一種用于配電柜溫度監控的智能溫控器及其系統的制作方法
【專利說明】一種用于配電柜溫度監控的智能溫控器及其系統
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技術領域
[0002]本發明涉及智能溫控器裝置技術領域，尤其是一種用于配電柜溫度監控的智能溫控器及其系統。
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【背景技術】
[0004]眾所周知，空氣的濕度越高，空氣中所能包含的水汽越多，飽和濕度越大。如果保持空氣濕度不變而降低空氣溫度，當溫度低至一定值后，空氣中的水汽將達到飽和。如果空氣溫度進一步降低，那么水汽將會從空氣中冷凝析出，形成露滴。在配電柜中，隨著環境溫度的升高，由于熱慣性的存在，電氣設備表面的溫度會低于環境溫度，當濕熱的環境空氣遇到低于凝露點的設備表面時，水汽就會凝結在設備表面形成露滴，這種情況會降低電氣設備的絕緣防護等級，造成電氣設備運行安全隱患，甚至會引發嚴重的責任事故。
[0005]通常為了防止配電柜中凝露或者溫度過低的現象發生，會采用電阻絲加熱，使得空氣溫度提高，即提高空氣的飽和濕度，在潮濕的地區可以有效的做到防凝；在高原寒冷地區，也可以保證電氣設備的機械特性和絕緣特性不會降低。溫控器在電力設備，尤其是一次設備的開關柜中應用非常廣泛。當前的溫控器一般只能在高低兩個閾值范圍內進行簡單的溫度控制。當溫度過高時，啟動軸流排風機進行降溫，當溫度過低時啟動加熱器進行加熱。可見，傳統溫控器功能單一，需要人工設置溫控范圍且無法進行遠程控制調整。
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【發明內容】
[0007]本發明的首要目的在于提供一種具備計量功能，能夠判斷溫度控制的閾值是否合理并進行遠程控制的用于配電柜溫度監控的智能溫控器。
[0008]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:一種用于配電柜溫度監控的智能溫控器，包括第一主控芯片，第一主控芯片分別與第一載波通訊模塊、用于對加熱器和排風機的電能消耗進行計量的計量模塊雙向通訊，第一主控芯片的輸出端與繼電器的輸入端相連，繼電器的輸出端分別與第一交流接觸器、第二交流接觸器的控制端相連，第一交流接觸器的一端與計量模塊相連，另一端與加熱器相連；第二交流接觸器的一端與計量模塊相連，另一端與排風機相連；所述第一載波通訊模塊采用了高速窄帶的載波通信協議，第一載波通訊模塊用于建立一個載波通信網絡，該通訊網絡最多容納255個載波通訊子節點，形成一個mesh網絡。
[0009]所述第一主控芯片采用STM32F103VE芯片，其ADC端口與線性光耦的輸出端相連，線性光耦的輸入端與用于接收溫濕度傳感器所檢測數據的直流量檢測電路的輸出端相連；用于采集第一交流接觸器、第二交流接觸器的開關量輸入信號的光電隔離電路的輸出端與電平轉換電路的輸入端相連，電平轉換電路的輸出端與第一主控芯片的輸入端相連；所述第一主控芯片分別與第一以太網通訊模塊、第一串口通訊模塊雙向通訊。
[0010]所述計量模塊由電阻分壓電路、電壓互感器、電流互感器、信號調理模塊和單相計量芯片組成，所述電阻分壓電路的輸入端接單相220V電源的L相，所述電壓互感器的輸入端分別接電阻分壓電路的輸出端、單相220V電源的N相，所述電流互感器的輸入端分別接單相220V電源的L相、單相220V電源的N相，電壓互感器、電流互感器的輸出端均與信號調理模塊的輸入端相連，信號調理模塊的輸出端與單相計量芯片的輸入端相連。
[0011]本發明的另一目的在于提供一種用于配電柜溫度監控的智能溫控器系統，包括系統主站、主節點以及多個子節點，所述系統主站與主節點之間通過以太網通訊，主節點與子節點之間載波通訊。
[0012]所述主節點由第二主控芯片、第二以太網通訊模塊、第二串口通訊模塊和第二載波通訊模塊組成，所述第二主控芯片分別與第二以太網通訊模塊、第二串口通訊模塊和第二載波通訊模塊雙向通訊，第二主控芯片通過第二以太網通訊模塊與系統主站雙向通訊，第二主控芯片通過第二載波通訊模塊與子節點雙向通訊；第二載波通訊模塊自動查找路由，通過最優路徑與第二主控芯片進行通訊。
[0013]所述子節點的個數為1?255個。
[0014]所述第二主控芯片采用STM32F103VE芯片。
[0015]由上述技術方案可知，本發明可以克服當前溫控器需要人工設置溫控范圍且無法遠程控制調整的弊端，還具備計量功能，能判斷溫度控制的閾值是否合理并進行遠程控制，此外智能溫控器及其系統采用了基于高速窄帶協議的電力線載波通信，通信快速穩定且組網方便。本發明的應用將有效解決配電室開關柜中凝露或者溫度異常的情況發生，保證電氣設備的機械特性和絕緣特性，消除電氣設備運行的安全隱患，避免嚴重的責任事故。
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【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的系統結構框圖；
圖2、3、4分別為本發明中子節點、主節點和計量模塊的結構框圖。
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【具體實施方式】
[0019]如圖1、2所示，一種用于配電柜溫度監控的智能溫控器，包括第一主控芯片，第一主控芯片分別與第一載波通訊模塊、用于對加熱器和排風機的電能消耗進行計量的計量模塊4雙向通訊，第一主控芯片的輸出端與繼電器的輸入端相連，繼電器的輸出端分別與第一交流接觸器5、第二交流接觸器6的控制端相連，第一交流接觸器5的一端與計量模塊4相連，另一端與加熱器相連；第二交流接觸器6的一端與計量模塊4相連，另一端與排風機相連。第一主控芯片通過繼電器控制外部的交流接觸器，從而控制加熱器或排風機的工作，第一主控芯片還與計量模塊4相連，對加熱器和排風機所消耗的電能進行計算；所述第一載波通訊模塊采用了高速窄帶的載波通信協議，第一載波通訊模塊用于建立一個載波通信網絡，該通訊網絡最多容納255個載波通訊子節點，形成一個mesh網絡。
[0020]如圖1、2所示，所述第一主控芯片采用STM32F103VE芯片，其ADC端口與線性光耦的輸出端相連，線性光耦的輸入端與用于接收溫濕度傳感器所檢測數據的直流量檢測電路的輸出端相連；用于采集第一交流接觸器5、第二交流接觸器6的開關量輸入信號的光電隔離電路的輸出端與電平轉換電路的輸入端相連，電平轉換電路的輸出端與第一主控芯片的輸入端相連；所述第一主控芯片分別與第一以太網通訊模塊、第一串口通訊模塊雙向通訊。
[0021]如圖4所示，所述計量模塊4由電阻分壓電路、電壓互感器、電流互感器、信號調理模塊和單相計量芯片組成，所述電阻分壓電路的輸入端接單相220V電源的L相，所述電壓互感器的輸入端分別接電阻分壓電路的輸出端、單相220V電源的N相，所述電流互感器的輸入端分別接單相220V電源的L相、單相220V電源的N相，電壓互感器、電流互感器的輸出端均與信號調理模塊的輸入端相連，信號調理模塊的輸出端與單相計量芯片的輸入端相連，單相計量芯片的輸出端與第一主控芯片的輸入端相連。
[0022]如圖1所示，用于配電柜溫度監控的智能溫控器系統，包括系統主站3、主節點1、作為子節點2的多個溫控器，所述系統主站3與主節點1之間通過以太網通訊，主節點1與溫控器之間載波通訊。如圖3所示，所述主節點1由第二主控芯片、第二以太網通訊模塊、第二串口通訊模塊和第二載波通訊模塊組成，所述第二主控芯片分別與第二以太網通訊模塊、第二串口通訊模塊和第二載波通訊模塊雙向通訊，第二主控芯片通過第二以太網通訊模塊與系統主站3雙向通訊，第二主控芯片通過第二載波通訊模塊與子節點2雙向通訊。所述第二主控芯片采用STM32F103VE芯片；所述子節點的個數為1?255個；第二載波通訊模塊自動查找路由，通過最優路徑與第二主控芯片進行通訊。
[0023]以下結合圖1、2、3、4對本發明作進一步的說明。
[0024]系統主站3通過WebService接口接收天氣預報中的溫濕度及其變化趨勢的信息，實時調整溫度控制的策略，利用以太網與主節點1進行通信，再通過電力線載波通道將溫度控制策略下發到所有子節點2 ;在空氣溫度比較高的