器、电流传感器、内部温度检测模块。

所述的环境数据采集单元包括环境温度检测模块、湿度检测模块、海拔高度检测模块、气压检测模块、噪音检测模块。

所述的本地通信单元包括基于RS485的通信模块、以太网通信模块、CAN通信模块。

所述的负载元件包括负载及散热装置，负载包括电阻、电感、电容，电阻、电感、电容分别借助接触器与核心控制器电连接，所述的散热装置为散热风机。

本实用新型的有益效果是：

与现有传统负载相比，本实用新型的有益效果主要体现在负载测试系统的用户和生产者两方面。

对用户的好处：借助无线通信模块及云服务器，1、在异地对负载测试系统启动或停机，设定参数并完成对发电机组的检测维护；2、异地故障报警，及时发现温度、风量等异常；3、异地数据显示、发电机组检测结果的云储存和随时查看；4、负载测试系统潜在故障分析；5、负载测试系统的维修保养提醒；6、GPS定位服务、保障负载运输时的安全。

对生产者的好处：1、及时了解负载状态，提前维护，减少故障率；2、提高对用户问题的响应速度；3、远程推送负载的系统升级服务，扩展功能。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

附图中，1、移动终端，2、现场控制终端，3、核心控制器，4、自检单元，5、运行数据采集单元，6、GPS定位单元，7、环境数据采集单元，8、存储单元，9、负载控制单元，10、本地通信单元，11、负载元件，12、无线通信模块，13、云服务器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明：

具体实施例如图1所示，基于物联网与云服务的智能负载测试系统，包括负载终端及设置有人机界面的现场控制终端2，负载终端包括核心控制器3及连接在核心控制器3上的自检单元4、运行数据采集单元5、GPS定位单元6、环境数据采集单元7、存储单元8、负载控制单元9、本地通信单元10，所述的负载控制单元9电连接有负载元件11，增设有无线通信模块12，无线通信模块12与核心控制器3连接，所述的无线通信模块12为基于WiFi协议的通信模块或基于3G/4G的通信模块，所述的无线通信模块12连接有云服务器13，云服务器13还连接有移动终端14，所述的移动终端1包括智能手机、平板电脑及PC。

所述的自检单元4包括负载柜绝缘电阻检测模块、烟雾检测模块、风量检测模块、接触器检测模块。

所述的运行数据采集单元5包括电压传感器、电流传感器、内部温度检测模块。

所述的环境数据采集单元7包括环境温度检测模块、湿度检测模块、海拔高度检测模块、气压检测模块、噪音检测模块。

所述的本地通信单元10包括基于RS485的通信模块、以太网通信模块、CAN通信模块。

所述的负载元件11包括负载及散热装置，负载包括电阻、电感、电容，电阻、电感、电容分别借助接触器与核心控制器3电连接，所述的散热装置为散热风机。

本专利要解决的问题是提供一种基于物联网和云服务的智能负载测试系统，采用物联网技术，将模拟负载设备的所有实时数据和测试结果进行远程存储和集中分析，帮助负载用户和负载生产者实时掌握负载的运行情况，及时了解负载的工作负荷、各组件的压力与寿命，并及时进行维护和易损件更换，保障负载的安全运行和使用寿命。

所述核心控制器通过无线通信模块12接入国际互联网(Internet)，进而与云服务器13通信。

所述负载元件包括合金电阻、电感、电容、散热风机、接触器、各种开关、线缆及附件等。

所述负载元件与负载控制单元电连接。

所述电源单元为各个单元提供工作电压，包括交流电源和直流电源，与各单元为电连接。

所述自检单元和运行数据采集单元根据负载柜的大小及结构分布在负载柜内部；

所述核心控制器3、无线通信模块12、GPS定位单元6、现场控制终端2、环境数据采集单元7、存储单元8、负载控制单元9、本地通信单元10集中安装在一个具有带人机界面的现场控制终端2的控制箱内。

所述负载柜可按照用户指定功率对发电机组检测。

所述云服务器包括云存储服务和云计算服务。所述云存储服务基于大容量存储阵列和互联网，可以将负载自检数据、运行数据、环境数据、用户设定数据、故障数据等存储在相应的数据库中；云计算服务利用高性能处理器及大数据分析处理软件对负载自检数据、运行数据、环境数据、用户设定数据、故障数据等数据进行科学分析、数据挖掘及趋势预测。

所述云服务器可为用户提供专属账号，用户可通过所述专属账号查看和调用负载设备的实时和历史数据，以及定制开发服务。

所述移动终端包括智能手机、平板电脑、个人电脑等具有有线和无线互联网接入功能的用户设备。所述移动终端安装有专用的应用软件，用于登录所述用户专属账号、查看和调用负载设备的实时和历史数据、以及定制开发服务。

所述负载终端安装在用户现场，其安装位置由用户决定，通过无线网络或有线网络或二者兼用的方式接入国际互联网(Internet)，用于发电机组的检测及现场数据的收集、存储和上传。

所述云服务器安装在生产厂家的数据中心，通过有线宽带接入国际互联网(Internet)。

所述移动终端通过安装专用应用软件成为本系统的终端监控设备。

系统开始工作后，所述GPS定位单元检测负载终端所处地理位置，并发送至核心控制器进行数据解析，并将数据存储至所述存储单元，所述核心控制器通过所述无线通信模块和互联网将位置数据发送至所述云服务器。

环境数据采集单元通过所述环境温度检测模块、湿度检测模块、海拔高度检测模块、气压检测模块、噪音检测模块对环境温度、湿度、海拔高度、气压、噪音等参数进行检测，并发送至核心控制器进行数据解析，并将数据存储至所述存储单元，所述核心控制器通过所述无线通信模块和互联网将位置数据发送至所述云服务器。

所述自检单元通过所述绝缘电阻检测模块、烟雾检测模块、风量检测模块、接触器检测模块分别检测相应参数并发送到所述核心控制器中进行分析和存储。自检过程完成后，核心控制器通过所述无线通信模块和互联网将自检数据发送至所述云服务器，云服务器根据当前自检数据、历史自检数据及相关策略对自检数据进行分析，得出自检结果。

所述自检结果包括系统正常、需要维护保养、系统异常。

所述系统正常是指自检数据均在最佳范围内，可以进行正常的发电机组检测，测试结果能够很好满足用户需求；

所述需要维护保养是指一项或多项自检数据在正常范围内，但已经接近正常范围的边缘，可能会降低测试精度；

所述系统异常指一项或多项自检数据超出正常范围，无法进行正常发电机组检测工作。

如果自检结果是需要维护保养，则给出详细的维护保养信息和建议，指导现场工作人员进行正确的维护保养工作；

如果自检结果是系统异常，则给出详细的异常信息，指导现场工作人员进行故障排查和维修工作。

云服务器完成以上工作后，通过国际互联网和所述无线通信模块将自检结果发送至核心控制器，并由所述人机界面显示自检参数和自检结果。

系统自检完成后，进入正常工作状态。用户通过所述人机界面进行参数设定及负载操作，人机界面将用户设定参数及操作指令发送至所述核心控制器，由所述核心控制器对操作指令进行解析，并将相应的控制指令发送至所述负载控制单元，负载控制单元直接控制所述负载元件动作，实现用户预设的检测功能。

在系统正常运行过程中，所述运行数据采集单元通过所述电压传感器、电流传感器、内部温度检测模块等传感器实时检测运行电压、电流、温度等数据，并发送至核心控制器进行数据解析，并将数据存储至所述存储单元，所述核心控制器通过所述无线通信模块和国际互联网将负载运行数据发送至所述云服务器，云服务器通过与历史相关数据的对比分析，并把分析结果通过国际互联网和所述无线通信模块将分析结果发送至核心控制器，由所述核心控制器根据所述分析结果实时对负载工作过程进行监控和调整，保证负载柜工作在最佳状态。

所述核心控制器3同时将负载运行数据和所述云服务返回的相关数据发送至所述人机界面进行显示。

所述负载运行数据包括电量和非电量数据，具体显示内容可以由用户视负载用途决定。

所述本地通信单元10通过所述RS485通信模块、以太网通信模块、CAN通信模块，可以与本地计算机、发电机控制器、发动机控制器等外部设备连接和通信。

进一步，所述存储单元8采用容量大于或等于32GB的非易失性SD卡或TF卡作为存储介质。

进一步，所述移动终端1的操作系统包括Windows系统、Mac系统、Android系统、iOS系统。

与现有传统负载相比，本专利的有益效果主要体现在负载测试系统的用户和生产者两方面。

对用户的好处：1、在异地对负载测试系统启动或停机，设定参数并完成对发电机组的检测维护；2、异地故障报警，及时发现温度、风量等异常；3、异地数据显示、发电机组检测结果的云储存和随时查看；4、负载测试系统潜在故障分析；5、负载测试系统的维修保养提醒；6、GPS定位服务、保障负载运输时的安全。

对生产者的好处：1、及时了解负载状态，提前维护，减少故障率；2、提高对用户问题的响应速度；3、远程推送负载的系统升级服务，扩展功能。

Claims (6)

1.基于物联网与云服务的智能负载测试系统，包括负载终端及设置有人机界面的现场控制终端(2)，负载终端包括核心控制器(3)及连接在核心控制器(3)上的自检单元(4)、运行数据采集单元(5)、GPS定位单元(6)、环境数据采集单元(7)、存储单元(8)、负载控制单元(9)、本地通信单元(10)，所述的负载控制单元(9)电连接有负载元件(11)，其特征在于：增设有无线通信模块(12)，无线通信模块(12)与核心控制器(3)连接，所述的无线通信模块(12)为基于WiFi协议的通信模块或基于3G/4G的通信模块，所述的无线通信模块(12)连接有云服务器(13)，云服务器(13)还连接有移动终端(1)。

2.根据权利要求1所述的基于物联网与云服务的智能负载测试系统，其特征在于：所述的自检单元(4)包括负载柜绝缘电阻检测模块、烟雾检测模块、风量检测模块、接触器检测模块。

3.根据权利要求1所述的基于物联网与云服务的智能负载测试系统，其特征在于：所述的运行数据采集单元(5)包括电压传感器、电流传感器、内部温度检测模块。

4.根据权利要求1所述的基于物联网与云服务的智能负载测试系统，其特征在于：所述的环境数据采集单元(7)包括环境温度检测模块、湿度检测模块、海拔高度检测模块、气压检测模块、噪音检测模块。

5.根据权利要求1所述的基于物联网与云服务的智能负载测试系统，其特征在于：所述的本地通信单元(10)包括基于RS485的通信模块、以太网通信模块、CAN通信模块。

6.根据权利要求1所述的基于物联网与云服务的智能负载测试系统，其特征在于：所述的负载元件(11)包括负载及散热装置，负载包括电阻、电感、电容，电阻、电感、电容分别借助接触器与核心控制器(3)电连接，所述的散热装置为散热风机。