开关控制方法、开关控制器、系统及存储介质与流程

1.本技术涉及开关控制技术领域，特别是涉及一种开关控制方法、开关控制器、系统及存储介质。


背景技术：

2.随着开关控制技术的不断发展，继电器被广泛地应用于各种用电场合。
3.传统技术中，继电器连接于用电回路的输入端与输出端之间，继电器设置有控制器，控制器生成打开指令或断开指令，继电器在打开指令或断开指令指示下控制其触点接合或断开，以实现对用电回路的导通或断电。
4.然而，现有的继电器的触点处容易产生接触打火现象和分离拉弧现象，上述现象容易导致触点损坏，从而损坏继电器，使得继电器使用的可靠性、安全性低。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可靠性高、安全性高的开关控制方法、开关控制器、系统及存储介质。
6.本发明一种开关控制方法，所述开关控制方法应用于开关控制器，所述开关控制器用于与用电回路连接，用于控制所述用电回路的导通或断开，所述方法包括：
7.检测所述用电回路的过零点；其中，所述过零点包括所述用电回路的电压过零点和/或电流过零点；
8.根据所述过零点及预设的动作时间阈值，计算获取特征保护点；
9.当满足预设的控制条件时，则在所述特征保护点处生成控制指令；其中，所述控制指令包括打开指令和/或断开指令。
10.在其中一个实施例中，根据所述过零点及预设的动作时间阈值，计算获取特征保护点的步骤中，包括：
11.获取所述过零点与所述动作时间阈值之间的时间差值；
12.根据所述时间差值，确定所述特征保护点。
13.在其中一个实施例中，检测所述用电回路的过零点的步骤中，包括：
14.根据所述用电回路当前的工作时刻，获取第一过零点；其中，所述第一过零点为所述用电回路当前的工作时刻之后的首个过零点；
15.根据所述第一过零点和所述用电回路的工作周期，获取第二过零点；其中，所述第二过零点为所述第一过零点之后的过零点；
16.获取所述过零点与所述动作时间阈值之间的时间差值的步骤中，所述时间差值为所述第二过零点减去所述动作时间阈值所获得的差值。
17.在其中一个实施例中，当满足预设的控制条件时，则根据所述特征保护点生成控制指令的步骤中，包括：
18.当获取到特征信号时，则判断为满足所述控制条件；其中，所述特征信号用于指示
所述开关控制器生成所述控制指令；
19.当达到所述特征保护点时，根据所述特征信号生成所述控制指令。
20.在其中一个实施例中，所述特征信号包括预警信号、报警信号、短路保护信号、故障电弧保护信号和外部输入信号中的至少一种；
21.当达到所述特征保护点时，根据所述特征信号生成所述控制指令的步骤中，包括：
22.根据预警信号、报警信号、短路保护信号和故障电弧保护信号中的至少一种，生成所述断开指令；和/或，
23.根据外部输入信号，生成所述打开指令或所述断开指令；其中，所述外部输入信号为外部设备向所述开关控制器输入的电信号。
24.在其中一个实施例中，检测所述用电回路的过零点的步骤中，包括：
25.检测所述用电回路的电气信号；其中，所述电气信号包括所述用电回路的电压信号和/或电流信号；
26.根据所述电气信号进行过零检测，获取所述过零点。
27.在其中一个实施例中，所述方法还包括：
28.判断所述用电回路当前所处的通断状态；其中，所述通断状态包括断电状态和导通状态；
29.当所述用电回路处于断电状态时，则检测电压过零点；
30.当所述用电回路处于导通状态时，则检测电流过零点。
31.一种开关控制器，所述开关控制器用于与用电回路连接，控制所述用电回路的导通或断开；所述开关控制器包括：
32.过零检测模块，用于检测所述用电回路的过零点，其中，所述过零点包括所述用电回路的电压过零点和/或电流过零点；
33.计算模块，用于根据所述过零点及预设的动作时间阈值，计算获取特征保护点；以及，
34.控制模块，用于当满足预设的控制条件时，则在所述特征保护点处生成控制指令；其中，所述控制指令包括打开指令和/或断开指令。
35.一种开关控制系统，其包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的开关控制方法的步骤。
36.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的开关控制方法的步骤。
37.上述的开关控制方法、开关控制器、系统及存储介质中，通过检测过零点，并基于过零点和预设的动作时间阈值计算获取过特征保护点，当需要对用电回路的通断状态进行控制时(即满足预设的控制条件时)，则开关控制器在特征保护点处生成控制指令，由于特征保护点相较于过零点提前了一个动作时间阈值，即使得用电回路的过零点到来前产生控制指令，为受开关控制器控制的继电器的过零点到来前执行打开或断开的动作，为继电器的触点在过零点处实现接合或断开，有利于保证继电器的触点在电压过零点接合，或在电流过零点断开，避免了触点分离时产生的拉弧现象、和触点接触时产生的打火现象，提高了使用的可靠性和安全性。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为一个实施例中开关控制方法的流程示意图；
40.图2为图1中步骤104的一个实施例的流程示意图；
41.图3为图1中步骤102的一个实施例的流程示意图；
42.图4为图3中步骤106的一个实施例的流程示意图；
43.图5为一个实施例中过零点检测步骤的流程示意图；
44.图6为一个实施例中根据用电回路的通断状态进行过零点检测步骤的流程示意图；
45.图7为一个实施例中开关控制器的应用场景示意图；
46.图8为一个实施例中开关控制器的模块结构示意图。
具体实施例
47.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
48.如图1、7所示，在一个实施例中，本发明提供一种开关控制方法，上述的方法应用于开关控制器710。
49.开关控制器710用于与用电回路720连接，以控制用电回路720的导通或断开，而用电回路720的输入端与输出端之间设有继电器730(其包括但不限于磁保持继电器)，开关控制器710与继电器730连接，开关控制器710向继电器730发送控制指令，而继电器730根据控制指令执行触点的接合动作或断开动作。
50.上述开关控制方法包括：
51.步骤102，检测用电回路720的过零点。
52.其中，过零点包括用电回路720的电压过零点和/或电流过零点；值得一提的是，开关控制器710具体检测到的过零点与用电回路720的通断状态相关联，当用电回路720处于断电状态时，此时用电回路720具有电压但无电流，则开关控制器710可检测到用电回路720的电压过零点，而当用电回路720处于导通状态时，用电回路720具有电压且具有电流，则开关控制器710可检测到用电回路720的电压过零点和电流过零点。
53.步骤104，根据过零点及预设的动作时间阈值，计算获取特征保护点。
54.其中，特征保护点包括第一保护点t
m1
和/或第二保护点t
m2
，第一保护点t
m1
基于电压过零点及动作时间阈值计算获得，第二保护点t
m2
基于电流过零点及动作时间阈值计算获得。
55.需要说明的是，由于继电器730的触点接合或断开为一个机械运动过程，则继电器730从接收控制指令，到根据控制指令执行接合或断开动作，再到最后使触点实际接合或实际断开的过程中耗费了一定的动作执行时间，直接导致继电器730控制用电回路720从断电
到导通的过程或从导通到断电的过程需要一定的时间，不同的继电器730的动作执行时间根据自身的情况而定，而同一个继电器730的接合动作执行时间与断开动作执行时间可以相同，也可以不同。上述的动作执行时间可以根据通过实际测量的方式获取，或者，当然其他的获取方式也是可行的。
56.而为了避免由于动作执行时间的存在而导致在控制继电器730进行打开或断开时错过了过零点，上述的步骤中104中，预先根据继电器730的动作执行时间对上述的动作时间阈值进行具体的设置，当然，在开关控制器710的使用过程中，用户也可以对动作时间阈值进行自定义的调整。
57.步骤106，当满足预设的控制条件时，则在特征保护点处生成控制指令。
58.其中，控制指令包括打开指令和/或断开指令，具体的，打开指令在第一保护点处生成，而断开指令在第二保护点处生成；而控制条件用于表征开关控制器710根据用电回路720的运行状态或因用户的控制请求而对继电器730产生了控制需求的情况，用户可以根据使用的需求对预先设定控制条件。
59.上述的开关控制方法中，通过检测过零点，并基于过零点和预设的动作时间阈值计算获取过特征保护点，当需要对用电回路720的通断状态进行控制时(即满足预设的控制条件时)，则开关控制器710在特征保护点处生成控制指令，由于特征保护点相较于过零点提前了一个动作时间阈值，即使得开关控制器710在用电回路720的过零点到来前产生了控制指令并传输至继电器730，为受开关控制器710控制的继电器730的过零点到来前执行接合或断开动作，为继电器730的触点在过零点处实现接合或断开提供了条件，有利于保证继电器730的触点在电压过零点接合，或在电流过零点断开，避免了触点分离时产生的拉弧现象、和触点接触时产生的打火现象，提高了使用的可靠性和安全性。
60.如图2、7所示，在其中一个实施例中，根据过零点及预设的动作时间阈值，计算获取特征保护点的步骤中，包括：
61.步骤202，获取过零点与动作时间阈值之间的时间差值；
62.步骤204，根据时间差值，确定特征保护点。
63.其中，在上述步骤中，上述的时间差值为过零点减去动作时间阈值t0所获得的差值，比如，在一些实施例中，电压过零点减去与接合动作对应的动作时间阈值t
01
所获得的差值为第一保护点t
m1
，电流过零点减去与接合动作对应的动作时间阈值t
02
所获得的差值为第二保护点t
m2
。
64.如图3、7所示，在其中一个实施例中，检测用电回路720的过零点的步骤中，包括：
65.步骤302，根据用电回路720当前的工作时刻，获取第一过零点t1。
66.其中，第一过零点t1为用电回路720当前的工作时刻之后的首个过零点。
67.步骤304，根据第一过零点t1和用电回路720的工作周期t，获取第二过零点t2。
68.其中，上述的用电回路720的工作周期t可以根据用电回路720的频率f而定，在一些实施例中，开关控制器710的应用场景为生活用电场景，生活用电的市电电压为220v，而频率为50hz，此时，上述的工作周期t＝1/f＝1/50＝0.02秒。
69.上述的第二过零点t2为第一过零点t1之后的过零点，值得一提的是，各第二过零点t2与第一过零点t1间隔若干个半周期时间t/2(半周期即为工作周期的一半)，即t2＝t1+(n
×
t/2)，n为大于等于1的正整数，因此，第二过零点t2的数量及位置是不限的，其可以根据
对用电回路720实际控制的需求进行具体的设置；具体的，在一些实施例中，第二过零点t2可以为第一过零点之后的首个过零点，此时，n＝1，则第二过零点t2＝t1+(1
×
t/2)，当开关控制器710的应用场景为生活用电场景时，第二过零点t2＝t1+0.01；当然，在其他的实施例中，第二过零点也可以为多个，具体的计算原理与上述的原理相同，在此不再赘述。
70.上述的步骤202中，时间差值为第二过零点t2减去动作时间阈值t0所获得的差值，根据时间差值确定特征保护点t
m
，即t
m
＝t2‑
t0。
71.进一步的，第一保护点t
m1
为电流过零点的第二过零点t
21
减去与接合动作对应的动作时间阈值t
01
所获得的差值，即t
m1
＝t
21
‑
t
01
；第二保护点t
m2
为电流过零点的第二过零点t
22
减去与断开动作对应的动作时间阈值t
02
所获得的差值，即t
m2
＝t
22
‑
t
02
。
72.通过上述步骤302
‑
304的设置，能够基于第二过零点估算出下一个能够执行动作且距离当前工作时刻最近的特征保护点，开关控制器710以最快的速度响应对继电器730的控制需求，从而达到快速地生成控制指令的效果，进一步地有利于使得用电回路快速地实现导通和断电，提高了开关控制器710的控制速度。
73.如图4、7
‑
8所示，在其中一个实施例中，当满足预设的控制条件时，则根据特征保护点生成控制指令的步骤中，包括：
74.步骤402，当获取到特征信号时，则判断为满足控制条件。
75.其中，特征信号用于指示开关控制器710生成控制指令，而当开关控制器710接收到特征信号，则表明开关控制器710对继电器730产生了控制需求，因此开关控制器710判断为满足控制条件。
76.需要说明的是，开关控制器710获取特征信号的方式是不限的，比如：
77.在一些实施例中，开关控制器710可以自行生成特征信号，具体的，开关控制器710内置用电监测模块，用电监测模块可用于监测用电回路720实时的运行状态，若用电过零检测模块711监测到用电回路720的运行状态出现异常情况时，则生成特征信号；
78.在一些实施例中，开关控制器710可以从外部接收特征信号，具体的，开关控制器710与外设的用电监测模块连接，开关控制器710接收由外设的用电监测模块发送的特征信号，或者，开关控制器710与外部的网关设备或终端设备通信连接，开关控制器710可以接收由终端设备发送的特征信号，开关控制器710也可以接收由网关设备发送的特征信号，而用户可以通过终端设备将特征信号上传云端服务器，再通过云端服务器向网关设备下发特征信号，再由网关设备发送给开关控制器710。
79.步骤404，当达到特征保护点时，根据特征信号生成控制指令。
80.其中，若开关控制器710需要控制继电器730打开时，则开关控制器710在达到第一保护点t
m1
时，根据特征信号生成打开指令；若开关控制器710需要控制继电器730断开时，则开关控制器710在达到第二保护点t
m2
时，根据特征信号生成断开指令。
81.在其中一个实施例中，特征信号包括预警信号、报警信号、短路保护信号、故障电弧保护信号和外部输入信号中的至少一种；
82.上述的步骤404包括以下至少一个步骤：
83.步骤一，根据预警信号、报警信号、短路保护信号和故障电弧保护信号中的至少一种，生成断开指令。
84.其中，预警信号、报警信号、短路保护信号和故障电弧保护信号由用电监测模块生
成。具体的：
85.当用电回路720的电气运行数值达到预设的预警阈值时，则用电监测模块发出预警信号，当电气运行数值达到预设的报警阈值时，则用电监测模块发出报警信号，上述的电气运行数值包括但不限于电流值、电压值、剩余电流值或温度值。当用电回路720出现短路时，则用电监测模块发出断电保护信号。当用电回路720产生故障电弧时，则用电监测模块发出故障电弧保护信号。
86.步骤二，根据外部输入信号，生成打开指令或断开指令。
87.其中，外部输入信号为外部设备(比如，外部的网关设备或终端设备)向开关控制器710输入的电信号，开关控制器710可以通过plc(电力线载波通讯)模块、通讯线或无线通信模块的通信方式与外部设备进行通信连接。
88.用户可以根据自身需求通过在移动终端上进行操控，以向外发送外部输入信号，开关控制器710接收外部输入信号，具体的，当用户需要控制开关控制器710打开时，则可以通过移动终端发送用于指示开关控制器710生成打开指令的外部输入信号，当用户需要控制开关控制器710断开时，则可以通过移动终端发送用于指示开关控制器710生成断开指令的外部输入信号。
89.如图5、7所示，在其中一个实施例中，检测用电回路720的过零点的步骤中，包括：
90.步骤502，检测用电回路720的电气信号。
91.其中，电气信号包括用电回路720的电压信号和/或电流信号。
92.步骤504，根据电气信号进行过零检测，获取过零点。
93.其中，根据电压信号进行过零检测，获取电压过零点；根据电流信号进行过零检测，获取电流过零点。
94.如图6
‑
7所示，在其中一个实施例中，检测用电回路720的过零点的步骤中，包括：
95.步骤602，判断用电回路720当前所处的通断状态。
96.其中，通断状态包括断电状态和导通状态；具体的，判断用电回路720是否输入电流信号，若是，则为导通状态，若否，则为断电状态。
97.步骤604，当用电回路720处于断电状态时，则检测电压过零点。
98.步骤606，当用电回路720处于导通状态时，则检测电流过零点。
99.上述步骤中，在进行过零检测时，需要对电压信号或电流信号进行一系列的信号处理，而该信号处理过程耗费一定的时间，实际上，在用电回路720处于断电状态时，开关控制器710只需要检测电压过零点，在用电回路720处于导通状态时，开关控制器710只需要检测电流过零点，因此，通过上述步骤602
‑
606的设置，使得开关控制器710根据用电回路720当前所处的通断状态对过零检测的步骤进行自适性的调整，有效地避免了开关控制器710因进行冗余的信号处理或计算过程(比如，在用电回路720处于断电状态时进行电流过零点检测的过程，或在用电回路720处于导通状态时进行电压过零点检测的过程)而耗费了较多时间，使得开关控制器710准确地、快速地进行过零检测，并获取与当前的通断状态匹配的过零点，减少过零点检测的时间，从而使得开关控制器710更加精准、快速地生成与当前的通断状态匹配的控制指令。
100.应该理解的是，虽然图1
‑
6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤
的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1
‑
6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
101.请参阅图7
‑
8所示，在一个实施例中，本发明提供一种可应用上述开关控制方法的开关控制器710，开关控制器710应用于开关控制系统。
102.在一个实施例中，开关控制系统包括开关控制器710以及与开关控制器710连接的继电器730。
103.继电器730连接于用电回路720的输入端与输出端之间，继电器730的具体结构形式可以根据实际使用的需要进行具体的设置，比如，在一些实施例中，继电器730具体为磁保持继电器730；开关控制器710用于分别与用电回路720和继电器730连接，控制用电回路720的导通或断开，具体的，开关控制器710包括过零检测模块711、计算模块712及控制模块713，其中：
104.过零检测模块711，用于检测用电回路720的过零点，其中，过零点包括用电回路720的电压过零点和/或电流过零点；
105.计算模块712，用于根据过零点及预设的动作时间阈值，计算获取特征保护点；以及，
106.控制模块713，用于当满足预设的控制条件时，则在特征保护点处生成控制指令；其中，控制指令包括打开指令和/或断开指令。
107.在其中一个实施例中，计算模块712，还用于获取所述过零点与所述动作时间阈值之间的时间差值；根据所述时间差值，确定所述特征保护点。
108.在其中一个实施例中，过零检测模块711，还用于根据所述用电回路720当前的工作时刻，获取第一过零点，其中，所述第一过零点为所述用电回路720当前的工作时刻之后的首个过零点；根据所述第一过零点和所述用电回路720的工作周期，获取第二过零点，其中，所述第二过零点为所述第一过零点之后的过零点；
109.计算模块712，还用于根据所述第二过零点减去所述动作时间阈值所获得的差值确定所述特征保护点。
110.在其中一个实施例中，控制模块713，还用于当获取到特征信号时，则判断为满足所述控制条件，其中，所述特征信号用于指示所述开关控制器710生成所述控制指令；当达到所述特征保护点时，根据所述特征信号生成所述控制指令。
111.在其中一个实施例中，所述特征信号包括预警信号、报警信号、短路保护信号、故障电弧保护信号和外部输入信号中的至少一种。
112.控制模块713，还用于根据预警信号、报警信号、短路保护信号和故障电弧保护信号中的至少一种，生成所述断开指令；和/或，用于根据外部输入信号，生成所述打开指令或所述断开指令，其中，所述外部输入信号为外部设备向所述开关控制器710输入的电信号。
113.在其中一个实施例中，过零检测模块711，还用于检测所述用电回路720的电气信号，其中，所述电气信号包括所述用电回路720的电压信号和/或电流信号；根据所述电气信号进行过零检测，获取所述过零点。
114.在其中一个实施例中，过零检测模块711，还用于判断所述用电回路720当前所处
的通断状态，其中，所述通断状态包括断电状态和导通状态；当所述用电回路720处于断电状态时，则检测电压过零点；当所述用电回路720处于导通状态时，则检测电压过零点。
115.本领域技术人员可以理解，图7
‑
8中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的开关控制器的限定，具体的开关控制器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
116.一种开关控制系统，其包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的开关控制方法的步骤。
117.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的开关控制方法的步骤。
118.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read
‑
only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random accews memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random accews memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random accews memory，dram)等。
119.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
120.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。