一种配用电设备管理方法和系统与流程

本发明涉及配用电
技术领域：
，特别是涉及一种配用电设备管理方法和系统。
背景技术：
：近年来，智能家居和智慧工厂因其在综合效能利用等方面的突出优点，使得其在理论研究和工程实践中受到持续关注。其中，电能管理系统是家居智能化和工厂智能化得以实现的重要支撑。配用电设备智能管理终端是构建电能管理系统的基础性元件，既可以实现电能信息采集，又可以完成电气设备的保护与控制。现有的文献资料表明，具有wifi等无线通信功能和电能计量功能的智能插座被认为是实现电气设备用电管理的最主要的智能终端，并基于此研究开发了相应的智能用电管理系统，上述智能管理终端采用无线通信方式，虽然便于实现对电气设备的控制，但由于wifi等无线通信模块集成度不高、控制距离有限，使得插座体积过大，造价成本过高，难以实现实用化推广应用。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种配用电设备管理方法和系统，能集电能计量、载波通信和控制处理于一体化，集成度高，没有距离限制，提高操作人员的操作效率与质量，利于推广。本发明所采取的技术方案是：一种配用电设备管理方法，包括以下步骤：（1）初始化设备管理系统，设置配用电设备管理系统所需要的参数；（2）启动自检测与指示功能，检测设备管理系统是否运行正常并根据检测结果指示操作；（3）检测设备管理系统检测结果正常后，启动电能计量功能，计量配用电设备管理系统所需要的数据；（4）计量完成后，对数据进行处理与存储，并产生处理信号；（5）判断处理信号的状态，并根据处理信号的状态做出处理；处理信号的状态包括发送状态和接收状态，处于发送状态时，启动载波发送功能，校验发送信号成功后，启动状态存储与指示功能；处于接收状态时，启动接收动作功能，检验开关动作状态成功后，启动状态存储与指示功能。作为进一步的技术方案，所述步骤（2）中检测结果还包括检测设备管理系统检测结果不正常，若出现检测设备管理系统检测结果不正常时，则根据系统显示的缺陷指示进行处理。作为进一步的技术方案，所述步骤（3）中计量配用电设备管理系统所需要的数据为若干次计量。一种配用电设备管理方法所用的系统，包括：核心控制模块、信号接口模块、电量采集模块、控制输出模块、系统自检测与指示模块、参数设置与数据存储模块和电源模块，核心控制模块通过低压电力线实现与集中控制端的通信，信号接口模块与核心控制模块双向连接，用于实现信号的发送与接收，电量采集模块连接到核心控制模块的数据输入端，核心控制模块的输出端连接到控制输出模块的输入端，电源模块连接着电量采集模块、控制输出模块和核心控制模块，用于将220v交流电变换成直流电对其连接着的模块进行供电，信号接口模块、电量采集模块、控制输出模块和电源模块的另一端均连接到同一负载上，系统自检测与指示模块与核心控制模块双向连接，用于实现检测系统运行状况和根据指示状况进行指示，参数设置与数据存储模块与核心控制模块双向连接。作为进一步的技术方案，所述电量采集模块与核心控制模块中的电能计量单元相连接，用于实现电能的准确计量。作为进一步的技术方案，所述电量采集模块包括电压采集单元和电流采集单元，分别实现电压信号和电流信号的采集。作为进一步的技术方案，所述信号接口模块包括信号发送单元、信号接收单元和信号隔离单元，信号隔离单元用于实现弱电电路与强电电路的隔离，信号发送单元用于实现由核心控制模块通过低压线路向集中控制端发送耦合电量信号，信号接收单元用于实现接收集中控制端向核心控制模块发送的各类操作信号。作为进一步的技术方案，所述参数设置与数据存储模块包括参数设置单元和数据存储单元，参数设置单元用于选择确定载波通信传输频率及通道等参数，数据存储单元为外部存储单元，用于实现失电后电量数据、时钟数据等的外部存储，防止数据丢失。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过提供一种配用电设备管理方法和系统，能集电能计量、载波通信和控制处理于一体化，集成度高，没有距离限制，提高操作人员的操作效率与质量，利于推广。附图说明图1是本发明一个实施例的方法步骤图；图2是本发明一个实施例的模块结构图；图3是本发明一个实施例的电路示意图；图4是本发明一个实施例的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。实施例1：如图1所示，为本发明一种配用电设备管理方法的实施例，包括以下步骤：初始化设备管理系统，设置用电设备管理系统所需要的参数；启动自检测与指示功能，检测设备管理系统是否运行正常并根据检测结果指示操作；具体的，检测设备管理系统会出现两种检测结果，包括检测结果正常和检测结果不正常两种结果，若出现检测结果正常时，则启动电能计量功能，继续进行下一步骤；若出现检测结果不正常时，则根据缺陷指示返回进行处理，处理完成后，再次进行设备管理系统的检测，如此循环，直到检测结果正常后，在进行下一步骤。检测设备管理系统检测结果正常后，启动电能计量功能，计量配用电设备管理系统所需要的数据；具体的，计量配用电设备管理系统所需要的数据为若干次计量，即为多次测量取值后获得的准确数据。计量完成后，对数据进行处理与存储，并产生处理信号；判断处理信号的状态，并根据处理信号的状态做出处理。具体的，处理信号的状态包括发送状态和接收状态，处于发送状态时，启动载波发送功能，校验发送信号成功后，启动状态存储与指示功能；处于接收状态时，启动接收动作功能，检验开关动作状态成功后，启动状态存储与指示功能。实施例2：如图2所示，为本发明的模块结构图，包括：核心控制模块、信号接口模块、电量采集模块、控制输出模块、系统自检测与指示模块、参数设置与数据存储模块和电源模块，核心控制模块通过低压电力线实现与集中控制端的通信，信号接口模块与核心控制模块双向连接，用于实现信号的发送与接收，电量采集模块连接到核心控制模块的数据输入端，用于实现电量的准确计量，核心控制模块的输出端连接到控制输出模块的输入端，用于实现核心控制模块对输出电路的通断控制，电源模块连接着电量采集模块、控制输出模块和核心控制模块，用于将220v交流电变换成直流电对其连接着的模块进行供电，信号接口模块、电量采集模块、控制输出模块和电源模块的另一端均连接到同一负载上，系统自检测与指示模块与核心控制模块双向连接，用于实现检测系统运行状况和根据指示状况进行指示，参数设置与数据存储模块与核心控制模块双向连接，用于选择确定参数和存储数据。核心控制模块包括电能计量单元、载波通信单元和信号处理与控制单元，电能计量单元的信号输出端连接到信号处理与控制单元的信号输入端，信号处理与控制单元的信号输出端连接到载波通信单元的信号输入端，用于实现电能计量、信号处理和载波通信功能。电量采集模块与核心控制模块中的电能计量单元相连接，用于实现电能的准确计量，电量采集模块包括电压采集单元和电流采集单元，分别实现电压信号和电流信号的采集，电量采集模块，由电压采集单元和电流采集单元组成，分别于pl3201的电压电流采集相连，实现电能计量功能。具体而言，由电压互感器pt组成的电压采集单元与芯片的lip、lin端口相连，实现电压信号的采集；由电流互感器ct组成的电流采集单元与芯片的iop、ion端口相连，实现电流信号的采集。信号接口模块包括信号发送单元、信号接收单元和信号隔离单元，信号隔离单元用于实现弱电电路与强电电路的隔离，信号发送单元用于实现由核心控制模块通过低压线路向集中控制端发送耦合电量信号，信号接收单元用于实现接收集中控制端向核心控制模块发送的各类操作信号。具体的，信号接口模块由互感器trans、硬件滤波电路xc3230、限流电阻r11以及稳压二极管等组成，实现对电能计量信号的电力载波传输以及开关操作信号的接收。参数设置与数据存储模块包括参数设置单元和数据存储单元，参数设置单元用于选择确定载波通信传输频率及通道等参数，数据存储单元为外部存储单元，用于实现失电后电量数据、时钟数据等的外部存储，防止数据丢失。电源模块由变压单元、整流单元、稳压单元组成，用于将220v交流电变换成5v、12v、24v直流电实现对其他模块的供电，电源模块与电量采集模块相连接，实现从系统中取电，并向核心控制模块、控制输出模块、自检测与指示模块、参数整定与数据存储模块等供电，所述电源模块为整个管理终端提供稳定可靠的直流电源，变压器ts1将220v交流电转变为25v的直流电，变压器ts1输出端通过整流桥和直流稳压芯片分别得到+24v、+15v和+5v直流电源，分别供电给核心控制模块、信号接口模块、电量采集模块、控制输出模块、自检测与指示模块、参数整定与数据存储模块。如图2所示，所述电源模块为整个管理终端提供稳定可靠的直流电源，变压器ts1将220v交流电转变为25v的直流电，变压器ts1输出端通过整流桥和直流稳压芯片分别得到+24v、+15v和+5v直流电源，分别供电给核心控制模块、信号接口模块、电量采集模块、控制输出模块、自检测与指示模块、参数整定与数据存储模块。所述核心控制模块，其控制核心为pl3201芯片，该芯片具备电能计量功能、载波通信功能和51内核的单片机信号处理功能，极大的简化了电路的复杂程度，降低了装置成本。所述自检测与指示模块由芯片pl3201的p3.4端口与lm339ad比较器反向输出相连接，通过限流后接到发光二极管vl2处来实现系统检测与指示功能。即，系统通过软件看门狗程序，对程序运行进行实时监测，当发现程序运行错误后，进行软件重置，重置成功则计数上传，否则，通过点亮vl2指示运行错误。所述参数整定与数据存储模块，由参数整定单元和数据存储单元两部分组成。所述参数整定单元为由sw1、sw2、sw3三个拨码开关组成的拨盘按键系统，通过拨盘按键设定不同的通信频率，实现多个终端的在线运行。sw1和sw2实现通信频率的选择，sw3实现模式调试阶段的状态判定。其中，sw1、sw2分别对应箱变号如表1所示。第二部分为x5045组成的数据存储单元。x5045的通信端口分别于pl3201的p1.6、p3.1、p3.7相连接，通过与pl3201之间的数据通信，实现对数据的数据存储与掉电保护。sw1、sw2对应载波频率的设置方案箱变号sw2.4sw2.3sw2.2sw2.1sw1.4sw1.3sw1.2sw1.1方式100000001方式200000010方式300000011………………………………………………所述控制输出模块，由反相器sn74hc14c和继电器ke2组成，继电器ke2的主触点为终端的空气开关。通过pl3201的p1.4端口实现对继电器ke2的控制，进而实现对空气开关的开合操作。所述电量采集模块，由电压采集单元和电流采集单元组成，分别于pl3201的电压电流采集相连，实现电能计量功能。具体而言，由电压互感器pt组成的电压采集单元与芯片的lip、lin端口相连，实现电压信号的采集；由电流互感器ct组成的电流采集单元与芯片的iop、ion端口相连，实现电流信号的采集。所述信号接口模块，由互感器trans、硬件滤波电路xc3230、限流电阻r11以及稳压二极管等组成，实现对电能计量信号的电力载波传输以及开关操作信号的接收。实施例3：如图3所示，为本发明的电路示意图，图中包括电源模块、电量采集模块、信号接口模块、控制输出模块和核心控制模块的电路连接图。实施例4：如图4所示，为本发明的流程图，设备上电后，mcu信号处理模块初始化系统；判断载波通信传输频率及通道是否需要设置，若是，则启动参数设置子程序；否则，启动自检测与指示子程序；启动自检测与指示子程序，检测系统运行是否出现异常，若是，则启动缺陷指示与诊断子程序；否则，启动电能计量子程序，至计量完成；多次测量取值后，启动数据处理与存储子程序，而后，启动外部中断，判断信号接收与发送状态；处于发送状态时，启动载波发送子程序，并校验发送信号成功后，启动状态存储与指示子程序；处于接收状态时，启动接收动作子程序，并检验开关动作状态成功后，启动状态存储与指示子程序；状态存储与指示子程序完成后，返回启动自检测与指示子程序。采用上述技术方案后，能集电能计量、载波通信和控制处理于一体化，集成度高，没有距离限制，提高操作人员的操作效率与质量，利于推广。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12