一种用于配电柜温度监控的智能温控器及其系统的制作方法
【专利说明】一种用于配电柜温度监控的智能温控器及其系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及智能温控器装置技术领域，尤其是一种用于配电柜温度监控的智能温控器及其系统。
[0003]
【背景技术】
[0004]众所周知，空气的湿度越高，空气中所能包含的水汽越多，饱和湿度越大。如果保持空气湿度不变而降低空气温度，当温度低至一定值后，空气中的水汽将达到饱和。如果空气温度进一步降低，那么水汽将会从空气中冷凝析出，形成露滴。在配电柜中，随着环境温度的升高，由于热惯性的存在，电气设备表面的温度会低于环境温度，当湿热的环境空气遇到低于凝露点的设备表面时，水汽就会凝结在设备表面形成露滴，这种情况会降低电气设备的绝缘防护等级，造成电气设备运行安全隐患，甚至会引发严重的责任事故。
[0005]通常为了防止配电柜中凝露或者温度过低的现象发生，会采用电阻丝加热，使得空气温度提高，即提高空气的饱和湿度，在潮湿的地区可以有效的做到防凝；在高原寒冷地区，也可以保证电气设备的机械特性和绝缘特性不会降低。温控器在电力设备，尤其是一次设备的开关柜中应用非常广泛。当前的温控器一般只能在高低两个阈值范围内进行简单的温度控制。当温度过高时，启动轴流排风机进行降温，当温度过低时启动加热器进行加热。可见，传统温控器功能单一，需要人工设置温控范围且无法进行远程控制调整。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的首要目的在于提供一种具备计量功能，能够判断温度控制的阈值是否合理并进行远程控制的用于配电柜温度监控的智能温控器。
[0008]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种用于配电柜温度监控的智能温控器，包括第一主控芯片，第一主控芯片分别与第一载波通讯模块、用于对加热器和排风机的电能消耗进行计量的计量模块双向通讯，第一主控芯片的输出端与继电器的输入端相连，继电器的输出端分别与第一交流接触器、第二交流接触器的控制端相连，第一交流接触器的一端与计量模块相连，另一端与加热器相连；第二交流接触器的一端与计量模块相连，另一端与排风机相连；所述第一载波通讯模块采用了高速窄带的载波通信协议，第一载波通讯模块用于建立一个载波通信网络，该通讯网络最多容纳255个载波通讯子节点，形成一个mesh网络。
[0009]所述第一主控芯片采用STM32F103VE芯片，其ADC端口与线性光耦的输出端相连，线性光耦的输入端与用于接收温湿度传感器所检测数据的直流量检测电路的输出端相连；用于采集第一交流接触器、第二交流接触器的开关量输入信号的光电隔离电路的输出端与电平转换电路的输入端相连，电平转换电路的输出端与第一主控芯片的输入端相连；所述第一主控芯片分别与第一以太网通讯模块、第一串口通讯模块双向通讯。
[0010]所述计量模块由电阻分压电路、电压互感器、电流互感器、信号调理模块和单相计量芯片组成，所述电阻分压电路的输入端接单相220V电源的L相，所述电压互感器的输入端分别接电阻分压电路的输出端、单相220V电源的N相，所述电流互感器的输入端分别接单相220V电源的L相、单相220V电源的N相，电压互感器、电流互感器的输出端均与信号调理模块的输入端相连，信号调理模块的输出端与单相计量芯片的输入端相连。
[0011]本发明的另一目的在于提供一种用于配电柜温度监控的智能温控器系统，包括系统主站、主节点以及多个子节点，所述系统主站与主节点之间通过以太网通讯，主节点与子节点之间载波通讯。
[0012]所述主节点由第二主控芯片、第二以太网通讯模块、第二串口通讯模块和第二载波通讯模块组成，所述第二主控芯片分别与第二以太网通讯模块、第二串口通讯模块和第二载波通讯模块双向通讯，第二主控芯片通过第二以太网通讯模块与系统主站双向通讯，第二主控芯片通过第二载波通讯模块与子节点双向通讯；第二载波通讯模块自动查找路由，通过最优路径与第二主控芯片进行通讯。
[0013]所述子节点的个数为1?255个。
[0014]所述第二主控芯片采用STM32F103VE芯片。
[0015]由上述技术方案可知，本发明可以克服当前温控器需要人工设置温控范围且无法远程控制调整的弊端，还具备计量功能，能判断温度控制的阈值是否合理并进行远程控制，此外智能温控器及其系统采用了基于高速窄带协议的电力线载波通信，通信快速稳定且组网方便。本发明的应用将有效解决配电室开关柜中凝露或者温度异常的情况发生，保证电气设备的机械特性和绝缘特性，消除电气设备运行的安全隐患，避免严重的责任事故。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1为本发明的系统结构框图；
图2、3、4分别为本发明中子节点、主节点和计量模块的结构框图。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]如图1、2所示，一种用于配电柜温度监控的智能温控器，包括第一主控芯片，第一主控芯片分别与第一载波通讯模块、用于对加热器和排风机的电能消耗进行计量的计量模块4双向通讯，第一主控芯片的输出端与继电器的输入端相连，继电器的输出端分别与第一交流接触器5、第二交流接触器6的控制端相连，第一交流接触器5的一端与计量模块4相连，另一端与加热器相连；第二交流接触器6的一端与计量模块4相连，另一端与排风机相连。第一主控芯片通过继电器控制外部的交流接触器，从而控制加热器或排风机的工作，第一主控芯片还与计量模块4相连，对加热器和排风机所消耗的电能进行计算；所述第一载波通讯模块采用了高速窄带的载波通信协议，第一载波通讯模块用于建立一个载波通信网络，该通讯网络最多容纳255个载波通讯子节点，形成一个mesh网络。
[0020]如图1、2所示，所述第一主控芯片采用STM32F103VE芯片，其ADC端口与线性光耦的输出端相连，线性光耦的输入端与用于接收温湿度传感器所检测数据的直流量检测电路的输出端相连；用于采集第一交流接触器5、第二交流接触器6的开关量输入信号的光电隔离电路的输出端与电平转换电路的输入端相连，电平转换电路的输出端与第一主控芯片的输入端相连；所述第一主控芯片分别与第一以太网通讯模块、第一串口通讯模块双向通讯。
[0021]如图4所示，所述计量模块4由电阻分压电路、电压互感器、电流互感器、信号调理模块和单相计量芯片组成，所述电阻分压电路的输入端接单相220V电源的L相，所述电压互感器的输入端分别接电阻分压电路的输出端、单相220V电源的N相，所述电流互感器的输入端分别接单相220V电源的L相、单相220V电源的N相，电压互感器、电流互感器的输出端均与信号调理模块的输入端相连，信号调理模块的输出端与单相计量芯片的输入端相连，单相计量芯片的输出端与第一主控芯片的输入端相连。
[0022]如图1所示，用于配电柜温度监控的智能温控器系统，包括系统主站3、主节点1、作为子节点2的多个温控器，所述系统主站3与主节点1之间通过以太网通讯，主节点1与温控器之间载波通讯。如图3所示，所述主节点1由第二主控芯片、第二以太网通讯模块、第二串口通讯模块和第二载波通讯模块组成，所述第二主控芯片分别与第二以太网通讯模块、第二串口通讯模块和第二载波通讯模块双向通讯，第二主控芯片通过第二以太网通讯模块与系统主站3双向通讯，第二主控芯片通过第二载波通讯模块与子节点2双向通讯。所述第二主控芯片采用STM32F103VE芯片；所述子节点的个数为1?255个；第二载波通讯模块自动查找路由，通过最优路径与第二主控芯片进行通讯。
[0023]以下结合图1、2、3、4对本发明作进一步的说明。
[0024]系统主站3通过WebService接口接收天气预报中的温湿度及其变化趋势的信息，实时调整温度控制的策略，利用以太网与主节点1进行通信，再通过电力线载波通道将温度控制策略下发到所有子节点2 ;在空气温度比较高的