低壓電力電網載波智能控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能控制系統，尤其涉及基于低壓電力電網復雜工況作業環境的載波工業控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著技術的發展，在工業生產或應用領域，網絡控制越來越多的得到了運用。這些控制系統大多由集中控制器、與控制中心無線連接或通過GPRS連接的控制器、與控制器相連接的用戶電表終端這樣的三級通信模式，這種工作模式僅用于居民區和商用辦公的電能表的抄表和局部的路燈控制，無法適用于工業現場，更不能夠用于工業設備的控制和檢測。然而，在工業應用領域以及危及人身生命和財產安全的爆炸性危險場所，國標和行業技術標準又規定嚴禁使用功耗超過300mW的無線315MHz、433MHz、紅外頻段、2G?4G等通訊方式，因此這種工業環境中，在線的設備之間無法全方位實現聯網與控制。
[0003]隨著電力線載波通信技術(PLC:Power Line Communicat1n)的發展，電力線載波通信是以電力網作為通信通道進行載波通信的一種有線通信方式。當前，如在防爆電器等應用領域內的用電設備、照明控制、通訊系統、安全防范監控系統、危險場所的環境監測、重點設備的實時控制與監控等，仍采用的是傳統的控制方式、仍采用獨立運作的不聯網協同工作形勢、以及人工分斷的操作方式，不利于自動化的控制和實現安全高效、節能減排的原則，往往造成大量的人力和物力的浪費。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于IlOkV以下低壓電網電力載波技術實現的低壓電力網智能控制系統。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種低壓電力電網載波智能控制系統，它包括:
[0006]控制中心站，所述的控制中心站通過IlOkV電力變壓器配電系統與一級低壓電網相連接；
[0007]主站，所述的主站包括N個，N=2n，n=0、l、2、3、...，其分別通過二級電力線與所述的控制中心站相連接，所述的控制中心站將有效數據耦合到所述二級電力線上并根據預設組網邏輯算法傳輸到相應的主站；
[0008]分站，所述的主站包括1個，]/[=2111，1]1=0、1、2、3、...，且M蘭N，每個所述的主站與至少一個分站通過三級電力線相連接，每個所述的主站將其有效數據耦合至與其相連接的所述三級電力線并根據預設邏輯傳輸到相應的分站；
[0009]系統終端，所述的系統終端包括L個，1=21, 1=0、1、2、3、...，且L蘭M，每個所述的分站與至少一個系統終端通過四級電力線相連接；所述的控制中心站的有效數據依次通過二級電力線載波傳輸到相應的主站，經三級電力線載波傳輸到相應的分站后，再由四級電力線載波傳輸到相應的系統終端以實現對系統終端的控制。
[0010]優化地，所述的智能控制系統為T型、Y型或樹狀結構拓撲
[0011]優化地，所述的控制中心站物理地址在8位MCU的情況下設定為O?255，多個控制中心站通過一級電力線與一臺電網變壓器相連接，或多個控制中心站通過一級電力線與多個變壓器相連接。
[0012]與每個所述的控制中心站相連接的主站物理地址在8位MCU的情況下設定為0~255，在16位MCU情況下設定為0~512，在32位MCU情況下設定為0~1024，依此類推。
[0013]與每個所述的主站相連接的分站物理地址在8位MCU的情況下設定為0~255，在16位MCU情況下設定為0~512，在32位MCU情況下設定為0~1024，依此類推。
[0014]與每個所述的分站相連接的系統終端物理地址在8位MCU的情況下設定為0~255，在16位MCU情況下設定為0~512，在32位MCU情況下設定為0~1024，依此類推。
[0015]進一步地，所述的控制中心站與主站之間以及主站與主站之間還可采用寬帶數據線、光纖光纜通訊、工業數據總線CAN、RS485總線、USB數據總線方式連接。
[0016]在系統各站點數據的存取、系統維護、設備管理、系統升級和系統維護用于輔助FRID通訊實現。
[0017]它適宜于通過防爆標準認證的WIFI及無線通訊等產品所構成的混合網絡環境下的組網需求。
[0018]所述系統內各個不同功能的站點，采用單頻點、多頻點和跳頻的工作方式。
[0019]系統具有時鐘自動校時功能。
[0020]所述的控制中心站為服務器和數據庫，所述的主站具有自識別組網算法、數據存取與加密算法、設備初始化管理算法、設備錄入與刪除算法、GIS地圖管理算法、控制命令迂回收轉算法、自動時序廣播算法、系統校時算法、系統優先級點名算法、故障報警算法、緊急故障處理算法、故障聲光提示算法、自動中繼算法和路由組織算法等。
[0021]由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點:本發明智能控制系統充分利用電力線作為物理導體，以電力線為基本元素，構建成為任意形態的樹狀結構拓撲，形成控制中心站、主站、分站和系統終端四級網絡系統，根據載波技術的有限性，設置不同的網絡權限，可將不同級別的單元有機的組合在一起，實現網絡的最優聯網。對于復雜現場環境或不允許無線通信的環境，充分利用了現場的電力線，將各種終端可以有效的聯接起來，達到高效、節能和協同工作。
【附圖說明】
[0022]附圖1為本實用新型電力網載波智能控制系統中控制中心站與臺變連接關系示意圖；
[0023]附圖2為本實用新型電力網載波智能控制系統四級結構原理框圖；
[0024]附圖3為本實用新型電力網載波智能控制系統中控制中心站、主站與分站三級拓展示意圖；
[0025]附圖4為本實用新型電力網載波智能控制系統中一個主站節點與分站及系統終端拓展示意圖；
[0026]附圖5為本實用新型電力網載波智能控制系統中一個分站節點與多個系統終端連接拓展示意圖；
[0027]附圖6為本實用新型電力網載波智能控制系統樹狀連接示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖所示的實施例對本實用新型作進一步描述:
[0029]如圖1和圖2所示，本實用新型低壓電力網載波智能控制系統包括控制中心站、主站、分站、系統終端四級結構，每級之間分別通過電力線進行通信連接。控制中心站與安裝在某一現場的臺變通過電力線相連接，如圖1所示，在此將臺變與控制中心站之間的電力線稱為一級電力線，臺變可以是一臺變壓器，也可以是多臺，控制中心站可以設置一個，也可設置多個(圖1所示為多個)，當設置多個控制中心站時，每個控制中心站之間也可通過電力線相連接，當某個控制中心站出現故障時，其他控制中心站可根據預設的自主尋蹤路由算法替代故障的控制中心工作。
[0030]如圖2和圖3所示，每一個控制中心站A通過電力線與N個主站連接，在此將此級電力線稱為二級電力線。根據電力載波通信技術，N N=2n，n=0、l、2、.…，即每個控制中心站A可通過二級電力線掛接N個主站，每個主站的物理地址設定為0~2'11=0、1、2、...(正自然數)，也就是每個對應的主站根據控制中心站A調制耦合到二級電力線上地址為N主站的數據，通過其相應的解調以獲取其有效信息。
[0031]每個主站通過電力線相通信連接多個分站，該級電力線在此稱為三級電力線。同樣根據電力載波通信技術，在每個主站節點，通過三級電力線可掛接M=2m，m=0、l、2----
(正自然數)，對應一個主站節點下的每個分站的物理地址設定為0~ (正自然數)，每個分站通過從三級電力線上接收有效數據以保持有序工作。
[0032]受控對象一系統終端位于整個系統的第四級，其通過現有的電力線與對應的分站進行通信連接。同樣根據電力載波通信技術，在每個分站節點，通過四級電力線同樣可連接(正自然數)多個系統終端，即L=2\ 1=0、1、2、...(正自然數)，對應一個分站節點下的每個系統終端的物理地址設定為0~L。如圖4所示的為一個分站通過四級電力線對應連接一個系統終端，圖5所示的則為一個分站通過四級電力線連接多個系統終端。
[0033]在具體實施時，控制中心站、主站、分站能夠掛