CN219204189U - 一种智能配电柜控制系统 - Google Patents

Abstract

一种智能配电柜控制系统，配电柜一侧设有天线插座，天线插座接有射频天线，配电柜下端设有航空插头，控制系统包括单片机，单片机与AC/DC电源、磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块连接，磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块均与航空插头连接，航空插头与位置开关、温湿度传感器和电子锁连接；本系统可监测通过10pin航空插头处引入的电压信号，通过外部交流电流互感器将监测到的电流信号读取到控制器内，通过电源监测芯片计算电源功率，电压，电流，用电量，通过温湿度传感器监测智能配电柜内的温度、湿度并实时传送给后台和移动端，为使用者的操作管理提供数据支持。

Description

一种智能配电柜控制系统

技术领域

本实用新型涉及配电柜领域，尤其涉及一种智能配电柜控制系统。

背景技术

现有技术中，配电柜智能化方案通常在出厂时就已完成设置，配电柜提前配置好检测控制模块或控制器，以上设备后装的可能性小；即使能够后装智能化检测控制器，往往也存在着体积、功能、数据和协议难以匹配的现象，且智能控制器只监控被监控对象，不监控自身，能耗大，协议复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能配电柜控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种智能配电柜控制系统，其特征在于，所述配电柜的一侧设有天线插座，所述天线插座接有射频天线，所述配电柜的下端设有航空插头，所述控制系统包括单片机，所述单片机与AC/DC电源、磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块连接，所述磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块均与航空插头连接，所述航空插头与位置开关、温湿度传感器和电子锁连接。

进一步地，所述单片机与实时时钟以及板载温湿度监测器连接。

进一步地，所述航空插头分别与三相四线制的N线、U线、V线和W线连接，所述U线、V线和W线各设有一电流互感器。

进一步地，所述航空插头包括第一航空插头和第二航空插头，所述第一航空插头的一端与磁保持继电器、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块连接，所述第一航空插头的另一端与位置开关、温湿度传感器和电子锁连接，所述第二航空插头的一端与AC/DC电源以及电量计量芯片连接，所述第二航空插头的另一端分别与三个电流互感器连接。

进一步地，所述第二航空插头与U线、V线和W线之间设有一电流监测线束，所述第二航空插头与N线、U线、V线和W线之间各设有一电压监测线束。

进一步地，所述航空插头与单相二线制的N线和L线连接，所述L线设有一电流互感器。

进一步地，所述航空插头包括第三航空插头，所述第三航空插头的一端与磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块连接，所述第三航空插头的另一端与位置开关、温湿度传感器和电子锁连接，所述第三航空插头的另一端还与一电流互感器连接。

进一步地，所述第三航空插头与L线之间设有一电流监测线束，所述第二航空插头与N线和L线之间各设有一电压监测线束。

本实用新型智能配电柜控制系统可以直接监测通过10pin航空插头处引入的电压信号，并通过外部的交流互感器将监测到的电流信号读取到控制器内，通过电源监测芯片计算电源功率，电压，电流，用电量，通过温湿度传感器监测智能配电柜内的温度，湿度并实时传送给后台和移动端，为使用者的操作管理提供数据支持。

本实用新型在部署后有以下效果：

智能配电柜控制系统深入嵌入到工业控制现场，布局结构合理，安装时不受箱体、柜体的影响；

兼容设备，为未来不可预知设备预留空间，只需软件协议通畅就可以增减设备，降低对未来不确定性应用的风险排除能力；

一位工作人员就能在后台或移动APP端查看到所有数据和设备状态，节省两人以上的巡查工资和效率成本，提高劳动效率，降低事故反应反应时间。

附图说明

图1为本实用新型应用于三相四线制的系统结构图；

图2为本实用新型应用于三相四线制的电路图；

图3为本实用新型应用于三相四线制的外壳结构图；

图4为本实用新型应用于单相二线制的系统结构图；

图5为本实用新型应用于单相二线制的电路图；

图6为本实用新型应用于单相二线制的外壳结构图。

附图标记：

1配电柜、2天线插座、3射频天线、4第一航空插头、5第二航空插头、

6第三航空插头、7单片机、8 AC/DC电源、9磁保持继电器、10电量计量芯片、

11直流输出模块、12 485通讯模块、13 CAN通讯模块、14位置开关、

15温湿度传感器、16电子锁、17实时时钟、18板载温湿度监测器、

19电流互感器、20电流监测线束、21电压监测线束。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

本实用新型公开了一种智能配电柜控制系统，如图1和图4所示，配电柜1为压铸成型，配电柜1的一侧设有天线插座2，天线插座2接有射频天线3，配电柜1的下端设有航空插头。

配电柜1内设有单片机7，单片机7与AC/DC电源8、磁保持继电器9、电量计量芯片10、直流输出模块11、485通讯模块12和CAN通讯模块13连接，磁保持继电器9、电量计量芯片10、直流输出模块11、485通讯模块12和CAN通讯模块13均与航空插头连接，航空插头与位置开关14、温湿度传感器15和电子锁16连接，单片机7与实时时钟17以及板载温湿度监测器18连接。

单片机7优选采用EFE32、STM32F103或STM32F205，单片机7与射频天线3连接，单片机7通过ZigBee、Lora、NB-lot技术与外部设备通讯连接，射频芯片可兼容取代以上单片机7。

AC/DC电源8可实现AD220V、DC12V，1A和DC5V，1A的转换，板载温湿度监测器18采用SHT21或SHT30，CAN通讯模块13采用TLE8250G，实时时钟17采用DS1302S，直流输出模块11包括第一直流输出芯片和第二直流输出芯片，分别对应DC12V，1A和DC5V，1A。

在一个实施例中，智能配电柜应用于AC380V三相四线制，如图1所示，航空插头分别与三相四线制的N线、U线、V线和W线连接，U线、V线和W线各设有一电流互感器19，其中，电量计量芯片10采用ADE7758。

如图3所示，航空插头包括第一航空插头4和第二航空插头5，如图2所示，第一航空插头4的一端与磁保持继电器9、直流输出模块11、485通讯模块12和CAN通讯模块13连接，第一航空插头4的另一端与位置开关14、温湿度传感器15和电子锁16连接，第二航空插头5的一端与AC/DC电源8以及电量计量芯片10连接，第二航空插头5的另一端分别与三个电流互感器19连接。

第一航空插头4的6脚接AC220V5A，第一航空插头4的两个CAN通讯脚（7、8脚）与位置开关连接，第一航空插头4的两个485脚（9、10脚）与温湿度传感器连接，第一航空插头4的2脚（DC5V，1A）与温湿度传感器连接，第一航空插头4的1脚（DC12V，1A）接12V的电子锁。

第二航空插头5与U线、V线和W线之间设有一电流监测线束20，第二航空插头5与N线、U线、V线和W线之间各设有一电压监测线束21。

优选地，第二航空插头5的1、2脚，3、4脚，5、6脚通过电流监测线束20接至V线、W线、U线的电流互感器，第二航空插头5的7、8、9、10脚分别通过一电压监测线束21接至U线、N线、V线、W线。

在另一个实施例中，智能配电柜应用于AC220V单相二线制，如图4所示，航空插头与单相二线制的N线和L线连接，L线设有一电流互感器19，其中，电量计量芯片10采用ATT7053。

如图6所示，航空插头包括第三航空插头6，如图5所示，第三航空插头6的一端与磁保持继电器9、电量计量芯片10、直流输出模块11、485通讯模块12和CAN通讯模块13连接，第三航空插头6的另一端与位置开关14、温湿度传感器15和电子锁16连接，第三航空插头6的另一端还与一电流互感器19连接。

第三航空插头6的6脚接AC220V5A，第三航空插头6的两个CAN通讯脚（7、8脚）与位置开关连接，第三航空插头6的两个485脚（9、10脚）与温湿度传感器15连接，第三航空插头6的2脚（DC5V，1A）与温湿度传感器15连接，第三航空插头6的1脚（DC12V，1A）接12V的电子锁。

第三航空插头6与L线之间设有一电流监测线束20，第二航空插头5与N线和L线之间各设有一电压监测线束21。

优选地，第三航空插头6的4、5脚通过电流监测线束20接至L线的电流互感器19。

本智能配电柜配备电子机械一体式的智能锁，可通过移动App 端或后台端指令开锁，指令开锁的时间范围可以在移动端或后台端具体定义，开锁后行程开关监测到开启信号，并反馈给后台和移动端开锁成功的信号。

本智能配电柜可以直接监测通过10pin航空插头处引入的电压信号，并通过外部的交流互感器将监测到的电流信号读取到控制器内，通过电源监测芯片计算电源功率，电压，电流，用电量。

通过温湿度传感器监测智能配电柜内的温度，湿度并实时传送给后台和移动端来为下一步操作管理提供数据支持。

本智能配电柜控制系统使用NBIot时可以直接传输给服务器，也可通过Zigbee或LoRa传给集群网关，并在集群网关端通过RJ45接口使用TCP\IP协议传至服务器端，或在有线网络不便利时使用4G传输至服务器端；在条件充足可靠性要求较高时可以在上行链路端实行有线，无线双路备份传播，以便提高传播效率。

在智能配电柜底部有双路的10pin的航空插头，在端口使用有空余时可以使用多余端口来控制交流接触器来控制其他电气设备。

本实用新型控制系统在一个网关域内有250个节点，每个节点带3-5个智能设备，检测6个以上的电气参数，只要1人就能在后台或移动APP端查看到所有数据和设备状态，节省成本3人以上，数据的实时性优于所有人员排查，数据的规模优于其他同类产品和系统。

以3-10年的使用期限看，每个域内可以节省两人以上的巡查工资和效率成本，提高劳动效率，降低事故反应反应时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种智能配电柜控制系统，其特征在于，所述配电柜的一侧设有天线插座，所述天线插座接有射频天线，所述配电柜的下端设有航空插头，所述控制系统包括单片机，所述单片机与AC/DC电源、磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块连接，所述磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块均与航空插头连接，所述航空插头与位置开关、温湿度传感器和电子锁连接。

2.根据权利要求1所述的智能配电柜控制系统，其特征在于，所述单片机与实时时钟以及板载温湿度监测器连接。

3.根据权利要求1所述的智能配电柜控制系统，其特征在于，所述航空插头分别与三相四线制的N线、U线、V线和W线连接，所述U线、V线和W线各设有一电流互感器。

4.根据权利要求3所述的智能配电柜控制系统，其特征在于，所述航空插头包括第一航空插头和第二航空插头，所述第一航空插头的一端与磁保持继电器、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块连接，所述第一航空插头的另一端与位置开关、温湿度传感器和电子锁连接，所述第二航空插头的一端与AC/DC电源以及电量计量芯片连接，所述第二航空插头的另一端分别与三个电流互感器连接。

5.根据权利要求4所述的智能配电柜控制系统，其特征在于，所述第二航空插头与U线、V线和W线之间设有一电流监测线束，所述第二航空插头与N线、U线、V线和W线之间各设有一电压监测线束。

6.根据权利要求5所述的智能配电柜控制系统，其特征在于，所述航空插头与单相二线制的N线和L线连接，所述L线设有一电流互感器。

7.根据权利要求6所述的智能配电柜控制系统，其特征在于，所述航空插头包括第三航空插头，所述第三航空插头的一端与磁保持继电器、电量计量芯片、直流输出模块、485通讯模块和CAN通讯模块连接，所述第三航空插头的另一端与位置开关、温湿度传感器和电子锁连接，所述第三航空插头的另一端还与一电流互感器连接。

8.根据权利要求7所述的智能配电柜控制系统，其特征在于，所述第三航空插头与L线之间设有一电流监测线束，所述第二航空插头与N线和L线之间各设有一电压监测线束。

Images