CN208478943U - 一种远程控制智能家居配电箱 - Google Patents

一种远程控制智能家居配电箱 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种远程控制智能家居配电箱,包括配电箱箱体以及设置于箱体内的控制装置;控制装置包括MCU控制器、接触器、断路器、漏电保护器、开关、触摸屏、WIFI模块;第一开关至第N开关依次与所述MCU控制器的第一路继电器输入端至第N路继电器输入端对应相连,MCU控制器的第一路继电器输出端至第N路继电器输出端依次与第一接触器至第N接触器的输入端对应相连,一部分接触器的输出端经断路器与用电设备相连,另一部分接触器的输出端经漏电保护器与其他用电设备相连;所述MCU控制器经RS485通讯端口与触摸屏通信相连,所述MCU控制器还与所述WIFI模块电性相连,所述WIFI模块与远程终端通信相连,所述MCU控制器还经网口与外部设备通信相连,进行数据交互。

Description

一种远程控制智能家居配电箱
技术领域
本实用新型涉及配电箱技术领域,特别是一种远程控制智能家居配电箱。
背景技术
现有的传统的家庭配电箱由断路器、漏电保护器组成,其操作简单方便,但是保护功能也较少,仅具备过流、过载保护,只有当外部设备短路或线路有漏电时才会保护跳闸;另外,传统配电箱缺乏显示功能,加上大部分用户缺乏专业知识,无法直观判断电器的使用情况,也就无法主动去预防和消除隐患;同时,传统的家居配电箱无法为用户提供远端控制的功能,无法实现安全用电、科学节能、智能控制各用电设备。因此需要提高配电箱的智能化程度,确保家居用电安全,同时节省电能源。
发明内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提出一种远程控制智能家居配电箱,能够监测与控制配电箱中各线路的运行状况及安全状况,保证用户的用电安全,消除隐患。
本实用新型采用以下方案实现:一种远程控制智能家居配电箱,包括配电箱箱体以及设置于箱体内的控制装置;所述控制装置包括MCU控制器、接触器、断路器、漏电保护器、开关、触摸屏及WIFI模块;
所述开关、接触器的数量均为N个,第一开关至第N开关依次分别与所述MCU控制器的第一路继电器输入端至第N路继电器输入端对应相连,所述MCU控制器的第一路继电器输出端至第N路继电器输出端依次分别与第一接触器至第N接触器的输入端对应相连,一部分接触器的输出端分别经相应的断路器与相应的用电设备相连,另一部分接触器的输出端经相应的漏电保护器与其他相应的用电设备相连;
所述MCU控制器经RS485通讯端口与触摸屏通讯相连,用以控制所述触摸屏显示交互数据并接收由触摸屏传输来的数据;
所述MCU控制器还与所述WIFI模块电性相连,所述WIFI模块与远程终端通信相连,进行数据交互;
所述MCU控制器还经网口与外部设备通信相连,用以进行数据交互。
在本实用新型中,通过采用MCU控制器能够对各个断路器、漏电保护器、接触器进行控制,其中MCU控制器在工作时,根据继电器输入端输入的信号,对继电器触点的闭合/断开状态进行控制,保证配电箱的用电安全;另外,配电箱还通过设置WIFI模块,远程终端中能够通过无线WIFI网络控制器远程控制交流接触器触点闭合/断开状态,从而控制断路器和漏电保护器的通断,最终实现对断路器和漏电保护器所接用电设备的远程控制。其次,带RS485通讯接口的触摸屏通过MODBUS协议与MCU控制器通讯,通过触控方式实现也能够对智能配电箱内断路器、漏电保护器及可选保护设备接入状态的控制。最后,在没有网络情况下及控制器故障情况下,用户也能够手动控制配电箱中断路器、漏电保护器、可选保护设备的接入状态。
进一步地,所述远程控制智能家居配电箱还包括温度采集模块和电能计量模块;所述温度采集模块设置在配电箱中,用以采集配电箱温度;所述电能计量模块设置在配电箱中并与配电箱中配电线路相连,用以采集配电箱中配电线路的用电量;所述MCU控制器分别与温度采集模块、电能计量模块电性相连,用以接收温度采集模块采集到的温度信息与电能计量模块采集到的用电量信息。通过设置温度采集模块与电能计量模块实现对配电箱开关温度和电能的显示及监控。
进一步地,所述MCU控制器采用型号为GW-IO88的控制器,GW-IO88控制器是8输入8输出WIFI以太网继电器控制器或采用型号为8输入16输出WIFI以太网继电器控制器。所述GW-IO88控制器可以在直连,局域,远程三种方式下实时,定时控制各条线路与用电设备。
进一步地,所述接触器采用型号为A9C21732的施耐德ICT手动操作的交流接触器,所述交流接触器的个数为8个。该施耐德ICT手动操作的交流接触器包括自动操作模式、暂时接通模式、永久接通(可以将接触器锁定在接通状态)、关断状态四种操作模式。自动时由WIFI以太网继电器控制器控制交流接触器触点的通断,没有网络时可手动控制交流接触器触点通断,实现手自一体四档位操作。
进一步地,所述断路器采用正泰NBE7系列1P断路器或2P断路器,所述断路器的个数为1个至8个;所述漏电保护器采用正泰NBE7系列1P+N漏电保护器,所述漏电保护器的个数为1个到8个;所述断路器与漏电保护器的总数为8个。其中,断路器在电路中作接通、分断和承载额定工作电流和在规定的非正常电路条件下,一定时间承载短路、过载等故障电流,并能在线路和负载发生过载、短路、欠压等情况下,迅速分断电路,进行可靠的保护;漏电保护器能够防止由于电气设备和电气线路漏电引起的触电事故、用电过程中的单相触电事故,同时能够及时切断电气设备运行中的单相接地故障,防止因漏电引起的电气火灾事故。
进一步地,所述漏电保护器为自动重合闸漏电保护器。所述自动重合闸漏电保护器具备过载保护、短路保护、防雷保护、过压、欠压保护,漏电保护值可在10MA-90MA范围设定,系统故障自动报警,故障排除自动重合闸,并可显示线路电压、电流、漏电流。
进一步地,所述MCU控制器还与用以为各个模块供电的电源模块电性相连,所述电源模块采用型号为MEAN WELL DR-60-24V的开关电源。
进一步地,所述GW-IO88控制器内部的继电器线圈KA的两端为控制器输入端,所述继电器线圈KA的两端与外部的开关相连,控制器内部继电器线圈触点NO端与NC端为控制器的两个输出端,其中NO端与接触器的线圈的一端相连,接触器的线圈的另外一端与总开关的零线N端相连,NC端与总开关的火线L端相连。
进一步地,当接触器的输出端经断路器与用电设备相连时,总开关的火线L端分别与各个接触器的常开触点的进线端相连,接触器的常开触点的出线端与断路器的火线进线端相连,所述断路器的火线出线端与用电设备相连,各个用电设备的零线端均与总开关的零线N端相连。
进一步地,当接触器的输出端经漏电保护器与其他用电设备相连时,总开关的出线L端分别与各个接触器的常开触点的进线端相连,接触器的常开触点出线接漏电保护器的火线L端,总开关的零线N端与接触器的另一常开触点的进线端相连,接触器的另一常开触点的出线端与漏电保护器的零线N端相连,漏电保护器的火线L端和零线N端分别与用电设备的火线L端和零线N端相连,各个用电设备的地线通过地线与电源的地线端相连。
与现有技术相比,本实用新型有以下有益效果:1、具备远程控制的功能,方便用户通过远程终端实现对配电箱断路器、漏电保护器等保护设备的接入控制,确保用电安全,节约用电量;2、具备触摸屏显示及监控功能方便用户直观了解用电情况,并可通过触控方式对配电箱进行控制;3、设计了手动冗余,当控制器故障或没有网络时可通过手动控制确保系统稳定运行;4、可选的保护设备自动重合闸漏电保护器、增加温度采集和电量计量功能的控制器能进一步提升用户的用电安全。
附图说明
图1为本实用新型实施例中远程控制智能家居配电箱种控制装置的原理示意图一。
图2为本实用新型实施例中的GW-IO88控制器内部的继电器线圈与开关连接的原理示意图。
图3为本实用新型实施例中接触器、断路器、漏电保护器等模块的连接示意图一。
图4为本实用新型中远程控制智能家居配电箱种控制装置的原理示意图二。
图5为本实用新型实施例中接触器、断路器、漏电保护器等模块的连接示意图二。
具体实施方式
下面结合实施方式与实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1所示,本实施方式提供一种远程控制智能家居配电箱,包括配电箱箱体以及设置于箱体内的控制装置;所述控制装置包括MCU控制器、接触器、断路器、漏电保护器、开关、触摸屏及WIFI模块;
所述开关、接触器的数量均为N个,第一开关至第N开关依次分别与所述MCU控制器的第一路继电器输入端至第N路继电器输入端对应相连,所述MCU控制器的第一路继电器输出端至第N路继电器输出端依次分别与第一接触器至第N接触器的输入端对应相连,一部分接触器的输出端分别经相应的断路器与相应的用电设备相连,另一部分接触器的输出端经相应的漏电保护器与其他相应的用电设备相连;
所述MCU控制器经RS485通讯端口与触摸屏通讯相连,用以控制所述触摸屏显示交互数据并接收由触摸屏传输来的数据;
所述MCU控制器还与所述WIFI模块电性相连,所述WIFI模块与远程终端通信相连,进行数据交互;
所述MCU控制器还经网口与外部设备通信相连,用以进行数据交互。
在本实施例中,通过采用MCU控制器能够对各个断路器、漏电保护器、接触器进行控制,其中MCU控制器在工作时,根据继电器输入端输入的信号,对继电器触点的闭合/断开状态进行控制,保证配电箱的用电安全;另外,配电箱还通过设置WIFI模块,远程终端中能够通过无线WIFI网络控制器远程控制交流接触器触点闭合/断开状态,从而控制断路器和漏电保护器的通断,最终实现对断路器和漏电保护器所接用电设备的远程控制。其次,带RS485通讯接口的触摸屏通过MODBUS协议与MCU控制器通讯,通过触控方式实现也能够对智能配电箱内断路器、漏电保护器及可选保护设备接入状态的控制。最后,在没有网络情况下及控制器故障情况下,用户也能够手动控制配电箱中断路器、漏电保护器、可选保护设备的接入状态。
在本实施例中,所述远程控制智能家居配电箱还包括温度采集模块和电能计量模块;所述温度采集模块设置在配电箱中,用以采集配电箱温度;所述电能计量模块设置在配电箱中并与配电箱中配电线路相连,用以采集配电箱中配电线路的用电量;所述MCU控制器分别与温度采集模块、电能计量模块电性相连,用以接收温度采集模块采集到的温度信息与电能计量模块采集到的用电量信息。通过设置温度采集模块与电能计量模块实现对配电箱开关温度和电能的显示及监控。
在本实施例中,所述MCU控制器采用型号为GW-IO88的控制器,GW-IO88控制器是8输入8输出WIFI以太网继电器控制器或采用型号为8输入16输出WIFI以太网继电器控制器。所述GW-IO88控制器可以在直连,局域,远程三种方式下实时,定时控制各条线路与用电设备。
在本实施例中,所述接触器采用型号为A9C21732的施耐德ICT手动操作的交流接触器,所述交流接触器的个数为8个。该施耐德ICT手动操作的交流接触器包括自动操作模式、暂时接通模式、永久接通(可以将接触器锁定在接通状态)、关断状态四种操作模式。自动时由WIFI以太网继电器控制器控制交流接触器触点的通断,没有网络时可手动控制交流接触器触点通断,实现手自一体四档位操作。
在本实施例中,所述断路器采用正泰NBE7系列1P断路器或2P断路器,所述断路器的个数为1个至8个;所述漏电保护器采用正泰NBE7系列1P+N漏电保护器,所述漏电保护器的个数为1个到8个;所述断路器与漏电保护器的总数为8个。其中,断路器在电路中作接通、分断和承载额定工作电流和在规定的非正常电路条件下,一定时间承载短路、过载等故障电流,并能在线路和负载发生过载、短路、欠压等情况下,迅速分断电路,进行可靠的保护;漏电保护器能够防止由于电气设备和电气线路漏电引起的触电事故、用电过程中的单相触电事故,同时能够及时切断电气设备运行中的单相接地故障,防止因漏电引起的电气火灾事故。
在本实施例中,所述漏电保护器为自动重合闸漏电保护器。所述自动重合闸漏电保护器具备过载保护、短路保护、防雷保护、过压、欠压保护,漏电保护值可在10MA-90MA范围设定,系统故障自动报警,故障排除自动重合闸,并可显示线路电压、电流、漏电流。
在本实施例中,所述MCU控制器还与用以为各个模块供电的电源模块电性相连,所述电源模块采用型号为MEAN WELL DR-60-24V的开关电源。
在本实施例中,如图2所示,所述GW-IO88控制器内部的继电器线圈KA的两端为控制器输入端,所述继电器线圈KA的两端与外部的开关相连,控制器内部继电器线圈触点NO端与NC端为控制器的两个输出端,其中NO端与接触器的线圈的一端相连,接触器的线圈的另外一端与总开关的零线N端相连,NC端与总开关的火线L端相连。
在本实施例中,如图3所示,当接触器KM1-KM4的输出端经断路器与用电设备相连时,总开关的火线L端分别与各个接触器KM1-KM4的常开触点的进线端相连,接触器KM1-KM4的常开触点的出线端与断路器QF1-QF4的火线进线端相连,所述断路器QF1-QF4的火线出线端与用电设备相连,各个用电设备的零线端均与总开关的零线N端相连。
在本实施例中,如图3所示,当接触器KM5-KM8的输出端经漏电保护器与其他用电设备相连时,总开关的出线L端分别与各个接触器KM5-KM8的常开触点的进线端相连,接触器KM5-KM8的常开触点出线接漏电保护器QF5-QF8的火线L端,总开关的零线N端与接触器的另一常开触点的进线端相连,接触器KM5-KM8的另一常开触点的出线端与漏电保护器QF5-QF8的零线N端相连,漏电保护器QF5-QF8的火线L端和零线N端分别与用电设备的火线L端和零线N端相连,各个用电设备的地线通过地线与电源的地线端相连。
在本实施例中,如图4所示,若保护设备优选为断路器和自动重合闸漏电保护器,则结构中增加一组断路器,接线如图5所示,把断路器并联在交流接触器的两端作为冗余设计实现在没有网络和控制器故障时,通过手动操作并联断路器合闸的方式控制断路器、自动重合闸漏电保护器的接入。
在本实施例中,该配电箱的操作过程或工作原理如下:远程控制智能家居配电箱工作分为手动控制,触摸屏控制,远程监控三种模式,工作时图3中断路器和漏电保护器QF1-QF8需先手动合闸。其中,继电器控制原理如下:继电器触点NC端接总开关火线L端,另外一端NO接交流接触器线圈进线,交流接触器线圈出线接总开关零线N构成回路。其次,MCU控制器根据继电器信号输入端、RS485通讯端口、WIFI模块、网口送来的信号,对继电器线圈的得电/失电状态进行控制。当继电器线圈得电,继电器常开触点NO端闭合,交流接触器线圈得电,交流接触器常开触点闭合,用电设备开启。当继电器线圈失电,继电器常开触点NO端断开,交流接触器线圈失电,交流接触器常开触点断开,用电设备断电。
图1中,由于MCU控制器的继电器输入端接开关,通过开关的闭合/断开,对MCU控制器的继电器进行控制;触摸屏也能够控制MCU控制器,在触摸屏组态界面点按各用电设备的开/关按钮,信号通过基于MODBUS协议的RS485通讯端口传送给MCU控制器,MCU控制器根据采集的信号对继电器进行控制;远程控制时,远程终端通过MCU控制器的WIFI模块、电脑组态软件通过网线接入控制器网口和控制器进行通信,实现对MCU控制器中的继电器的控制;当没有网络或MCU控制器故障时,施耐德手动交流接触器可以切换到手动闭合模式,让交流接触器常开触点闭合,保证电设备正常使用。
图5中,由于冗余设计和图1不同,即当没有网络或控制器故障时手动控制的方法也不同;图5中断路器和自动重合闸漏电保护器在用电设备正常工作时处于保持合闸状态。手动操作断路器QF9-QFn合闸,使用电设备开启。另外,由于在触摸屏控制基础上控制器增加温度采集和电量计量模块,可在触摸屏上对开关温度及电量进行显示,温度超70度报警,超90度自动切断控制器的继电器线圈,控制交流接触器触点断开,切断保护设备,最终切断用电设备。其他方面控制过程和原理均和图1中的相同。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:包括配电箱箱体以及设置于箱体内的控制装置;所述控制装置包括MCU控制器、接触器、断路器、漏电保护器、开关、触摸屏及WIFI模块;
所述开关、接触器的数量均为N个,第一开关至第N开关依次分别与所述MCU控制器的第一路继电器输入端至第N路继电器输入端对应相连,所述MCU控制器的第一路继电器输出端至第N路继电器输出端依次分别与第一接触器至第N接触器的输入端对应相连,一部分接触器的输出端分别经相应的断路器与相应的用电设备相连,另一部分接触器的输出端经相应的漏电保护器与其他相应的用电设备相连;
所述MCU控制器经RS485通讯端口与触摸屏通讯相连,用以控制所述触摸屏显示交互数据并接收由触摸屏传输来的数据;
所述MCU控制器还与所述WIFI模块电性相连,所述WIFI模块与远程终端通信相连,进行数据交互;
所述MCU控制器还经网口与外部设备通信相连,用以进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:所述远程控制智能家居配电箱还包括温度采集模块和电能计量模块;所述温度采集模块设置在配电箱中,用以采集配电箱温度;所述电能计量模块设置在配电箱中并与配电箱中配电线路相连,用以采集配电箱中配电线路的用电量;
所述MCU控制器分别与温度采集模块、电能计量模块电性相连,用以接收温度采集模块采集到的温度信息与电能计量模块采集到的用电量信息。
3.根据权利要求1所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:所述MCU控制器采用型号为GW-IO88的控制器,GW-IO88控制器是8输入8输出WIFI以太网继电器控制器或采用型号为8输入16输出WIFI以太网继电器控制器。
4.根据权利要求1所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:所述接触器采用型号为A9C21732的施耐德ICT手动操作的交流接触器,所述交流接触器的个数为8个。
5.根据权利要求1所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:所述断路器采用正泰NBE7系列1P断路器或2P断路器,所述断路器的个数为1个至8个;所述漏电保护器采用正泰NBE7系列1P+N漏电保护器,所述漏电保护器的个数为1个到8个;所述断路器与漏电保护器的总数为8个。
6.根据权利要求5所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:所述漏电保护器为自动重合闸漏电保护器。
7.根据权利要求1所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:所述MCU控制器还与用以为各个模块供电的电源模块电性相连,所述电源模块采用型号为MEAN WELL DR-60-24V的开关电源。
8.根据权利要求3所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:所述GW-IO88控制器内部的继电器线圈KA的两端为控制器输入端,所述继电器线圈KA的两端与外部的开关相连,控制器内部继电器线圈触点NO端与NC端为控制器的两个输出端,其中NO端与接触器的线圈的一端相连,接触器的线圈的另外一端与总开关的零线N端相连,NC端与总开关的火线L端相连。
9.根据权利要求1所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:当接触器常开触点的输出端经断路器与用电设备相连时,总开关的火线L端分别与各个接触器的常开触点的进线端相连,接触器的常开触点的出线端与断路器的火线进线端相连,所述断路器的火线出线端与用电设备相连,各个用电设备的零线端均与总开关的零线N端相连。
10.根据权利要求1所述的一种远程控制智能家居配电箱,其特征在于:当接触器常开触点的输出端经漏电保护器与其他用电设备相连时,总开关的火线L端分别与各个接触器的常开触点的进线端相连,接触器的常开触点出线端接漏电保护器的火线L端,总开关的零线N端与接触器的另一常开触点的进线端相连,接触器的另一常开触点的出线端与漏电保护器的零线N端相连,漏电保护器的火线L端和零线N端分别与用电设备的火线L端和零线N端相连,各个用电设备的地线通过地线与电源的地线端相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110111540A (zh) * 2019-06-11 2019-08-09 武汉科稳测控技术有限公司 一种多功能气体报警控制器

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