WO2021010859A1 - Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями - Google Patents

Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями Download PDF

Info

Publication number
WO2021010859A1
WO2021010859A1 PCT/RU2019/000886 RU2019000886W WO2021010859A1 WO 2021010859 A1 WO2021010859 A1 WO 2021010859A1 RU 2019000886 W RU2019000886 W RU 2019000886W WO 2021010859 A1 WO2021010859 A1 WO 2021010859A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hybrid
computer
devices
information
electrical
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000886
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Валентин Львович КИМ
Original Assignee
Валентин Львович КИМ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валентин Львович КИМ filed Critical Валентин Львович КИМ
Publication of WO2021010859A1 publication Critical patent/WO2021010859A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41805—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by assembly
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41835—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by programme execution
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41845—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by system universality, reconfigurability, modularity
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof

Definitions

  • the claimed invention relates to methods and systems for manufacturing a unit for receiving and distributing power supply with automatic control, regulation and protection of external connected devices, such as industrial and household electrical appliances.
  • the main negative point of existing technical solutions is the lack of a simple and intuitive way to combine connected devices into a single local space of digital infrastructure, in which automated power management systems for devices connected to the mains are implemented.
  • the known methods for implementing intelligent automated digital electrical infrastructure systems are local nodes created for the purpose of receiving, distributing power supply and control.
  • a feature of these nodes is the system, the electrical installation that provides the organization of the network infrastructure, consisting of a "shell” (shield, cabinet, etc.) and “stuffing" (ready-made electrical devices for their intended purpose, nominal value, etc.), while for each specific the object requires individual production of the above-described electrical distribution board - an electrical installation unit. This process is only partially simplified by ready-made
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) narrowly targeted devices with built-in microcontroller.
  • special design, manufacture, installation and programming are required, followed by adjustment and adjustment, all of the above leads to complex operation of the electrical switchboard of the electrical and automation unit.
  • the limited user functionality and the narrow application of the electrical installation are required.
  • the automated device for monitoring electrical substation equipment contains a computer connected to the sensors of the substation equipment parameters.
  • the computer is made in the form of a microprocessor unit for data collection and processing. Sensing elements are removed from the sensors themselves and are connected to them with one or two fiber-optic cables. The cables are connected, respectively, with aligned or separated shaper and receiver of optical signals.
  • the microprocessor and sensors are housed in one housing, which is equipped with a power supply unit, indication and an interface module.
  • the sensors are connected to a computer using electrical or fiber-optic communication.
  • the sensors can be made in the form of current, voltage and temperature sensors.
  • the microprocessor contains microcontroller connected to the Profinet and / or Ethernet communication module, ROM and RAM-1, as well as to the data controller, to which RAM-2 with a ring buffer and a switching board with sensor signal inputs are connected.
  • the microprocessor unit output is connected via Profinet and / or Ethernet to the operator's workstation.
  • the closest analogue of the claimed invention is the invention disclosed in publication CN 108572562 A, publ. 09/25/2018, which discloses an intelligent energy management system comprising an intelligent control hardware and an intelligent control terminal in which the intelligent control hardware mainly comprises an electrical controller, a communication module, and a data collection module; the data acquisition module consists of a sensor and a monitor and is used to collect real-time energy data; communication module is used for communication between the terminal and equipment; electrical controller is used to control behavior of various electrical appliances; the intelligent control terminal mainly contains a control system, an information collection system, a communication system, and a forecasting and analysis system; The communication system communicates with the intelligent hardware control wireless fidelity (Wi-Fi) module via serial communication; the information collection system receives the sensor and monitor data and stores the received data in the database; the control system forms distributed control through the main unit of the upper computer and auxiliary units of the upper computer; The forecasting and analysis system is used for data processing and forecasting. Intelligent energy management can be used across multiple platforms and can perform complex data processing,
  • the disadvantage of the known methods is the hardware limitation and complexity of programming the device for creating a network, due to the lack of possibilities for receiving and distributing electrical energy and information for the entire range of tasks of switching, protection, control and regulation of low-current and power currents, as well as the need for manual programming for specific tasks.
  • the technical problem solved by the claimed invention is the creation of an active node, in which numerous ready-made electrical devices for various purposes are replaced by a power grid control computer device, which includes hybrid power and low-current computers, which are provided with a special environment with a human-machine dialogue programming interface, using which accelerates and simplifies the process of organizing the "digital" infrastructure by processing information using an expert system that automatically generates the necessary software commands for devices connected to it.
  • the technical result is to simplify the process of setting up and adjusting the unit for receiving and distributing power supply by increasing the quality of available digital technologies, increasing the reliability of protecting external connected devices from unauthorized emergency modes of operation, such as industrial and household electrical appliances, by fully automating the control and regulation processes, measurements and alarms.
  • a technical system that performs the functions of collecting, processing and transmitting information, the functioning of the elements of which within its boundaries is ensured by weak electric currents - a low-current system (a system of weak currents).
  • a wired system of low currents is understood as a set of channels, routes, cables, crosses, switching elements and technical rooms in a building or a complex of buildings in a common area, intended primarily for information transmission.
  • an additional effect from the application of the invention is to reduce the risk of incorrect connection of equipment or its breakdown, since the connection process is accompanied by interactive prompts, as well as indication of the required connectors for connecting devices.
  • the method is realized by manufacturing a complete device of a combined hybrid control apparatus and electrical distribution, which contains several stages.
  • the method is implemented by manufacturing a complete device that controls electrical consumers and power supplies, and also uses electrical energy to control non-electrical processes.
  • the method is carried out by manufacturing a complete software and hardware electrical hybrid complex of electromechanical and electronic devices, a system for controlling the flows of electrical energy and information for changing operating modes, regulating parameters, monitoring and protecting electrical systems and their components.
  • the method is carried out by manufacturing a hybrid electric apparatus for an electrical complex, a system for controlling the flows of electrical energy and information for changing operating modes, regulating parameters, monitoring and protecting electrical systems and their components, containing stages at which:
  • hybrid platform docking station i.e. a system board with a modular backbone principle of combining and ensuring the joint operation of all components
  • the system board of the mode control and management device work with external connected executive devices
  • the central Computer of the hybrid apparatus receives a set of executable commands corresponding to the functions of the connected equipment
  • the central computer of the hybrid apparatus assigns and distributes a set of executable commands corresponding to the functions of the connected equipment, corresponding to the executive hybrid key computers;
  • the hybrid device displays interactive prompts for connecting external devices to it;
  • the hybrid apparatus executes a set of commands corresponding to the functions of the connected equipment.
  • Fig. 1/2 is a schematic general view of blocks and elements of a power grid control computer.
  • Fig. 2/2 is a schematic diagram of a power grid management computer assembly. CARRYING OUT THE INVENTION
  • the construction of a multilayer motherboard for electrical and informational reception and distribution is used.
  • a multilayer system board for electrical and informational reception and distribution with a busbar is used - a complete device in the form of a system of conductors placed inside a tray, pipe or other shell, which consists of spaced buses, which in turn rest on an insulating material.
  • a multilayer motherboard which contains:
  • a multilayer system board which may contain a controlled relay protection of a power switch-computer, is inserted directly into the connectors on the docking platform on the system board of the device for monitoring and controlling the operating modes of the external connected actuators.
  • a central computer is connected to the docking station platform, providing data exchange between the central processor and the memory, and the executive key-computer with its processor and memory.
  • a hybrid power key-computer is connected to the docking station platform, which provides control of the flows of electrical energy and information for changing the operating modes, regulating parameters, monitoring and protecting electrical systems and their components.
  • hybrid key computers for controlling low-current devices are connected to the docking station platform, which provide control of information flows for changing operating modes, regulating parameters, monitoring and measuring.
  • hybrid dongle computers of multimedia signals are connected to the docking station platform, providing control and distribution of information streams.
  • the docking station platform When external power is connected to the hybrid device, the docking station platform has one or three-phase connection to the external power supply network.
  • the possible options for connecting two or more docking station platforms have a typical scalable solution according to the number of consumer groups connected to the hybrid device.
  • the central computer of the hybrid device receives a set of executable commands corresponding to the functions of the connected equipment, while the docking station platform contains a slot for reading / writing from portable USB drives, ports for a wired Ethernet connection to an external router.
  • the user if necessary, loads into the central computer system the executable commands corresponding to the functions of the connected equipment.
  • the 8P8C port is used for information exchange of two or more electric grid control computers united into a common control network.
  • a central computer which contains an operating system containing information about the equipment of the computer for controlling the power grid, information about standard solutions, possible settings and options for connecting equipment, information about the hardware of the docking station platform.
  • the central computer of the hybrid apparatus assigns and distributes a set of executable commands corresponding to the functions of the connected equipment, corresponding to the executive hybrid key computers.
  • the central computer after connecting at least one operating mode control device to the docking station platform, the central computer automatically conducts diagnostics of the connected one, a set of commands corresponding to the functions of the connected equipment is executed, ensuring the normal operating mode of the device.
  • the central computer contains at least one processor and one memory, power and reset buttons, other display and debugging devices (optional), and a screen.
  • one central computer can control two or more docking station platforms with peripheral devices connected to them, namely, key computers that are part of one common local control network.
  • the remote terminal block included in the composition for connecting external devices and equipment is connected to the docking station with a cable with a detachable electrical connection.
  • interactive prompts are displayed on the display of the central computer and / or on the remote user's device.
  • the user's device is a stationary control panel, telephone, smartphone, tablet, laptop or personal computer.
  • interactive prompts for connecting devices additionally include an indication of a terminal block for connecting external devices.
  • the indication is a light indication.
  • the color indication is duplicated in the tips of the graphical user interface for the corresponding devices.
  • At least one device is connected to the power grid control computer and execution of at least one command corresponding to at least one function of said device is activated.
  • the diagnosis of the correct connection is automatically performed.
  • wiring diagnostics are automatically performed, including the connected wiring product.
  • the power grid computer executes a set of commands corresponding to the functions of the connected equipment.
  • the claimed invention is also carried out using a system for manufacturing an electrical distribution unit using a power grid control computer, for automatic control of a variety of devices and their protection from abnormal operating modes, which contains:
  • At least one key-computer containing at least one memory with machine-readable instructions that induce at least one processor: o receive, by means of information exchange with the central computer, a set of information about the equipment connected to the key-computer;
  • o define a set of functions for each connected type of equipment
  • the power grid control computer consists of one docking station platform with one central control computer and at least one power switch computer and one group of consumers connected with a cable to the terminal block for external connections.
  • the power grid control computer consists of two or more docking station platforms, has one central computer and a typical scalable number of key computers according to the number of consumer groups connected to the power grid control computer.
  • the key-computer is a hybrid computer of the base conversion of power currents, designed to protect against abnormal operating modes and automatic power control of the connected device.
  • the key-computer is a hybrid computer for basic conversion of weak currents, designed to automate the control of a connected device.
  • the key-computer system is a hybrid computer for basic conversion of multimedia signals, which performs the function of an audio / video receiver.
  • the set of equipment of the power grid control computer corresponds to the user's request according to the number of power supply groups and the number of connected low-current devices.
  • the selection of information about the equipment and selection is carried out using the interface of the system configurator.
  • a description of the system is displayed, including at least: the type of equipment and the model.
  • Figure 1 shows a power grid control computer, which is implemented by a system consisting of, a platform that is organized in the form of a hybrid docking station 1, and contains a single high-current input node 9 (one- or three-phase execution) for electrical connection of the device overall, a single 6 high current transit node to connect two or more docking station platforms and scaling the system as a whole, a node for connecting external information interfaces 5, a node for connecting external active low-current interfaces 8, a central power distribution node 10, a hybrid power switch connection node - 5 computer 14, a central computer connection node 15, a connection node for a LAN port and interface node USB port 17.
  • Node 4 is required to connect external active power interfaces to docking station 1.
  • Node devices (5, 6, 8, 9) can represent, but are not limited to: detachable electrical connections, unified connections of the 8P8C type, non-detachable connections, terminal blocks, terminal connections.
  • Node 4 is intended for connection, sensors (sensors), switches, actuators, relays, routers, lighting equipment, roller shutters, sockets, elements of the Internet of Things (1oT), 15 household appliances, audio / video equipment, etc. any type of device that needs to be powered and can be used in the declared system.
  • a central computer 7 is connected to the docking station, at least 0 one hybrid computer 2 (power key-computer) of the basic power current conversion, and using node 10, the terminal block 4 is connected, which is necessary for connecting an external cable products of the user's power groups.
  • the hybrid docking station 1 via the central node 10 for connecting external consumers.
  • the number of modules of the hybrid computer 2 (power switch-computer) of the basic conversion of power currents is determined by the docking station platform model 1, but not less than 4 pcs.
  • each module of the hybrid computer 2 (power key-computer) of the base converting power currents can perform the function of a power switch of 2 (two) independent channels.
  • the method contains the option of connecting low-current devices to the system.
  • a hybrid computer of basic 5 conversion of low currents 3 connected to a hybrid docking station 1 through a node for connecting external active low-current interfaces 8
  • a hybrid computer of basic conversion of multimedia signals 11 connected to a hybrid docking station 1 through a node for connecting external physical network w information interfaces 5.
  • the central computer module 7 supports "hot swapping" of the failed Hybrid computer 2 (power key-computers) of the basic conversion of power currents without disconnecting the input power supply, limited only by de-energizing the node 15 to which the failed module of the Hybrid computer 2 is connected. In turn, they are digital devices for switching and processing electrical signals, since they are used for switching, receiving-transmitting and processing both electrical and information signals in an electrical installation.
  • 0 Terminal block is a device controlled by a basic conversion computer and is required to connect an external load to the system.
  • the hybrid computer module 2 for basic power current conversion is equipped with internal hybrid power switches 5 which include internal relay protection.
  • each hybrid computer 2 (power key-computer) for basic conversion of power currents is equipped with an external relay protection 12, which works on the same principle and duplicates the internal relay protection.
  • the User Interface includes: graphical user interfaces for various categories of users. It has a structured natural language interface with menu control and automatic syntax checking, a graphical one that includes graphs, charts, scales, buttons, an editor for multi-layered icons, interfaces with data sources that provide effective communication with external systems and databases, etc.
  • the method includes controls, for example, a touchscreen display, a keyboard, or it can be performed without such means and controlled by connecting to a remote user control device, for example, a stationary control panel, telephone, smartphone, tablet, laptop or Personal Computer.
  • the communication protocol with the remote device is selected from the well-known protocols for ensuring the exchange and transmission of information.
  • Network interface nodes 5 and 8 are designed to work, for example, with a USB storage device, and may contain connectors of the 8P8C type for network interaction, are both input and output devices. The necessary programs are loaded from them and with their help, power is provided for hybrid computers (computers) for basic conversion of weak currents 3, and multimedia signals 11.
  • peripheral devices that are part of electrical installations of the network, for example, a surge protector that suppresses interference, or an external power supply unit for low-current devices, as well as other hardware for performing functional tasks of the electrical network.
  • Modules of a hybrid computer for basic conversion of low currents 3, a hybrid computer for basic conversion of multimedia signals 11 and a node for connecting external active power interfaces 4 are connected to the hybrid docking station 1 using cables 13.
  • a hybrid computer for basic conversion of low currents 3 is connected to a hybrid docking station 1 using a cable 13 through a node for connecting external active low-current interfaces 8.
  • a hybrid computer for basic conversion of multimedia signals 11 is connected to a hybrid docking station 1 using a cable 13 through a connection node external physical network information interfaces 5.
  • the node for connecting external active power interfaces 4 is connected to the hybrid docking station 1 using a cable 13 through the central node 10 to connect external consumers.
  • Computer programs as an integral part of digital devices are stored and executed in hybrid computers (computers) for basic conversion of power currents 2, low-current currents 3, multimedia signals 11, and in the central control computer 7.
  • the interface of the central control computer 7 contains algorithms that are necessary to determine all devices connected via a common bus. They also allow you to load special functional programs for hybrid computers, when this uniting them into a common data exchange network, thereby providing the entire system with a common operating system with feedback.
  • the claimed solution is a software and hardware complex that can be implemented using a power grid control computer, in particular, due to the implementation of this method, the quality of operation of devices is increased and an entity is acquired in the form of a digital electrical installation with feedback, which characterizes an automated device for receiving and distributing power supply, with automatic control, regulation and protection of external connected devices, such as industrial and household electrical and appliances.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к управлению электрическими схемами. Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетью заключается в том, что устанавливают гибридную платформу док-станцию, вставляют непосредственно в разъёмы на платформе док-станции устройства контроля и управления режимами работы внешними подключенными устройствами. Центральный компьютер гибридного аппарата получает набор исполняемых команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования, назначает и распределяет набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования, соответствующим исполнительным гибридным ключ-компьютерам. Подключают к гибридному аппарату устройство и активируют исполнение команды, соответствующей функции устройства. Гибридный аппарат исполняет набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования. Также заявлена система управления электросетью для автоматического управления множеством устройств. Технический результат заключается в упрощении процесса настройки и наладки узла приема и распределения электропитания.

Description

СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРА УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОСЕТЯМИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Заявленное изобретение относится к способам и системам изготовления узла приема и распределения электропитания с автоматическим управлением, регулированием и защитой внешних подключаемых устройств, таких как промышленные и бытовые электрические приборы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На современном этапе, основной отрицательный момент существующих технических решений представляет собой отсутствие простого и интуитивно понятного способа объединения подключаемых устройств в единое местное пространство цифровой инфраструктуры, в которой реализованы системы автоматизированного управления электропитанием приборов, подключенных к электросети.
В общем случае, известные способы реализации систем интеллектуальной автоматизированной цифровой электрической инфраструктуры, представляют собой узлы местного значения, создаваемые в целях приема, распределения электропитания и управления. Особенностью этих узлов является система, электроустановка которая обеспечивает организацию инфраструктуры сети, состоящая из «оболочки» (щит, шкаф и т. д.) и «начинки» (готовых электрических аппаратов по назначению, номиналу и т п), при этом под каждый конкретный объект требуется индивидуальное изготовление вышеописанного электрораспределительного щита - узла электроустановки. Данный процесс лишь отчасти упрощается готовыми
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) узконаправленными устройствами с встроенным микроконтроллером. Вместе с тем для полноценного выполнения задач, приема и распределения электропитания с полной автоматизацией процессов управления и регулирования, требуется специальное проектирование, изготовление, монтаж и программирование, с последующей наладкой и настройкой, все вышеперечисленное приводит к сложной эксплуатации электрораспределительного щита узла электрики и автоматики. Как следствие ограниченность пользовательского функционала и узкое применения электроустановки.
В связи с тем, что работы по сборке электрораспределительного щита его разводки, расключению и программированию производиться разными специалистами, то данный аспект неизбежно вносит негативный элемент человеческого фактора в процесс настройки, наладки и дальнейшей эксплуатации.
Известен патентный документ RU 2613130, опубл. 15.03.2017, из которого известно изобретение, относящееся к устройствам для измерения электрической мощности. Автоматизированное устройство мониторинга оборудования электрической подстанции содержит ЭВМ, соединенную с датчиками параметров оборудования подстанции. ЭВМ выполнена в виде микропроцессорного блока сбора и обработки данных. Чувствительные элементы вынесены из самих датчиков и соединены с ними одним или двумя волоконно-оптическими кабелями. Кабели соединены соответственно с совмещенными или с разделенными формирователем и приемником оптических сигналов. Микропроцессор и датчики размещены в одном корпусе, который снабжен блоком питания, индикацией и интерфейсным модулем. Датчики соединены с ЭВМ при помощи электрической или волоконно-оптической связи. Датчики могут быть выполнены в виде датчиков тока, напряжения и температуры. Микропроцессор содержит микроконтроллер, соединенный с модулем связи Profinet и/или Ethernet, памятью ПЗУ и ОЗУ-1, а также с контроллером данных, к которому подсоединены ОЗУ-2 с кольцевым буфером и коммутационная плата с входами сигналов датчиков. Выход микропроцессорного блока подсоединен по сети Profinet и/или Ethernet с рабочим местом оператора.
Известен патентный документ RU 2423771, опубл. 10.07.2011, в котором раскрывается устройство выполненное в виде контроллера, содержащего блок внешних датчиков замыкания, сопряженный с кнопками - эмуляторами его состояния, входы которого предназначены для подключения внешних коммутирующих элементов, а выходы соединены со входом блока сопряжения датчиков замыкания с силовыми ключами, выход которого через блок выбора режима работы датчиков замыкания соединен со входом блока коммутационных ключей, выходы которого предназначены для подключения электрических нагрузок, второй выход блока внешних датчиков замыкания соединен со входом блока интерфейсов внешнего ввода-вывода, с подключаемыми модулями интерфейсов, оборудованного адресным модулем, предназначенного для подключения к информационной шине и соединенного со входом блока коммутационных ключей.
Ближайшим аналогом заявленного изобретения является изобретение, раскрытое в публикации CN 108572562 А, опубл. 25.09.2018, которая раскрывает интеллектуальную систему управления энергией, содержащую интеллектуальное аппаратное управление и интеллектуальный терминал управления, в котором интеллектуальное аппаратное управление главным образом содержит электрический контроллер, модуль связи и модуль сбора данных; модуль сбора данных состоит из датчика и монитора и используется для сбора данных об электроэнергии в режиме реального времени; модуль связи используется для осуществления связи между терминалом и оборудованием; электрический контроллер используется для контроля поведения различных электрических приборов; интеллектуальный терминал управления в основном содержит систему управления, систему сбора информации, систему связи и систему прогнозирования и анализа; система связи обменивается данными с модулем беспроводной верности (Wi-Fi) интеллектуального аппаратного управления посредством связи через последовательный порт; система сбора информации принимает данные датчика и монитора и сохраняет полученные данные в базе данных; система управления формирует распределенное управление посредством главного блока верхнего компьютера и вспомогательных блоков верхнего компьютера; Система прогнозирования и анализа используется для проведения обработки и прогнозирования данных. Интеллектуальная система управления энергопотреблением может использоваться на разных платформах и может выполнять сложную обработку данных, что имеет важное значение для прогнозирования нагрузки и распределения ресурсов.
Недостатком известных способов является аппаратная ограниченность и сложность программирования устройства создания сети, ввиду дефицита возможностей приема и распределения электрической энергии и информации для всего спектра задач коммутации, защиты, управления и регулирования слаботочных и силовых токов, а также необходимость ручного программирования под конкретные задачи.
Таким образом, основной недостаток существующих технических решений в данной области состоит в отсутствии простого и интуитивно понятного способа объединения подключаемых устройств в единое местное пространство цифровой инфраструктуры.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является создание активного узла, в котором многочисленные готовые электрические аппараты различного назначения заменены на устройство компьютер управления электросетью, в составе которого имеются гибридные силовые и слаботочные компьютеры, которые обеспеченны специальной средой человеко-машинным интерфейсом диалогового программирования, при помощи которой ускоряется и упрощается процесс организации «цифровой» инфраструктуры за счет обработки информации с помощью экспертной системы, которая автоматически формирует необходимые программные команды для устройств, подключаемых к ней.
Техническим результатом является упрощение процесса настройки и наладки узла приема и распределения электропитания за счет увеличения качества доступных цифровых технологий, повышения надежности защиты внешних подключаемых устройств от несанкционированных аварийных режимов работы, таких как промышленные и бытовые электрические приборы, при помощи полной автоматизации процессов управления, регулирования, измерения и сигнализации.
Указанную задачу решает техническая система, выполняющая функции сбора, обработки и передачи информации, функционирование элементов которой в ее границах обеспечивается слабыми электрическими токами - слаботочной системой (система слабых токов). Под проводной системой слабых токов понимается совокупность каналов, трасс, кабелей, кроссов, элементов коммутации и технических помещений в здании или комплексе зданий на общей территории, предназначенных преимущественно для передачи информации.
Также, дополнительный эффект от применения изобретения, заключается в снижении риска неправильного подключения оборудования или его поломки, поскольку процесс подключения сопровождается интерактивными подсказками, а также индикацией необходимых разъемов подключения устройств.
Способ реализуют за счет изготовления комплектного устройства комбинированного гибридного аппарата управления и электрического распределения который содержит несколько этапов.
Способ реализуют за счет изготовления комплектного устройства, управляющего электропотребителями и источниками питания, а также использующего электрическую энергию для управления неэлектрическими процессами. Способ выполняют за счет изготовления комплектного программно- аппаратного электротехнического гибридного комплекса электромеханических и электронных аппаратов, системы управления потоками электрической энергии и информации для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических систем и их составных частей.
Способ осуществляется за счет изготовления гибридного электрического аппарата для электротехнического комплекса, системы управления потоками электрической энергии и информации для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических систем и их составных частей, содержащий этапы, на которых:
- устанавливают гибридную платформу док-станцию, т.е. системную плату с магистрально модульным принципом объединения и обеспечения совместной работы всех комплектующих;
- вставляют непосредственно в разъёмы на платформе док-станции, системной плате устройства контроля и управления режимами работы внешними подключенными исполнительными устройствами;
- подключают внешнее питание к гибридному аппарату;
- центральный Компьютер гибридного аппарата получает набор исполняемых команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования;
- центральный компьютер гибридного аппарата назначает и распределяет набор исполняемых команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования, соответствующим исполнительным гибридным ключ-компьютерам;
- гибридный аппарат отображает интерактивные подсказки для подключения внешних устройств к нему;
- подключают к гибридному аппарату по меньшей мере одно устройство и активируют исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства;
- гибридный аппарат исполняет набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования.
Устанавливают гибридную платформу док-станцию, т.е. системную плату с магистрально модульным принципом объединения и обеспечения совместной работы комплектующих.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1/2 схематичный общий вид блоков и элементов компьютера управления электросетью.
Фиг.2/2 представляет схему компьютера управления электросетью в сборе. ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном частном случае реализации способа используют конструкцию многослойной системной платы электрического и информационного приема и распределения.
В другом частном случае реализации способа используют конструкцию многослойной системной плату электрического и информационного приема и распределения с шинопроводом - комплектного устройства в виде системы проводников, размещенных внутри лотка, трубы или иной оболочки, которое состоит из разделенных промежутками шин, которые в свою очередь опираются на изоляционный материал.
В другом частном случае реализации способа используют многослойную системную плату, которая содержит:
- разъём для подключения Центрального компьютера - сокет;
- разъём для подключения гибридного силового ключ-компьютера, комбинированное соединение коммутации силовых токов и информационных сигналов - энергетический разъем;
- разъёмы для подключения периферийных устройств таких как, гибридные слаботочные и мультимедиа ключ-компьютеры;
- несколько разъёмов для подключения USB устройств;
- несколько разъёмов для подключения коммутационной клеммной колодки внешних потребителей;
- формирователи стандартных интерфейсов - шин для работы с внешними устройствами;
- разъёмы для подключения внешних устройств к шинам (слоты расширения);
- разъёмы для подключения основного и дополнительного электропитания; - разъёмы для подключения электропитания дополнительной платформы;
- другие устройства индикации и отладки (опционально).
В другом частном случае реализации способа многослойную системную плату, которая может содержать управляемое релейную защиту силового ключ-компьютера, вставляют непосредственно в разъёмы на платформе док- станции на системной плате устройства контроля и управления режимами работы внешними подключенными исполнительными устройствами.
В одном частном случае реализации способа к платформе док-станции подключают центральный компьютер, обеспечивающий обмен данными между центральным процессором и памятью, и исполнительным ключ- компьютером с его процессором и памятью.
В одном частном случае реализации способа к платформе док-станции подключают гибридный силовой ключ-компьютер, обеспечивающий управления потоками электрической энергии и информации для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических систем и их составных частей.
В другом частном случае реализации способа к платформе док-станции подключают гибридные ключ-компьютеры управления слаботочными устройствами, обеспечивающими управление потокам информации для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и измерения.
В другом частном случае реализации способа к платформе док-станции подключают гибридные ключ-компьютеры мультимедиа сигналов, обеспечивающие управление и распределением потоками информации. При подключении внешнего питания к гибридному аппарату платформа док-станция имеет одно или трех фазное подключение к внешней сети электропитания.
В другом частном случае реализации способа возможные варианты подключения двух или более платформ док-станций, имеют типовое масштабируемое решение согласно количеству подключаемых к гибридному аппарату групп потребителей.
Центральный компьютер гибридного аппарата получает набор исполняемых команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования, при этом платформа док-станция содержит слот чтения/записи с переносных накопителей типа USB, порты для проводного подключения по Ethernet к внешнему роутеру. Пользователь, при необходимости, загружает в систему центрального компьютера исполняемые команды, соответствующие функциям подключаемого оборудования. В другом частном случае реализации способа порт 8Р8С используют для информационного обмена двух или более компьютеров управления электросетью, объединенных в общую сеть управления.
В другом частном случае реализации способа используют центральный компьютер, который содержит в себе операционную систему, содержащую информацию об оборудовании компьютера управления электросетью, информацию о типовых решениях, возможные настройки и варианты подключения оборудования, сведения об аппаратной части платформы док- станции.
Центральный компьютер гибридного аппарата назначает и распределяет набор исполняемых команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования, соответствующим исполнительным гибридным ключ- компьютерам. В другом частном случае реализации способа после подключения по меныпей мере одного устройства контроля режимами работы к платформе док-станции центральный компьютер автоматически проводит диагностику подключенного выполняется набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования, обеспечивающий штатный режим работы устройства.
В другом частном случае реализации способа после подключения по меньшей мере одного устройства к компьютеру управления электросетью, автоматически выполняется функциональная команда контроля и защиты, устройства и электропроводки от нештатных режимов работы.
В другом частном случае реализации способа центральный компьютер содержит по меньшей мере один процессор и одну память, кнопки включения и сброса, другие устройства индикации и отладки (опционально), экран. В другом частном случае реализации способа одним центральным компьютером можно управлять двумя и более платформами док-станциями с подключенными к ним периферийными устройствами, а именно ключ- компьютерами, входящими в одну общую локальную сеть управления.
В другом частном случае реализации способа входящая в состав выносная клеммную колодку для подключения внешних приборов и оборудования, подключают к док-станции кабелем с разъемным электрическим соединением.
В другом частном случае реализации способа интерактивные подсказки отображают на дисплее центрального компьютера и/или на удаленном устройстве пользователя. В другом частном случае реализации способа устройство пользователя представляет собой стационарную панель управления, телефон, смартфон, планшет, ноутбук или персональный компьютер.
В другом частном случае реализации способа интерактивные подсказки для подключения устройств дополнительно включают в себя индикацию клеммной колодки для подключения внешних устройств.
В другом частном случае реализации способа индикация представляет собой световую индикацию.
В другом частном случае реализации способа цветовую индикацию дублируют в подсказках графического интерфейса пользователя для соответствующих устройств.
В другом частном случае реализации способа дополнительно присутствует проектная документация для подключаемого оборудования.
Подключают к компьютеру управления электросетью по меньшей мере одно устройство и активируют исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства.
В другом частном случае реализации способа при подключении по меньшей мере одного устройства к компьютеру управления электросетью автоматически выполняют диагностику корректности подключения. В другом частном случае реализации способа после подключения по меньшей мере одной группы электропитания устройства к компьютеру управления электросетью автоматически выполняют диагностику электропроводки включая подключенное электроустановочное изделие.
В другом частном случае реализации способа после подключения по меньшей мере одного устройства к компьютеру управления электросетью автоматически выполняют диагностику подключенного устройства. Компьютер управления электросетью исполняет набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования.
Заявленное изобретение также осуществляется с помощью системы изготовления электрораспределительного узла с помощью компьютера управления электросетью, для автоматического управления множеством устройств и их защиты от нештатных режимов работы, которая содержит:
- по меньшей мере одну платформу док-станцию и центральный компьютер содержащий по меньшей мере одну память с машиночитаемыми инструкциями, которые побуждают по меньшей мере один процессор:
о получать набор информации для входящих в состав системы ключ-компьютеров;
о определять номер в системе и набор индивидуальных функций для каждого подключаемого ключ-компьютера;
о подключать по меньшей мере одно устройство и активировать исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства;
о проверять полноту выполнения набора команд;
о выполнять полученный набор команд;
о передавать сформированные данные на экран, устройство пользователя, сервер;
о генерировать с помощью набора информации о подключаемом устройстве интерактивные подсказки для подключения устройств как системных, так и подключаемых к системе;
о генерировать с помощью набора информации отчет по требованию пользователя о состоянии системы;
- по меньшей мере один ключ-компьютер, содержащий по меньшей мере одну память с машиночитаемыми инструкциями, которые побуждают по меньшей мере один процессор: о получать с помощью информационного обмена с центральным компьютером набор информации о подключаемом к ключ-компьютеру оборудованию;
о определять набор функций для каждого подключаемого типа оборудования;
о подключать по меньшей мере одно устройство и активировать исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства;
о проверять с помощью диагностики полученный набор информации о состоянии канала, электропроводки, подключенного оборудования;
о выполнять набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования;
о передавать сформированные данные на центральный компьютер;
- по меньшей мере одну выносную клеммную колодку для подключения внешних потребителей.
В одном из частных вариантов реализации системы компьютер управления электросетью состоит из одной платформы док-станции с одним центральным компьютером управления и по меньшей мере с одним силовым ключ-компьютером и одной группой потребителей подключенной кабелем к клеммной колодке внешних подключений.
В другом частном варианте реализации системы компьютер управления электросетью состоит из двух или более платформ док-станций, имеет один центральный компьютер и типовое масштабируемое количество ключ- компьютеров согласно, количеству подключаемых к компьютеру управления электросетью групп потребителей.
В одном из частных вариантов реализации системы ключ-компьютер представляет собой гибридную вычислительную машину базового преобразования силовых токов, предназначенной для защиты от нештатных режимов работы и автоматического управления электропитанием подключенного прибора.
В другом частном варианте реализации системы ключ-компьютер представляет собой гибридную вычислительную машину базового преобразования слабых токов, предназначенная для автоматизации управления подключенным прибором.
В другом частном варианте реализации системы ключ-компьютер представляет собой гибридную вычислительную машину базового преобразования мультимедиа сигналов, которая выполняет функцию аудио/видео ресивера.
В другом частном варианте реализации системы набор оборудования компьютера управления электросетью соответствует запросу пользователя согласно количеству групп силового электрического питания и количеству подключаемых слаботочных устройств.
В другом частном варианте реализации системы выбор информации об оборудовании и подбор осуществляется с помощью интерфейса конфигуратора системы.
В другом частном варианте реализации системы при активации центрального компьютера системы отображают описание системы, включающее по меньшей мере: тип оборудования и модель.
На Фиг.1 представлен компьютер управления электросетью, который реализуется за счет системы состоящей из, платформы которая организованна в виде гибридной док-станции 1, и содержит в себе единый сильноточный вводный узел 9 (одно- или трех- фазного исполнения) для электрического подключения устройства в целом, единый сильноточный транзитный узел 6 для подключения двух и более платформ док-станций и масштабирования системы в целом, узел для подключения внешних информационных интерфейсов 5, узел для подключения внешних активных слаботочных интерфейсов 8, центральный узел распределения электропитания 10, узел подключения гибридного силового ключ- 5 компьютера 14, узел подключения центрального компьютера 15, узел подключения для LAN порта и узел интерфейсный USB порта 17. Узел 4 необходим для подключения внешних активных силовых интерфейсов к док- станции 1.
Устройства узлов (5, 6, 8, 9) могут представлять собой, но не ш ограничиваясь: разъемные электрические соединения, унифицированные соединения типа 8Р8С, не разъемные соединения, клеммные колодки, клеммные соединения. Узел 4 предназначен для присоединения, датчиков (сенсоры), выключателей, актуаторы, реле, роутеры, осветительное оборудование, рольставни, розетки, элементы интернета вещей (1оТ), 15 бытовую технику, аудио/видео оборудование и т.п. любой тип устройств, который необходимо обеспечить электропитанием, и он может использоваться в заявленной системе.
В общем случае при помощи разъемных электрических соединений к док-станции подключаются центральный компьютер 7, по меньшей мере 0 одна гибридная вычислительная машина 2 (силовой ключ-компьютер) базового преобразования силовых токов и с помощью узла 10 подключается клеммная колодка 4 необходимая для подключения внешней кабельной продукции силовых групп пользователя. К гибридной док-станции 1 посредством центрального узла 10 для подключения внешних потребителей. 5 Количество модулей гибридной вычислительной машины 2 (силовой ключ- компьютер) базового преобразования силовых токов определяется моделью платформы док-станции 1, но не менее 4 шт. При этом каждый модуль гибридной вычислительной машины 2 (силовой ключ-компьютер) базового преобразования силовых токов может выполнять функцию силового ключа 2 (двух) независимых каналов.
Также, способ содержит вариант подключения слаботочных устройств к системе. Например, гибридную вычислительную машину базового 5 преобразования слабых токов 3, подключенную к гибридной док-станции 1 посредством узла для подключения внешних активных слаботочных интерфейсов 8, гибридную вычислительную машину базового преобразования мультимедиа сигналов 11 , подключенную к гибридной док- станции 1 посредством узла для подключения внешних физических сетевых ш информационных интерфейсов 5.
Модуль центрального компьютера 7 поддерживает «горячую замену» вышедшей из строя Гибридной вычислительной машины 2 (силовой ключ- компьютеры) базового преобразования силовых токов без отключения вводного электропитания, ограничиваясь лишь обесточиванием узла к 15 которому присоединен вышедший из строя модуль Гибридной вычислительной машины 2, которые в свою очередь являются цифровыми устройствами коммутации и обработки электрических сигналов, поскольку с их помощью происходит коммутация, прием-передача и обработка как электрических, так и информационных сигналов в электроустановке. 0 Клеммная колодка - это устройство, управляемое от компьютера базового преобразования, и необходима для подключения внешней нагрузки к системе.
Модуль гибридной вычислительной машины 2 базового преобразования силовых токов оборудован внутренними гибридными силовыми ключами, 5 которые включают в себя внутреннюю релейную защиту. При этом каждая гибридная вычислительная машина 2 (силовой ключ-компьютер) базового преобразования силовых токов оборудована блоком внешней релейной защиты 12, которая работает по тому же принципу и дублирует внутреннюю релейную защиту.
Поскольку компьютер управления электросетью также содержит программу для управление питанием как мобильного, так и стационарного исполнения, пользователь может использовать эти решения для удаленного управления работой электроустановки, путем выбора на экране смартфона или монитора необходимых функций из списка. При этом Интерфейс пользователя включает в себя: графические пользовательские интерфейсы для различных категорий пользователей. Имеет структурированный естественно-языковый интерфейс с управлением по меню и автоматической проверкой синтаксиса, графический включающий график, диаграммы, шкалы, кнопки, редактор многослойных пиктограмм, интерфейсы с источниками данных, обеспечивающие эффективную связь с внешними системами и базами данных, и т.п. Для взаимодействия с пользователем, способ содержит средства управления, например, сенсорный дисплей, клавиатуру, или же он может выполняться без таковых средств и управляться с помощью подключения к удаленному устройству управления пользователя, например, стационарная панель управления, телефон, смартфон, планшет, ноутбук или персональный компьютер. Протокол связи с удаленным устройством выбирается из известных протоколов обеспечения процесса обмена и передачи информации.
Узлы сетевого интерфейса 5 и 8, предназначены для работы, например, с USB накопителем, и могут содержать разъёмы типа 8Р8С для сетевого взаимодействия, являются одновременно устройством и ввода, и вывода. С них загружаются необходимые программы и с их же помощью обеспечивается питание для гибридных вычислительных машин (компьютеров) базового преобразования слабых токов 3, и мультимедиа сигналов 11. Также существует ряд периферийных устройств, входящих в состав электроустановок сети, например, сетевой фильтр, который подавляет помехи, или внешний модуль блок питания слаботочных устройств, а также другое аппаратное обеспечение для выполнения функциональных задач электросети.
Модули гибридной вычислительной машины базового преобразования слабых токов 3, гибридной вычислительной машины базового преобразования мультимедиа сигналов 11 и узла для подключения внешних активных силовых интерфейсов 4 соединены с гибридной док-станцией 1 с помощью кабелей 13.
Гибридная вычислительная машина базового преобразования слабых токов 3 подключена гибридной док-станции 1 с помощью кабеля 13 через узел для подключения внешних активных слаботочных интерфейсов 8. Гибридная вычислительная машина базового преобразования мультимедиа сигналов 11 подключена гибридной док-станции 1 с помощью кабеля 13 через узел для подключения внешних физических сетевых информационных интерфейсов 5. Узел для подключения внешних активных силовых интерфейсов 4 подключен гибридной док-станции 1 с помощью кабеля 13 через центральный узел 10 для подключения внешних потребителей. Компьютерные программы как неотъемлемая часть цифровых устройств хранятся и выполняются в гибридных вычислительных машинах (компьютерах) базового преобразования силовых токов 2, слаботочных токов 3, мультимедиа сигналов 11, и в центральном компьютере управления 7.
Интерфейс центрального компьютера управления 7 содержит алгоритмы, которые необходимы для определения всех подключенных по общей шине устройств. Они же позволяют загрузить специальные функциональные программы для гибридных вычислительных машин, при этом объединяя их в общую сеть обмена данными, тем самым обеспечивая всю систему общей операционной системой с обратной связью.
Заявленное решение представляет собой программно-аппаратный комплекс, который может быть реализован с помощью компьютера управления электросетью, в частности, за счет реализации такого способа повышается качество работы устройств и приобретается сущность в виде цифровой электроустановки с обратной связью, характеризующее автоматизированное устройство приема и распределения электропитания, с автоматическим управлением, регулированием и защитой внешних подключаемых устройств, таких как, промышленные и бытовые электрические и приборы.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ осуществляется за счет изготовления гибридного электрического аппарата для электротехнического комплекса, системы управления потоками электрической энергии и информации для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических систем и их составных частей, содержащий этапы, на которых: a. устанавливают гибридную платформу док-станцию, выполненную в виде системной платы с магистрально модульным принципом объединения и обеспечения совместной работы всех комплектующих;
B. вставляют непосредственно в разъёмы на платформе док-станции, системной плате устройства контроля и управления режимами работы внешними подключенными исполнительными устройствами;
c. подключают внешнее питание к гибридному аппарату;
d. центральный компьютер гибридного аппарата получает набор исполняемых команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования;
e. центральный компьютер гибридного аппарата назначает и распределяет набор исполняемых команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования, соответствующим исполнительным гибридным ключ-компьютерам;
f. гибридный аппарат отображает интерактивные подсказки для подключения внешних устройств к нему;
g. подключают к гибридному аппарату по меньшей мере одно устройство и активируют исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства;
21
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) h. гибридный аппарат исполняет набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования.
2. Способ по п.1 формулы, в котором используют конструкцию многослойной системной платы электрического и информационного приема и распределения.
3. Способ по п.1 формулы, в котором используют конструкцию многослойной системной платы электрического и информационного приема и распределения с шинопроводом, выполненного в виде комплектного устройства содержащего систему проводников, размещенных внутри лотка, трубы или иной оболочки, которое состоит из разделенных промежутками шин, которые в свою очередь опираются на изоляционный материал.
4. Способ по п.1 формулы, в котором используют многослойную системную плату, которая содержит:
- разъём для подключения Центрального компьютера - сокет;
- разъём для подключения гибридного силового ключ-компьютера, комбинированное соединение коммутации силовых токов и информационных сигналов - энергетический разъем;
- разъёмы для подключения периферийных устройств таких как, гибридные слаботочные и мультимедиа ключ-компьютеры;
- несколько разъёмов для подключения USB устройств;
- несколько разъёмов для подключения коммутационной клеммной колодки внешних потребителей;
- формирователи стандартных интерфейсов - шин для работы с внешними устройствами;
- разъёмы для подключения внешних устройств к шинам или слотам расширения;
- разъёмы для подключения основного и дополнительного электропитания ;
22
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) - разъёмы для подключения электропитания дополнительной платформы;
- устройства индикации и отладки.
5. Способ по п.1 формулы, в котором многослойная системная плата, содержит управляемое релейную защиту силового ключ-компьютера, вставляют в разъёмы на платформе док-станции на системной плате устройства контроля и управления режимами работы внешними подключенными исполнительными устройствами.
6. Способ по п.1 формулы, в котором к платформе док-станции подключают центральный компьютер, обеспечивающий обмен данными между центральным процессором и памятью, и исполнительным ключ- компьютером с его процессором и памятью.
7. Способ по п.1 формулы, в котором к платформе док-станции подключают гибридный силовой ключ-компьютер, обеспечивающий управления потоками электрической энергии и информации для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических систем и их составных частей.
8. Способ по п.1 формулы, в котором к платформе док-станции подключают гибридные ключ-компьютеры управления слаботочными устройствами, обеспечивающими управление потокам информации для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и измерения.
9. Способ по п.1 формулы, в котором к платформе док-станции подключают гибридные ключ-компьютеры мультимедиа сигналов, обеспечивающие управление и распределением потоками информации.
10. Система изготовления электрораспределительного узла с помощью компьютера управления электросетью для автоматического управления
23
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) множеством устройств и их защиты от нештатных режимов работы, которая содержит:
- по меньшей мере одну платформу док-станцию и центральный компьютер содержащий по меньшей мере одну память с машиночитаемыми инструкциями, которые побуждают по меньшей мере один процессор:
о получать набор информации для входящих в состав системы ключ-компьютеров;
о определять номер в системе и набор индивидуальных функций для каждого подключаемого ключ-компьютера;
о подключать по меньшей мере одно устройство и активировать исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства;
о проверять полноту выполнения набора команд;
о выполнять полученный набор команд;
о передавать сформированные данные на экран, устройство пользователя, сервер;
о генерировать с помощью набора информации о подключаемом устройстве интерактивные подсказки для подключения устройств как системных, так и подключаемых к системе;
о генерировать с помощью набора информации отчет по требованию пользователя о состоянии системы;
- по меньшей мере один ключ-компьютер, содержащий по меньшей мере одну память с машиночитаемыми инструкциями, которые побуждают по меньшей мере один процессор:
о получать с помощью информационного обмена с центральным компьютером набор информации о подключаемом к ключ-компьютеру оборудованию;
о определять набор функций для каждого подключаемого типа оборудования;
24
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) о подключать по меньшей мере одно устройство и активировать исполнение по меньшей мере одной команды, соответствующей по меньшей мере одной функции упомянутого устройства;
о проверять с помощью диагностики полученный набор информации о состоянии канала, электропроводки, подключенного оборудования;
о выполнять набор команд, соответствующих функциям подключаемого оборудования;
о передавать сформированные данные на центральный компьютер; - по меньшей мере одну выносную клеммную колодку для подключения внешних потребителей.
25
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2019/000886 2019-07-18 2019-12-04 Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями WO2021010859A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019122780 2019-07-18
RU2019122780A RU2710048C1 (ru) 2019-07-18 2019-07-18 Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021010859A1 true WO2021010859A1 (ru) 2021-01-21

Family

ID=69022725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000886 WO2021010859A1 (ru) 2019-07-18 2019-12-04 Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2710048C1 (ru)
WO (1) WO2021010859A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0727909A2 (en) * 1995-02-06 1996-08-21 Sony Corporation Interface for audio/video subscriber equipment and telecommunications line
US6553268B1 (en) * 1997-06-14 2003-04-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Template language for industrial controller programming
RU2483461C2 (ru) * 2005-12-20 2013-05-27 Савант Системс Ллс Система и способ управления программируемым мультимедийным контроллером
RU171436U1 (ru) * 2016-12-30 2017-05-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") Программируемый логический контроллер для территориально-распределенной системы управления
EP2574999B1 (en) * 2011-09-30 2018-02-21 Siemens Schweiz AG Management system using function abstraction for output generation
RU2651142C1 (ru) * 2017-08-18 2018-04-18 Валентин Львович Ким Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0727909A2 (en) * 1995-02-06 1996-08-21 Sony Corporation Interface for audio/video subscriber equipment and telecommunications line
US6553268B1 (en) * 1997-06-14 2003-04-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Template language for industrial controller programming
RU2483461C2 (ru) * 2005-12-20 2013-05-27 Савант Системс Ллс Система и способ управления программируемым мультимедийным контроллером
EP2574999B1 (en) * 2011-09-30 2018-02-21 Siemens Schweiz AG Management system using function abstraction for output generation
RU171436U1 (ru) * 2016-12-30 2017-05-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") Программируемый логический контроллер для территориально-распределенной системы управления
RU2651142C1 (ru) * 2017-08-18 2018-04-18 Валентин Львович Ким Способ и система автоматизированного программирования при помощи экспертной системы, интеллектуальных систем асу, основанных на программно-логических контроллерах (плк) и микроконтроллерах

Also Published As

Publication number Publication date
RU2710048C1 (ru) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112136369B (zh) 一种电源线设备
US9146549B2 (en) Electrical energy usage monitoring system
EP2293164A1 (en) Cloud computing for a process control and monitoring system
CN108919777B (zh) 一种稳控系统的数字化闭环测试系统及方法
CN106482080B (zh) 一种继电器主从架构系统
US20140067148A1 (en) Configuration of the communication links of field devices in a power automation installation
US20190079571A1 (en) Power control systems and methods for integrating auxiliary power systems
KR20180069689A (ko) 전기 전력 분산 그리드의 동작을 관리하기 위한 컴퓨터화된 시스템 및 이의 환경설정 방법
CN103201690A (zh) 用于多代控制系统的本地控制网络处理器(lcnp)仿真器
CN2737060Y (zh) 高压变频器中的控制信号传送装置
RU2710048C1 (ru) Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями
KR101748420B1 (ko) 사물인터넷 기반 전기 제어설비 모니터링용 서버
RU2719456C1 (ru) Способ комплексного управления электрическими системами с помощью компьютера управления электросетями
JP6757700B2 (ja) パワーコンディショナ、このパワーコンディショナを有する蓄電システム及び配線方法
CN102819253B (zh) 基于3g网络的牙科气路远程诊断监控系统
CN114924525A (zh) 基于可编程逻辑控制器的煤矿配电监控系统及方法
JP2023502297A (ja) 配電盤
RU2699580C1 (ru) Электросетевой компьютер
EA041466B1 (ru) Электросетевой компьютер
CN105676738B (zh) 监控对象的数据模拟系统、监控系统及方法
RU2711355C1 (ru) Способ комплексного управления электрическими системами с помощью электросетевого компьютера
KR101731349B1 (ko) 분전반 및 분전반을 포함하는 에너지 관리 시스템
JP2021507603A (ja) 標準軌道のスマートホームシステム
RU2737862C1 (ru) Система управления цифровой подстанцией
CN210721082U (zh) 微机保护装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19937518

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 24-05-22)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19937518

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1