一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜制造技術

一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜，包括箱體，隔離開關和斷路器，其特征在于，它還包括具有現場總線技術的監測模塊，此模塊由信號采集模塊和信號接收模塊組成，所述的信號采集模塊位于低壓配電柜箱體底部，由以下部分組成：環境變量采集系統、電氣量采集系統、信號調理電路、微處理器A、CAN總線控制器A、CAN總線發送器，所述的信號接收模塊位于控制室內，由CAN總線接收器、CAN總線控制器B、微處理器B、地址編碼芯片、USB通信控制芯片和上位機構成。本實用新型專利技術實現低壓配電柜的遠程監控與測量，避免了傳統的低壓配電柜復雜接線,提高了配電控制的可靠性,具有很好的實用價值。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種配電柜，由于涉及一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜。技術背景隨著經濟的發展，技術的進步，對電力系統供電質量的要求也越來越高。作為分配與控制電能使用的交流低壓配電柜，無論從功能到結構上都在不斷發展。目前市場上常見的低壓開關柜種類大致有GGD、GCKJNS、MCS型。其中，GGD型交流低壓配電柜適用于發電廠、變電站、廠礦企業等電力用戶的交流50Hz，額定工作電壓380V，額定工作電流至3150A的配電系統做為動力，照明及配電設備的電能轉換、分配與控制之用，是一種安全、經濟、合理、可靠的新型低壓配電柜。產品具有分斷能力高、熱穩定性好、電氣方案靈活、組合方便、系列性、實用性強、結構新穎、防護等級高等特點，目前已成為取代傳統成套低壓開關設備的主流產品。然而，傳統的低壓配電柜存在結構復雜笨重、產品成本高、安全性能差等缺點，設備智能化和自動化程度低，一旦設備出現故障，對人身和設備的安全都有威脅。傳統監測手段使用的布線連接方式使信號在傳輸過程中極易受到干擾，使監測結果不準確，甚至產生嚴重的偏差。雖然近年來，國內一些新開發的開關器件開始具有通信功能，但是都給予傳統的RS232或RS485硬件接口，通過自定義的簡單通信協議實現數據的遠程傳輸，在復雜的系統中是不能實現的
技術實現思路
為了克服傳統的交流低壓配電柜智能化程度不高、抗干擾能力差的缺點，本技術提供了一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜，能夠對交流低壓配電柜的電壓、電流、溫度、濕度等各個參數進行實時采集、監測和數據的記錄分析，提高信號的抗干擾性能，實現配電柜智能化控制。采用的技術方案是一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜，包括箱體，隔離開關和斷路器，其特征在于，它還包括具有現場總線技術的監測模塊，此模塊由信號采集模塊和信號接收模塊組成，所述的信號采集模塊位于低壓配電柜箱體底部，由以下部分組成環境變量采集系統、電氣量采集系統、信號調理電路、微處理器A、CAN總線控制器A、CAN總線發送器，所述的信號接收模塊位于控制室內，由CAN總線接收器、CAN總線控制器B、微處理器B、地址編碼芯片、USB通信控制芯片和上位機構成。信號采集模塊包括環境變量采集系統和配電柜運行狀態采集系統，環境變量采集系統負責采集配電柜的溫度、濕度等環境變量；配電柜運行狀態采集系統通過Al智能儀表，對配電柜現場的電信號，包括其相電壓、相電流、線電壓和線電流進行實時采集。信號調理電路的功能是對信號采集模塊得到的環境變量，通過三相交流電壓變送器和三相交流電流變送器將開關柜狀態信號轉換為儀表能夠接受的0-5V標準電壓信號，提供給微處理器A和微處理器B。微處理器對信號調理電路得到的模擬信號進行模數信號的轉換，并對信號進行存儲、分析、計算。微處理器把處理得到的數據傳輸給CAN總線控制器A，控制器對數據進行轉換，并通過CAN總線發送器發送，數據通過數據總線CANL和CANH進行傳輸。在控制室內，CAN總線接收器快速接收數據總線CANL和CANH傳來的數據，并且通過CAN總線控制器B進行對數據進行轉換，CAN總線接收器的一端接監控上位機的USB接口，另一端接CAN總線網絡接口。上位機通過USB接口接收到現場的數據，并對所有數據進行存檔處理。本技術的有益效果是采用現場總線的方式，通過各種可智能通信電器元件，并通過現場總線連接成一個智能系統，對交流低壓配電柜的電壓、電流、溫度、濕度等各個參數進行實時采集、監測和數據的記錄分析，實現低壓配電柜的遠程監控與測量，實現了智能化控制，避免了傳統的低壓配電柜復雜接線，提高了配電控制的可靠性，可以實現交流低壓配電柜的無人值守、遠程抄表，大大節約了人力成本，一旦系統出現故障，可以進行快速的反應，具有很好的實用價值。附圖說明圖1為本書用新型的結構示意圖。圖2為具有現場總線技術的監測模塊的工作示意圖。具體實施方式一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜，包括箱體2，隔離開關I和斷路器3及現場總線技術的監測模塊，現場總線技術的監測模塊由信號采集模塊4和信號接收模塊5組成，信號采集模塊4位于流低壓配電柜箱體底部，由以下部分組成環境變量采集系統401、電氣量采集系統402、信號調理電路403、微處理器A404、CAN總線控制器A405、CAN總線發送器406，信號接收模塊5位于控制室內，由CAN總線接收器501、CAN總線控制器B502、微處理器B503、地址編碼芯片504、USB通信控制芯片505和上位機506構成。本技術所采用的信號采集模塊4和信號接收模塊5均為已知產品。工作原理首先，環境變量采集系統通過專用溫度傳感器采集配電柜的溫度，通過專用濕度傳感器采集配電柜的溫度；電氣量采集系統通過Al智能儀表對配電柜的電信號，包括其相電壓、相電流、線電壓和線電流進行實時采集。采集得到的數據經過信號調理電路進行轉換，把所有的模擬信號都轉換為0-5V的電壓信號,接到微處理器A的A/D轉換模塊。微處理器采用AT80C51單片機，AT80C51對信號調理電路得到的模擬信號進行模數信號的轉換，得到對應的數字信號，并對信號進行存儲、分析、計算。一方面，AT80C51對信號進行分析后，一旦發現低壓配電柜出現故障，控制繼電器進行聲光報警；另一方面，微處理器把處理得到的數據傳輸給CAN總線控制器A，本技術中，CAN總線控制器A選取PHILIPS公司CAN總線控制器SJA1000，SJA1000是一種獨立的CAN總線控制器，同時支持CAN 2. OA和CAN 2. OB協議，通信速率可達I Mb / S，能夠完成通信協議的所有要求。CAN總線控制器SJA1000對數據進行轉換后，通過CAN總線發送器發送，CAN總線發送器采用TJA1050，TJA1050是一種標準的高速CAN收發器，是CAN總線控制器與物理總線之間的接口，TJA1050可以為總線提供差動發送性能，為CAN總線控制器提供差動接收性倉泛。CAN總線發送器將現場的數據發送給現場總線，數據通過總線CANL和CANH進行傳輸。在控制室內，CAN總線接收器快速接收數據總線CANL和CANH傳來的數據，并且通過CAN總線控制器B進行對數據進行轉換，轉換為微處理器B可以接收的數據。CAN總線控制器B同樣采用SJA1000，CAN總線接收器采樣TJA1050，與信號采集模塊使用的收發芯片相同。SJA1000主要負責數據鏈路層的工作，把發送緩沖器的信息經過處理后送到TJA1050，數據經過處理后放到接收緩沖器等待微處理器的讀取。總線控制器SJA1000實現CAN數據的接收，接收方式仍采用中斷方式本技術中，微處理器B選用Atmel公司的ATmega 16芯片進行數據的處理和與上位機506的通信。由于計算機沒有專用的CAN總線接口，所以需要設計一個模塊單元將CAN總線上的數據轉換成USB接口數據，模塊的一端接監控上位機506的USB接口，另一端接CAN總線網絡接口。此模塊由地址編碼芯片和USB通信控制芯片組成，地址編碼電路負責對兩個接口芯片得地址進行編碼，USB通信控制芯片實現USB數據的發送和接收。上位機506是監控軟件運行的載體，其主要功能是對整個交流低壓配電柜的運行狀態進行整體的控制，實現遠程操本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜，包括箱體，隔離開關和斷路器，其特征在于，它還包括具有現場總線技術的監測模塊，此模塊由信號采集模塊和信號接收模塊組成，所述的信號采集模塊位于低壓配電柜箱體底部，由以下部分組成：環境變量采集系統、電氣量采集系統、信號調理電路、微處理器A、CAN總線控制器A、CAN總線發送器，所述的信號接收模塊位于控制室內，由CAN總線接收器、CAN總線控制器B、微處理器B、地址編碼芯片、USB通信控制芯片和上位機構成；信號采集模塊包括環境變量采集系統和配電柜運行狀態采集系統，環境變量采集系統負責采集配電柜的溫度、濕度等環境變量；配電柜運行狀態采集系統通過AI智能儀表，對配電柜現場的電信號，包括其相電壓、相電流、線電壓和線電流進行實時采集；信號調理電路的功能是對信號采集模塊得到的環境變量，通過三相交流電壓變送器和三相交流電流變送器將開關柜狀態信號轉換為儀表能夠接受的0?5V標準電壓信號，提供給微處理器A和微處理器B；微處理器對信號調理電路得到的模擬信號進行模數信號的轉換，并對信號進行存儲、分析、計算；微處理器把處理得到的數據傳輸給CAN總線控制器A，控制器對數據進行轉換，并通過CAN總線發送器發送，數據通過數據總線CANL和CANH進行傳輸；在控制室內，CAN總線接收器快速接收數據總線CANL和CANH傳來的數據，并且通過CAN總線控制器B進行對數據進行轉換，CAN總線接收器的一端接監控上位機的USB接口，另一端接CAN總線網絡接口；上位機通過USB接口接收到現場的數據，并對所有數據進行存檔處理。...

【技術特征摘要】
1. 一種具有現場總線監測功能的交流低壓配電柜，包括箱體，隔離開關和斷路器，其特征在于，它還包括具有現場總線技術的監測模塊，此模塊由信號采集模塊和信號接收模塊組成，所述的信號采集模塊位于低壓配電柜箱體底部，由以下部分組成環境變量采集系統、電氣量采集系統、信號調理電路、微處理器A、CAN總線控制器A、CAN總線發送器，所述的信號接收模塊位于控制室內，由CAN總線接收器、CAN總線控制器B、微處理器B、地址編碼芯片、USB通信控制芯片和上位機構成； 信號采集模塊包括環境變量采集系統和配電柜運行狀態采集系統，環境變量采集系統負責采集配電柜的溫度、濕度等環境變量；配電柜運行狀態采集系統通過Al智能儀表，對配電柜現場的電信號，包括其相電壓、相電流、線電壓和線電流進行實時采集； 信...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王定紅，
申請(專利權)人：大連恩澤電器有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：