CN212481443U - 蓄热式电采暖智能调控单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电采暖控制领域，公开了一种蓄热式电采暖智能调控单元，包括处理器、非易失存储芯片、RS485通信接口、以太网通信接口、硬件对时模块、开关量输入模块和液晶显示屏，非易失存储芯片与处理器连接、具有无限读写次数，RS485通信接口与处理器连接、用于通过串口方式进行数据通信，以太网通信接口与处理器连接、用于通过网络方式进行数据通信，硬件对时模块与RS485通信接口连接、用于进行GPS硬件对时和IRIG‑B码对时，开关量输入模块与处理器连接，液晶显示屏均与处理器连接、用于显示开关量输入的实时状态。本实用新型能进行开关量信息采集及控制、能适用于严酷的应用环境、能满足宽运行温度要求。

Description

蓄热式电采暖智能调控单元

技术领域

本实用新型涉及电采暖控制领域，特别涉及一种蓄热式电采暖智能调控单元。

背景技术

电采暖就是用电来实现采暖，是一种将电能转化成热能直接放热或通过热媒介质在采暖管道中循环来满足供暖需求的采暖方式或设备。众所周知，电能因为无噪音、无废气，是最环保、清洁的能源，所以电采暖设备在众多采暖设备当中显得十分时尚、优越，特别是在其它能源不断涨价的今天，由于电采暖能够实现环保，光伏本地可以利用，人们十分明智地选择了电采暖方式。传统蓄热式电采暖监控终端可以实时监控电锅炉的常规电参数、电能质量参数、热量和热转换效率等，蓄热式电采暖监控终端中的智能逻辑单元不能进行开关量信息采集及控制，不能适用于严酷的应用环境，不能满足宽运行温度要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能进行开关量信息采集及控制、能适用于严酷的应用环境、能满足宽运行温度要求的蓄热式电采暖智能调控单元。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种蓄热式电采暖智能调控单元，包括处理器、非易失存储芯片、RS485通信接口、以太网通信接口、硬件对时模块、开关量输入模块和液晶显示屏，所述非易失存储芯片与所述处理器连接、具有无限读写次数，所述RS485通信接口与所述处理器连接、用于通过串口方式进行数据通信，所述以太网通信接口与所述处理器连接、用于通过网络方式进行数据通信，所述硬件对时模块与所述RS485通信接口连接、用于进行GPS硬件对时和IRIG-B码对时，所述开关量输入模块与所述处理器连接、用于输入开关量，所述液晶显示屏均与所述处理器连接、用于显示开关量输入的实时状态。

在本实用新型所述的蓄热式电采暖智能调控单元中，还包括单元工作电源，所述单元工作电源与所述处理器连接、用于提供工作电源，所述单元工作电源采用88～264VAC/DC，50/60Hz通用电源。

在本实用新型所述的蓄热式电采暖智能调控单元中，还包括继电器，所述继电器与所述处理器连接。

在本实用新型所述的蓄热式电采暖智能调控单元中，还包括GOOSE报文传输模块，所述GOOSE报文传输模块与所述处理器连接、用于实现间隔层设备之间的数据通信与共享。

在本实用新型所述的蓄热式电采暖智能调控单元中，还包括事件存储模块，所述事件存储模块与所述处理器连接、用于保存遥信事件记录、保护事件记录、装置自检记录和装置操作记录。

在本实用新型所述的蓄热式电采暖智能调控单元中，还包括数据存储元件、程序存储元件、装置定值及定值保存系统和装置内部工作电源系统，所述数据存储元件、程序存储元件、装置定值及定值保存系统和装置内部工作电源系统均与所述处理器连接。

在本实用新型所述的蓄热式电采暖智能调控单元中，所述处理器通过SNTP网络连接网络时间服务器。

在本实用新型所述的蓄热式电采暖智能调控单元中，所述处理器通过Modbus协议连接上位机。

实施本实用新型的蓄热式电采暖智能调控单元，具有以下有益效果：由于设有处理器、非易失存储芯片、RS485通信接口、以太网通信接口、硬件对时模块、开关量输入模块和液晶显示屏，非易失存储芯片具有无限读写次数，RS485通信接口用于通过串口方式进行数据通信，以太网通信接口用于通过网络方式进行数据通信，硬件对时模块用于进行GPS硬件对时和IRIG-B码对时，开关量输入模块用于输入开关量，液晶显示屏用于显示开关量输入的实时状态，本实用新型能进行开关量信息采集及控制、能适用于严酷的应用环境、能满足宽运行温度要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型蓄热式电采暖智能调控单元一个实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型蓄热式电采暖智能调控单元实施例中，该蓄热式电采暖智能调控单元的结构示意图如图1所示。图1中，该蓄热式电采暖智能调控单元包括处理器1、非易失存储芯片2、RS485通信接口3、以太网通信接口4、硬件对时模块5、开关量输入模块6和液晶显示屏7，其中，非易失存储芯片2与处理器1连接、具有无限读写次数，RS485通信接口3与处理器1连接、用于通过串口方式进行数据通信，以太网通信接口4与处理器1连接、用于通过网络方式进行数据通信，硬件对时模块5与RS485通信接口3连接、用于进行GPS硬件对时和IRIG-B码对时，开关量输入模块6与处理器1连接、用于输入开关量，液晶显示屏7均与处理器1连接、用于显示开关量输入的实时状态。以太网通信接口4的数量为两个。

开关量输入的激励方式：外激励220V/110V AC/DC，内激励24V DC；误差要求：开关量输入SOE事件分辨率1ms；时间特性要求：开入开出状态显示每秒刷新一次；灵活性要求：外激励220V/110V AC/DC，内激励24V DC；端子螺丝紧固力矩；栅栏式端子：0.5N·m。

该蓄热式电采暖智能调控单元可以作为单独的I/O模块使用，采集开关量信息以及控制，高性能处理器、无穷读写次数的大容量高速非易失存储芯片，标配一路RS485通信接口3，两个以太网通信接口4，支持MODBUS-TCP/RTU通信协议，支持IEC61850的GOOSE协议，支持GPS对时、SNTP网络对时、IRIG-B码对时和通信对时，满足最严酷的应用环境，符合宽运行温度要求(-25℃～+70℃)。

该蓄热式电采暖智能调控单元的工作环境条件如下：1)工作温度：-25℃～+70℃；2)贮存温度：-40℃～+85℃；3)相对湿度：5％～95％(产品内部不凝露，不结冰)；4)大气压力：70kPa～106kPa；5)海拔高度：<3000m。本实用新型能进行开关量信息采集及控制、能适用于严酷的应用环境、能满足宽运行温度要求。

本实施例中，该蓄热式电采暖智能调控单元还包括单元工作电源8，单元工作电源8与处理器1连接、用于提供工作电源，单元工作电源8采用88～264VAC/DC，50/60Hz通用电源。DI激励方式：110VAC/DC或220VAC/DC外激励，内激励24V DC；额定频率：50Hz/60Hz；功耗：不大于7W。该蓄热式电采暖智能调控单元的遥信分辨率为1ms。

本实施例中，该蓄热式电采暖智能调控单元还包括继电器9，继电器9与处理器1连接。继电器9的接通容量：5A，连续；30A，0.2s；动作时间：<10ms；返回时间：<5ms；分断能力：直流，阻性50W；感性50W(L/R＝0.04s)；交流1250VA，最大5A。

该蓄热式电采暖智能调控单元的电气绝缘性能如下：1)介质强度：符合GB/T14598.3规定：工频电压2kV，时间1分钟。2)绝缘电阻：符合GB/T14598.3的规定：500V兆欧表测试，绝缘电阻值不小于100MΩ。3)冲击电压：符合GB/T14598.3规定：承受1.2/50μs峰值为5kV的标准雷电波的冲击。

该蓄热式电采暖智能调控单元的机械性能如下：

1)振动

振动响应：符合GB/T11287标准规定，严酷等级为1级；

振动耐久性：符合GB/T11287标准规定，严酷等级为1级。

2)冲击

冲击响应：符合GB/T14537标准规定，严酷等级为1级；

冲击耐久性：符合GB/T14537标准规定，严酷等级为1级。

3)碰撞：符合GB/T14537标准规定，严酷等级为1级。

该蓄热式电采暖智能调控单元的电磁兼容性能如下：

1)振荡波干扰：符合GB/T 14598.13(IEC 60255-22-1)规定，严酷等级为Ⅲ级。2)静电放电干扰：符合GB/T 14598.14(IEC 60255-22-2)规定，严酷等级为Ⅳ级。3)射频电磁场辐射干扰：符合GB/T 14598.9(IEC 60255-22-3)规定，严酷等级为Ⅲ级。4)电快速瞬变脉冲群干扰：符合GB/T 14598.10(IEC60255-22-4)规定，严酷等级为Ⅳ(A级)。5)浪涌抗扰度：符合GB/T 14598.18(IEC 60255-22-5)规定，严酷等级为Ⅳ级。6)射频传导干扰：符合GB/T14598.17(IEC 60255-22-6)规定，严酷等级为Ⅲ级。7)工频磁场干扰：符合GB/T17626.8(IEC 61000-4-8)规定，严酷等级为Ⅳ级。8)工频抗扰度：符合GB/T14598.19(IEC 60255-22-7)规定，严酷等级为A级。9)电磁发射限值：符合GB/T14598.16(IEC 60255-25)规定。

该蓄热式电采暖智能调控单元具有遥信功能，能够监控10路DI，可用于检测外部接点的状态。通过液晶显示屏7或通信可以监测到开关量输入的实时状态。最多记录256条遥信变位信息，掉电不丢失，时间分辨率1ms。

本实施例中，该蓄热式电采暖智能调控单元还包括GOOSE报文传输模块10，GOOSE报文传输模块10与处理器1连接、用于实现间隔层设备之间的数据通信与共享。GOOSE数据交换关系通过“虚端子”的概念来描述，通过将虚端子输出“连接”到虚端子输入实现信息的传递，这个“连接”不是物理电缆的连接，而是蕴含在以太网GOOSE报文中的虚拟连接。具有32个虚端子。其中虚端子输入以逻辑可编程元件的形式呈现；虚端子输出可灵活选择固有保护、辅助元件、开入开出状态。

本实施例中，该蓄热式电采暖智能调控单元还包括事件存储模块11，事件存储模块11与处理器1连接、用于保存遥信事件记录、保护事件记录、装置自检记录和装置操作记录。

本实施例中，该蓄热式电采暖智能调控单元还包括数据存储元件12、程序存储元件13、装置定值及定值保存系统14和装置内部工作电源系统15，数据存储元件12、程序存储元件13、装置定值及定值保存系统14和装置内部工作电源系统15均与处理器1连接。

虚端子输出及与虚端子输入之间的连线关系通过工具来配置，下面对使用该工具进行GOOSE配置的主要步骤进行说明。

1)控制功能

继电器控制方式：遥控、开关量保护触发、可编程逻辑触发。

继电器操作时可选择保持方式，或脉冲自动返回。脉宽设置范围0～600.00秒，以0.01秒为步进。如果设置为0秒，则为保持方式，需要手动进行复归。

开关量保护可触发全部继电器，保护返回后继电器可以根据展宽时间自行返回，或者由复归命令返回保持继电器。

继电器出口不设优先级逻辑。

2)通信功能

单元配置有多种通信口，可以接入各种电力监控网络中，实现遥信、遥控以及事件记录、装置自检信息的远传。可以选择多种通信协议：IEC61850的GOOSE协议、Modbus-RTU协议、Modbus-TCP协议。以太网通信接口：2路，工作于独立双网模式。RS-485通信接口：1路。

3)记录功能

装置保存的事件记录总量为256条，可按遥信事件记录、保护事件记录、自检记录和装置操作记录四种类型进行分类查看，所有记录均为最新数据，当记录总数超过256条时，最新的记录会覆盖最旧的记录，事件记录掉电不丢失。第一个记录为最新产生的记录，第二个次之，依次类推；若无有效记录，则显示“无记录”。

遥信变位记录：装置采集开关量输入信号状态。当任意一个开关量发生信号变位，即接点由合到分或由分到合时，均产生一个记录，记录发生的时间和开关量变化状态。

保护事件记录：装置支持开关量保护和可编程事件，记录保护动作时间和可编程事件。

装置自检记录：当装置上电后，即定时对装置运行状态进行自检和监视，如检测到元器件严重故障时，并输出报警信号。自检和监视内容为数据存储元件12、程序存储元件13、装置定值及定值保存系统14和装置内部工作电源系统15。

4)装置操作记录

调试人员修改装置设定的参数后，装置将自动记录这一事件，记录包含操作的内容和操作的时间，这些记录不能被修改，掉电不丢失，与保护事件记录一起作为事故分析的依据。装置操作记录包含如下内容：装置掉电、上电；清除事件记录；就地、通信复归信号；修改用户密码；修改定值、时间等参数。

5)对时功能

装置支持软件对时和硬件对时。软件对时支持SNTP网络对时和通信对时。SNTP网络对时是装置自动从网络时间服务器获取高精度时间；通信对时是上位机通过Modbus协议对装置进行对时。硬件脉冲对时支持GPS秒脉冲/分脉冲对时以及IRIG-B码对时，由于GPS脉冲同步只包含整分/整秒的边沿信号、不能提供具体时/分/秒的值，实际使用过程中应与软件对时配合使用，以达到全站精确时钟同步、误差在1ms以内。

当采用GPS硬件脉冲、IRIG-B码对时时，将对时接口接入RS485通信接口，装置可自适应对时信号(此时不能进行RS485通信)。若运行环境没有时钟同步设备，装置会根据内部时钟源(RTC)走时，以保证系统走时的精确性。通过Modbus规约进行软件对时，不受装置时钟源设置影响。

6)可编程功能

可编程逻辑包括：逻辑变量、自保持变量、出口、自定义事件等。

本实施例中，处理器1通过SNTP网络连接网络时间服务器。处理器1通过Modbus协议连接上位机。

总之，本实施例中，由于设有处理器1、非易失存储芯片2、RS485通信接口3、以太网通信接口4、硬件对时模块5、开关量输入模块6和液晶显示屏7，非易失存储芯片具有无限读写次数，RS485通信接口3用于通过串口方式进行数据通信，以太网通信接口4用于通过网络方式进行数据通信，硬件对时模块5用于进行GPS硬件对时和IRIG-B码对时，开关量输入模块6用于输入开关量，液晶显示屏7用于显示开关量输入的实时状态，本实用新型能进行开关量信息采集及控制、能适用于严酷的应用环境、能满足宽运行温度要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，包括处理器、非易失存储芯片、RS485通信接口、以太网通信接口、硬件对时模块、开关量输入模块和液晶显示屏，所述非易失存储芯片与所述处理器连接、具有无限读写次数，所述RS485通信接口与所述处理器连接、用于通过串口方式进行数据通信，所述以太网通信接口与所述处理器连接、用于通过网络方式进行数据通信，所述硬件对时模块与所述RS485通信接口连接、用于进行GPS硬件对时和IRIG-B码对时，所述开关量输入模块与所述处理器连接、用于输入开关量，所述液晶显示屏均与所述处理器连接、用于显示开关量输入的实时状态。

2.根据权利要求1所述的蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，还包括单元工作电源，所述单元工作电源与所述处理器连接、用于提供工作电源，所述单元工作电源采用88～264VAC/DC，50/60Hz通用电源。

3.根据权利要求1所述的蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，还包括继电器，所述继电器与所述处理器连接。

4.根据权利要求1所述的蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，还包括GOOSE报文传输模块，所述GOOSE报文传输模块与所述处理器连接、用于实现间隔层设备之间的数据通信与共享。

5.根据权利要求1所述的蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，还包括事件存储模块，所述事件存储模块与所述处理器连接、用于保存遥信事件记录、保护事件记录、装置自检记录和装置操作记录。

6.根据权利要求5所述的蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，还包括数据存储元件、程序存储元件、装置定值及定值保存系统和装置内部工作电源系统，所述数据存储元件、程序存储元件、装置定值及定值保存系统和装置内部工作电源系统均与所述处理器连接。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，所述处理器通过SNTP网络连接网络时间服务器。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的蓄热式电采暖智能调控单元，其特征在于，所述处理器通过Modbus协议连接上位机。

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