一种智能直流配电监测系统的制作方法

本发明涉及一种通信配电电量监测系统，适合于安装在直流电源分配列柜内进行电量监测的系统，具体地说是一种智能直流配电监测系统。

背景技术：

通信机房内大部分设备都是采用-48V直流电源或240V高压直流电源,直流供电系统负责为通信负载提供安全、稳定、可靠的电力保证，以确保通信设备的正常运行。随着节能减排的工作推进，局方对于机房设备的能耗信息需求更精确，更细化，需要监测到每个集装架内设备所消耗的电能。因此，需要一种能够实时监测机房多路直流设备的电压、电流、电能等电量参数的直流电能监测产品。为保证各路配电工作正常，需对微型断路器的通断状态进行监测，同时还需对各种通信设备告警信号进行监测，因此还需要一个多路开关量监测模块。

目前通信行业直流配电监测系统的相关产品一般采用在本地采集电能等相关数据上传到远端控制中心的方式，但这种方式有明显的不足，就是在本地无法直接对监测系统进行操控，无法直观地观测到开关量信号如空开的通断状态、设备告警信号等运行状态。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种智能直流配电监测系统，该系统采用HMI人机界面可以更好地在本地配电机柜内直接操控整个监测系统，能够监测本地电压、电流、电能等电量数据，以及空开通断、通信设备告警信号等开关量数据，并具备本地声光报警等功能。采用通过主控模块对其他模块进行远程供电方式，具有节省成本、布线方便等优点。

本发明的技术方案是：

一种智能直流配电监测系统，包括HMI人机界面、主控模块、电能监测模块、开关量监测模块，所述的主控模块通过RS485总线与HMI人机界面、电能监测模块、开关量监测模块相连。

进一步地，所述的HMI人机界面采用彩色触摸屏，通过编程实现多种触摸按键功能、声光报警功能。HMI人机界面是一种直观的操作设备，可以由用户在触摸屏画面上设置具有明确意义和提示信息的触摸式按键和用于输入数字的输入域；只要用手指触摸屏幕上的图形对象，下位机便会执行相应的操作，人的行为和机器的行为变得简单、直接、自然，达到了完美的统一。

进一步地，所述的主控模块包括供电电路、MCU控制器、A/D变换器、开关量检测电路、电压采集接口、电流采集接口、霍尔电流传感器、RS485接口；所述的A/D变换器通过电压采集接口进行直流电压信号采集、通过电流采集接口连接到霍尔电流传感器进行直流电流信号采集；所述的MCU控制器分别与A/D变换器、开关量检测电路、RS485接口相连。

进一步地，所述主控模块的电压采集接口包括2路直流输入，其电压信号送至A/D变换器后，再送至MCU控制器。

进一步地，所述主控模块的电流采集接口包括2路直流输入，分别通过2路霍尔电流传感器将外部电流信号引入到A/D变换器后，再送至MCU控制器。

进一步地，一种智能直流配电监测系统，所述主控模块的开关量检测电路包括4路开关量输入，其输出信号送至MCU控制器。

进一步地，所述主控模块的RS485接口包括2路，其中1路用于与上位机相连，另1路用于与HMI人机界面、电能监测模块、开关量监测模块相连。

进一步地，所述主控模块的供电电路不仅对主控模块进行供电，而且可以远程对HMI人机界面、电能监测模块、开关量监测模块等进行供电，供电线路采用与RS485总线共用1个RJ45接口、通过1根以太网网线进行连接的方式。采用通过主控模块对其他模块进行远程供电方式，具有节省成本、布线方便等优点。

本发明的有益效果：

本发明提供一种智能直流配电监测系统，该系统采用HMI人机界面可以更好地在本地配电机柜内直接操控整个监测系统，能够直观明了地监测到本地电压、电流、电能等电量数据，以及监测到空开通断、通信设备告警信号等开关量数据，并具备本地声光报警等功能，从而便于现场人员进行电能计量结算、设备故障发现和维修等工作。采用通过主控模块对其他模块进行远程供电方式，具有节省成本、布线方便等优点。

附图说明

图1是本发明的主控模块的逻辑示意图。

图2是本发明的应用示意图1。

图3是本发明的应用示意图2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，为本发明的主控模块的逻辑示意图。主控模块包括供电电路（型号为SU15-48S12）、MCU控制器（型号为C8051F340）、A/D变换器、开关量检测电路、电压采集接口、电流采集接口、霍尔电流传感器、RS485接口。A/D变换器通过电压采集接口进行直流电压信号采集、通过电流采集接口连接到霍尔电流传感器进行直流电流信号采集。MCU控制器分别与A/D变换器、开关量检测电路、RS485接口相连，在采集到电压、电流信号后，再进行运算得出电能等电量数据。电压采集接口包括2路直流输入，其电压信号送至A/D变换器后，再送至MCU控制器。电流采集接口包括2路直流输入，分别通过2路霍尔电流传感器将外部电流信号引入到A/D变换器后，再送至MCU控制器。开关量检测电路包括4路开关量输入，其输出信号送至MCU控制器。RS485接口包括2路，其中1路用于与上位机相连，另1路用于与HMI人机界面、电能监测模块、开关量监测模块相连。主控模块的供电电路不仅对主控模块进行供电，而且可以远程对HMI人机界面、电能监测模块、开关量采集等模块进行供电，供电线路采用与RS485总线共用1个RJ45接口、通过1根以太网网线进行连接的方式。采用通过主控模块对其他模块进行远程供电方式，具有节省成本、布线方便等优点。

如图2所示，为本发明的应用示意图1。此应用场景为本发明的最小应用系统，包括直流电源分配列柜、主控模块、HMI人机界面3个组成部分。通信机房内直流电源分配列柜一般采取2路供电线路，因而本发明采用2路电压接口、2路电流互感器接口+2路外置电流互感器分别采集2路供电的电压、电流信号；采用4路开关量接口采集2路输入总空空开开的通断信号、2路防雷器的故障信号。主控模块通过1个RJ45接口连接到1根以太网网线，再连接到HMI人机界面，该以太网网线中包含了一个RS485总线（可选用1、2线对作为RS485信号的+、-端）和12V直流供电电压线路（可选用7、8线对作为电源传输线的正、负端）。HMI人机界面采用彩色触摸屏，通过编程实现多种触摸按键功能、声光报警功能。HMI人机界面可采用7寸的真彩色触摸屏(型号为DGUS-7)。HMI人机界面是一种直观的操作设备，可以由用户在触摸屏画面上设置具有明确意义和提示信息的触摸式按键和用于输入数字的输入域；只要用手指触摸屏幕上的图形对象，下位机便会执行相应的操作，人的行为和机器的行为变得简单、直接、自然，达到了完美的统一。

如图3所示，为本发明的应用示意图2。此应用场景为本发明的较大应用系统，包括直流电源分配列柜、主控模块、HMI人机界面、电能监测模块（型号为IPMU240-48）、开关量监测模块（型号为KJM48）、上位机等组成部分。主控模块的RS485接口包括2路，其中1路用于与上位机相连，另1路用于与HMI人机界面、电能监测模块、开关量监测模块相连。主控模块的供电电路不仅对主控模块进行供电，而且可以远程对HMI人机界面、电能监测模块、开关量监测模块等模块进行供电，供电线路采用与RS485总线共用1个RJ45接口、通过1根以太网网线进行连接的方式。电能监测模块用于实现对多路电量信号进行监测，每个模块可对1路电压、48路电流进行采集，从而实现对48路电量信号进行监测。开关量监测模块用于实现多路开关量信号进行监测，每个模块可对48路空开通断信号或通信设备故障信号进行监测采集。本系统还配置1个RS485接口，可将该接口通过传输路径连接到上位机，从而实现在远端监控中心对多个本地监控系统进行统一监控。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。