CN206282132U - 电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力系统技术领域，是一种电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其包括主控单元、传输单元、数据采集单元、远动设备控制单元和客户端控制模块，所述主控单元和传输单元双向通信连接，传输单元和客户端控制模块双向通信连接，数据采集单元和传输单元通信连接，传输单元和远动设备控制单元通信连接。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，实现了数据采集单元和远动设备控制单元中的各模块之间的综合联动，对变电站设备工作状况、变电站环境情况、现场检修情况等实现了实时监控，对变电站实现了集中管理，降低了生产的管理成本，减少了衔接环节的人为失误，降低了变电站运行风险，提高了变电站监测和线路检修效率。

Description

电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，是一种电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置。

背景技术

在整条电力数据联动过程中，变电站是电力系统运行的重要组成部分，实时地保障着电能生产与消费的平衡，保障着电网的安全经济运行；同时随着科技的发展和智能电网的建设，对变电站运行安全、稳定水平和经济运行水平提出了更高的要求。目前国家电网公司智能化发展方向以新能源、电力检修、智能辅助控制、电力客户服务等为基础，通过智能设备与信息系统的集成，以电力信息网数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的建设要求，底层设备自动完成信息采集，由业务系统完成监测，综合平台完成智能控制、分析决策及人机互动。通过对国家电网公司智能电网建设要求及需求的分析，电力设备运行环境数据采集及远动控制已成为电网安全生产运行新型的辅助技术研究方向，即需要一种对变电站设备工作状况、变电站环境情况、现场检修情况等实现实时监控，对变电站实现集中管理，对视频监前端设备、风机、空调、灯光等设备进行远程控制，满足全方位管理需要的装置。

发明内容

本实用新型提供了一种电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有技术存在的不能对变电站设备工作状况、变电站环境情况、现场检修情况实现实时监测，不能根据实时监测数据对远程控制远动设备对变电站环境运行情况、设备运行情况进行调整，不能对变电站实现集中管理的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，包括主控单元、传输单元、数据采集单元、远动设备控制单元和客户端控制模块，所述主控单元和传输单元之间双向通信连接，传输单元和客户端控制模块之间双向通信连接，数据采集单元和传输单元之间通信连接，传输单元和远动设备控制单元之间通信连接。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述传输单元包括CAN模块和数据交换模块，主控单元和CAN模块之间双向通信连接，CAN模块和数据交换模块之间双向通信连接，数据交换模块和客户端控制模块之间双向通信连接。

上述数据采集单元包括温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块、变电线路数据采集模块和采集模块扩展接口，温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块、变电线路数据采集模块和采集模块扩展接口分别与CAN模块通信连接。

上述远动设备控制单元包括消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口，消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口分别与CAN模块通信连接。

上述还包括GIS地理信息系统数据库，所述GIS地理信息系统数据库与CAN模块通信连接。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过温度采集模块和湿度采集模块对变电站环境情况进行实时监测，根据实时监测数据对空调控制模块、风机控制模块进行远程控制，对变电站环境进行调整；通过变电线路数据采集模块对变电站设备工作状况进行实时监测，根据实时监测数据对无人机控制模块进行远程控制，对变电站线路的线路检查及异物排除；通过GIS地理信息系统数据库、RFID定位模块和红外检测模块对变电站环境情况进行实时监测，对进入变电站的人员进行位置监控，根据实时监测与监控的数据对灯光控制模块进行远程控制，对变电站环境进行调整；通过GIS地理信息系统数据库、RFID定位模块及视频采集模块对变电站环境情况和进入变电站的人员进行实时监测与监控，并且对进入变电站的人员进行身份采集与识别，根据实时监测与监控的数据对安全报警模块、消防报警模块进行远程控制，提高变电站的安全防护措施，降低人为破坏变电站设备的概率，同时为事故追责保留依据。从而对变电站设备工作状况、变电站环境情况、现场检修情况实现了实时监测，对视频监前端设备、风机、空调、灯光、无人机设备进行了远程控制，对变电站实现了集中管理，降低了生产的管理成本，减少了衔接环节的人为失误，降低了变电站运行风险，提高了变电站监测和线路检修效率。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的电路结构示意框图。

附图2为实用新型的工作流程图。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，包括主控单元、传输单元、数据采集单元、远动设备控制单元和客户端控制模块，所述主控单元和传输单元之间双向通信连接，传输单元和客户端控制模块之间双向通信连接，数据采集单元和传输单元之间通信连接，传输单元和远动设备控制单元之间通信连接。

这里，主控单元是现有公知技术，为RAM处理器，收集数据采集单元采集到的数据，然后计算所需发出的指令；客户端控制模块为后台控制计算机，变电站工作人员能通过客户端控制模块人为发送指令控制远动设备工作；传输单元用于传输指令和数据；数据采集单元用于采集各种数据；远动设备控制单元在接收到主控单元的指令后，进行相应的工作。

本实用新型以主控单元为核心，在装置启动后，主控单元中的指令库通过指令缓存以并行的方式发送指令，通过传输模块将采集数据指令传送至数据采集单元，数据采集单元接收指令后进行数据采集，并将采集到的数据分别存储在数据采集单元中的缓存中，并将采集到的数据传送至主控单元，通过主控单元计算后，由主控单元把所需的运动设备控制指令发送至远动设备控制单元，远动设备控制单元根据指令开始相应工作。本实用新型整合了数据采集单元和远动设备控制单元，实现了数据采集单元和远动设备控制单元之间的综合联动，对变电站设备工作状况、变电站环境情况、现场检修情况实现实时监控和数据采集，根据采集到的数据对远动设备进行远程控制，对变电站环境运行情况及设备运行情况进行调整，并能对线路进行检修，从而实现对变电站的集中管理，降低了生产的管理成本，减少了衔接环节的人为失误，降低了变电站运行风险，提高了变电站监测和线路检修效率。

可根据实际需要，对上述电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，所述传输单元包括CAN模块和数据交换模块，所述主控单元和CAN模块之间双向通信连接，CAN模块和数据之间交换模块双向通信连接，数据交换模块和客户端控制模块之间双向通信连接。

这里CAN模块为现有公知技术， CAN模块形成了主控单元、数据采集单元和远动设备控制单元之间的信息传输通道，完成主控单元指令传送和外围模块数据的传送，CAN模块为高速数据传输总线，降低了主控单元对数据采集单元和远动设备控制单元的控制时间，降低了远动设备信号接收时间，便于快速启动远动设备，减少变电站事故，降低变电站安全风险。数据交换模块配合CAN模块完成主控单元与客户端控制模块之间的数据交换。

如附图1所示，所述数据采集单元包括温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块、变电线路数据采集模块和采集模块扩展接口，温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块、变电线路数据采集模块和采集模块扩展接口分别与CAN模块通信连接。

这里数据采集单元包括温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块、变电线路数据采集模块和采集模块扩展接口；温度采集模块由温度传感器与控制器构成；湿度采集模块由湿度传感器及控制器构成；视频采集模块由高清摄像镜头与控制器构成；红外检测模块由红外传感器及控制器构成；RFID定位模块由射频电子标签及读卡器及控制器构成；采集模块扩展接口能根据不同电压等级的变电站需求，预留数据采集接口；变电线路数据采集模块由变电线路数据采集模块控制器和变电线路数据采集器构成。当数据采集单元各个模块控制器接收主控单元发送的指令后启动，然后采集温度数据、湿度数据、图像数据、红外检测数据、变电线路数据、RFID电子标签数据，并将采集的数据返回主控单元。

如附图1所示，所述远动设备控制单元包括消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口，消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口分别与CAN模块通信连接。

这里远动设备控制单元包括消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口；安全报警模块由蜂鸣报警、灯光报警、门禁设备及控制器构成；消防报警模块由干粉喷射、二氧化碳喷射、水喷射设备及控制器构成；灯光控制模块由应急灯、照明灯及控制器构成；空调控制模块由空调及控制器构成；风机控制模块由风机设备及控制器构成；无人机控制模块由无人机及控制器构成；采集模块扩展接口能根据不同电压等级的变电站需求，预留远动设备控制接口。当主控单元完成采集数据分析计算后向远动设备控制单元各个模块控制器发送远动设备控制指令，根据指令远动设备进行相应工作。

如附图1所示，还包括GIS地理信息系统数据库，所述GIS地理信息系统数据库与CAN模块通信连接。这里GIS地理信息系统数据库为本实用新型提供地理信息支持。

本实用新型空调控制模块和温度采集模块相联动，主控单元根据温度采集模块采集的温度数据，向空调控制模块发送任务指令，灵活控制变电站温度。即对变电站环境情况进行实时监测，根据实时监测数据对远动设备进行远程控制。

本实用新型风机控制模块和湿度采集模块相联动，主控单元根据湿度采集模块采集的湿度数据，向风机控制模块发送任务指令，灵活控制变电站湿度。即对变电站环境情况进行实时监测，根据实时监测数据对远动设备进行远程控制。

本实用新型无人机控制模块、变电线路数据采集模块及GIS地理信息系统数据库相联动，主控单元根据变电线路数据采集模块采集的线路信息数据及GIS地理信息系统数据库中的地理信息，向无人机控制模块发送任务指令，使无人机自动到达指定位置进行线路检查及异物排除。即对变电站设备工作状况进行实时监测，根据实时监测数据对远动设备进行远程控制，完成线路的现场检修。

本实用新型灯光控制模块、GIS地理信息系统数据库、RFID定位模块和红外检测模块相联动，当工作人员进入变电站现场时，主控单元根据RFID定位模块和红外检测模块采集的RFID信号数据和红外检测数据及GIS地理信息系统数据库中的地理信息，向灯光控制模块发送指令，使灯光控制模块工作，进行照明。即对变电站环境情况进行实时监测，对进入变电站的人员进行位置监控，根据实时监测与监控的数据对远动设备进行远程控制。

本实用新型安全报警模块、消防报警模块、GIS地理信息系统数据库、RFID定位模块及视频采集模块相联动，进入变电站工作区域中出现的活动人员，活动人员身上的RFID电子标签与对应的读卡器和控制器进行数据交换，即RFID定位模块对其进行RFID电子标签数据采集，视频采集模块对其进行图像数据采集，若RFID电子标签数据无法正常匹配时，主控单元根据RFID定位模块和视频采集模块采集的位置数据和图像数据，向安全报警模块和消防报警模块发送指令，安全报警模块和消防报警模块进行报警，视频采集模块对RFID电子标签数据无法正常匹配的人员进行监视，同时在GIS地图上显示报警点位，进行文字信息显示和告警画面的联动推出，对变电站门禁统行远程控制。即对变电站环境情况和进入变电站的人员进行实时监测与监控，并且对进入变电站的人员进行身份采集与识别，根据实时监测与监控的数据对远动设备进行远程控制，提高变电站的安全防护措施，降低人为破坏变电站设备的概率，同时为事故追责保留依据。

如附图2所示：上述实用新型的使用方法包括以下步骤：

第一步：启动装置，主控单元进行初始化，若成功，进入第二步，若失败，则主控单元重新进行初始化；

第二步：装置启用CAN模块，主控单元通过CAN模块以高速传输模式向数据采集单元发送采集数据指令，数据采集单元接收采集数据指令，若接收指令成功，进入第三步，若接收指失败，则数据采集单元重新接收指令；

第三步：数据采集单元将采集数据指令下发至温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块和变电线路数据采集模块，温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块和变电线路数据采集模块接收到指令后进行数据采集，并将采集到的数据通过CAN模块以高速传输模式发送至主控单元，进入第四步；

第四步：主控单元接收采集到的数据并进行计算，判定所需发送的远动设备控制指令，进入第五步；

第五步：主控单元向远动设备控制单元发送远动设备控制指令，远动设备控制单元接收远动设备控制指令，若接收指令成功，进入第六步，若接收指失败，则远动设备控制单元重新接收指令；

第六步：远动设备控制单元接收远动设备控制指令后消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块和无人机控制模块进行相应工作，对变电站环境运行情况、设备运行情况进行调整。

第四步中：主控单元在进行计算后，还能将计算结果发送至客户端控制模块，管理员通过客户端控制模块查看接收到的计算结果，根据计算结果通过客户端控制模块向主控单元发送远动设备控制指令，主控单元接收远动设备控制指令，进入第五步。

第五步中：主控单元通过CAN模块以高速传输模式向远动设备控制单元发送远动设备控制指令。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于包括主控单元、传输单元、数据采集单元、远动设备控制单元和客户端控制模块，所述主控单元和传输单元之间双向通信连接，传输单元和客户端控制模块之间双向通信连接，数据采集单元和传输单元之间通信连接，传输单元和远动设备控制单元之间通信连接。

2.根据权利要求1所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：所述传输单元包括CAN模块和数据交换模块，所述主控单元和CAN模块之间双向通信连接，CAN模块和数据交换模块之间双向通信连接，数据交换模块和客户端控制模块之间双向通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：所述数据采集单元包括温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块、变电线路数据采集模块和采集模块扩展接口，温度采集模块、湿度采集模块、视频采集模块、红外检测模块、RFID定位模块、变电线路数据采集模块和采集模块扩展接口分别与CAN模块通信连接。

4.根据权利要求1或2所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：所述远动设备控制单元包括消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口，消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口分别与CAN模块通信连接。

5.根据权利要求3所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：所述远动设备控制单元包括消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口，消防模块、安全报警模块、灯光控制模块、空调控制模块、风机控制模块、无人机控制模块和远动模块扩展接口分别与CAN模块通信连接。

6.根据权利要求1或2所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：还包括GIS地理信息系统数据库，所述GIS地理信息系统数据库与CAN模块通信连接。

7.根据权利要求3所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：还包括GIS地理信息系统数据库，所述GIS地理信息系统数据库与CAN模块通信连接。

8.根据权利要求4所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：还包括GIS地理信息系统数据库，所述GIS地理信息系统数据库与CAN模块通信连接。

9.根据权利要求5所述的电力设备运行环境数据采集及远动控制的综合联动装置，其特征在于：还包括GIS地理信息系统数据库，所述GIS地理信息系统数据库与CAN模块通信连接。