一种电力电子自动化控制系统

1.本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电力电子自动化控制系统。


背景技术：

2.电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件(如晶闸管，gto，igbt等)对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百mw甚至gw，也可以小到数w甚至1w以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
3.目前，在电子电力系统发生故障时不能及时定位故障位置及发送故障信号给终端来指导技术人员维修，因而不能满足企业的使用需求。
4.为此，我们提出一种电力电子自动化控制系统。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种电力电子自动化控制系统，可以有效解决背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.一种电力电子自动化控制系统，包括控制终端、数据采集处理器、电子电力系统、电子互感器、断路器和报警系统，所述控制终端分别与数据采集处理器和报警系统连接，所述数据采集处理器分别与电子电力系统、电子互感器、断路器连接，所述控制终端通过无线通讯模块与蓝牙模块连接，所述无线通讯模块通过信号发射器与物联网系统连接，所述物联网系统通过信号接收器与远程控制端连接，所述物联网系统还与移动操作端连接；
8.所述控制终端包括中央处理器、温度检测模块、电源判断模块、电源供应器、电源保护模块、控制模块、关闭电源模块、调整模块和充电模块，所述温度检测模块包括设定单元；
9.所述报警系统包括报警信号灯、第一报警模块、第二报警模块和蜂鸣报警器；
10.所述物联网系统包括物联网终端、安全模组、信息传输网络、运维安全监管平台和物联网服务器。
11.进一步地，所述温度检测模块分别与中央处理器、控制模块和调整模块连接，所述中央处理器与调整模块连接。
12.进一步地，所述控制模块与关闭电源模块连接，所述关闭电源模块与电源供应器连接，所述电源供应器分别与电源判断模块、电源保护模块和充电模块，所述电源判断模块与温度检测模块连接。
13.进一步地，所述第一报警模块、第二报警模块均与报警信号灯、蜂鸣报警器连接。
14.进一步地，所述信息传输网络分别与安全模组、运维安全监管平台连接，所述安全模组与物联网终端连接，所述运维安全监管平台与物联网服务器连接。
15.进一步地，所述移动操作端和远程控制端为电脑、手机、ipad和显示数码设备设置
中的一种，所述移动操作端和远程控制端通过蓝牙模块与中央处理器相连。
16.进一步地，所述控制终端与显示屏和键盘连接，所述显示屏上显示控制终端接收的数据，所述显示屏显示的数据通过中央处理器传输到移动操作端和远程控制端上，且移动操作端和远程控制端能够控制中央处理器的调节。
17.进一步地，所述数据采集处理器对电子电力系统的信息采集后并传输至控制终端，所述中央处理器将控制终端接收的信息进行统一整合处理，由所述中央处理器整合处理后的信息通过无线通讯模块输送给移动操作端和远程控制端。
18.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：电子互感器采集的数据可以以秒为时间单位及时上传，为配电自动化提供数据支持，准确检测电子电力系统发生的故障情况，包括相间短路、过电流、过压、断电等故障或者异常状态，并实现故障的精确定位，为提高电子电力系统可靠性提供技术支持，通过采用电子互感器可以实时采集电子电力系统的电流、电压、功率、谐波等数据，通过连接中央处理器设置各种控制参数，控制参数通过无线通讯模块传输至控制终端中，就可以实现电子电力系统的遥测、遥控的目的，该系统还采用报警系统与控制终端连接，在电子电力系统出现故障时能发出发出警报，闪烁报警信号灯、通过蜂鸣报警器发出警报声，警告人们远离电子电力系统，同时数据采集处理器对电子电力系统的信息采集后并传输至控制终端，中央处理器将控制终端接收的信息进行统一整合处理，由中央处理器整合处理后的信息通过无线通讯模块输送给移动操作端和远程控制端，及时地反馈出电子电力系统的故障信息，以方便技术人员及时地维修。
附图说明
19.图1为本发明一种电力电子自动化控制系统的结构框图。
20.图2为本发明一种电力电子自动化控制系统的远程控制端结构框图。
21.图3为本发明一种电力电子自动化控制系统的控制终端结构框图。
22.图4为本发明一种电力电子自动化控制系统的温度检测模块结构框图。
23.图5为本发明一种电力电子自动化控制系统的报警系统结构框图。
24.图6为本发明一种电力电子自动化控制系统的物联网系统结构框图。
25.图中：1、控制终端；2、中央处理器；3、数据采集处理器；4、电子电力系统；5、无线通讯模块；6、信号发射器；7、物联网系统；8、信号接收器；9、远程控制端；10、电子互感器；11、蓝牙模块；12、移动操作端；13、断路器；14、报警系统；15、温度检测模块；16、设定单元；17、电源判断模块；18、电源供应器；19、电源保护模块；20、控制模块；21、关闭电源模块；22、调整模块；23、充电模块；24、报警信号灯；25、第一报警模块；26、第二报警模块；27、蜂鸣报警器；28、物联网终端；29、安全模组；30、信息传输网络；31、运维安全监管平台；32、物联网服务器。
具体实施方式
26.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
27.如图1-6所示，一种电力电子自动化控制系统，包括控制终端1、数据采集处理器3、电子电力系统4、电子互感器10、断路器13和报警系统14，所述控制终端1分别与数据采集处
理器3和报警系统14连接，所述数据采集处理器3分别与电子电力系统4、电子互感器10、断路器13连接，所述控制终端1通过无线通讯模块5与蓝牙模块11连接，所述无线通讯模块5通过信号发射器6与物联网系统7连接，所述物联网系统7通过信号接收器8与远程控制端9连接，所述物联网系统7还与移动操作端12连接；
28.所述控制终端1包括中央处理器2、温度检测模块15、电源判断模块17、电源供应器18、电源保护模块19、控制模块20、关闭电源模块21、调整模块22和充电模块23，所述温度检测模块15包括设定单元16；
29.所述报警系统14包括报警信号灯24、第一报警模块25、第二报警模块26和蜂鸣报警器27；
30.所述物联网系统7包括物联网终端28、安全模组29、信息传输网络30、运维安全监管平台31和物联网服务器32。
31.其中，所述温度检测模块15分别与中央处理器2、控制模块20和调整模块22连接，所述中央处理器2与调整模块22连接。
32.其中，所述控制模块20与关闭电源模块21连接，所述关闭电源模块21与电源供应器18连接，所述电源供应器18分别与电源判断模块17、电源保护模块19和充电模块23，所述电源判断模块17与温度检测模块15连接。
33.其中，所述第一报警模块25、第二报警模块26均与报警信号灯24、蜂鸣报警器27连接。
34.其中，所述信息传输网络30分别与安全模组29、运维安全监管平台31连接，所述安全模组29与物联网终端28连接，所述运维安全监管平台31与物联网服务器32连接。
35.其中，所述移动操作端12和远程控制端9为电脑、手机、ipad和显示数码设备设置中的一种，所述移动操作端12和远程控制端9通过蓝牙模块11与中央处理器2相连。
36.其中，所述控制终端1与显示屏和键盘连接，所述显示屏上显示控制终端1接收的数据，所述显示屏显示的数据通过中央处理器2传输到移动操作端12和远程控制端9上，且移动操作端12和远程控制端9能够控制中央处理器2的调节。
37.其中，所述数据采集处理器3对电子电力系统4的信息采集后并传输至控制终端1，所述中央处理器2将控制终端1接收的信息进行统一整合处理，由所述中央处理器2整合处理后的信息通过无线通讯模块5输送给移动操作端12和远程控制端9。
38.需要说明的是，本发明为一种电力电子自动化控制系统，显示屏上显示控制终端1接收的数据，显示屏显示的数据通过中央处理器2传输到移动操作端12和远程控制端9上，且移动操作端12和远程控制端9能够控制中央处理器2的调节，电子互感器3采集的数据可以以秒为时间单位及时上传，为电力电子自动化控制系统提供数据支持，准确检测电子电力系统4发生的故障情况，包括相间短路、过电流、过压、断电等故障或者异常状态，并实现故障的精确定位，为提高电子电力系统4可靠性提供技术支持，通过采用电子互感器10可以实时采集电子电力系统4的电流、电压、功率、谐波等数据，通过连接中央处理器2设置各种控制参数，控制参数通过无线通讯模块5传输至控制终端1中，就可以实现电子电力系统4的遥测、遥控的目的，该电力电子自动化控制系统还采用报警系统14与控制终端1连接，在电子电力系统4出现故障时能发出发出警报，闪烁报警信号灯24、通过蜂鸣报警器27发出警报声，警告人们远离电子电力系统4，同时数据采集处理器3对电子电力系统4的信息采集后并
传输至控制终端1，中央处理器2将控制终端1接收的信息进行统一整合处理，由中央处理器2整合处理后的信息通过无线通讯模块5输送给移动操作端12和远程控制端9，及时地反馈出电子电力系统4的故障信息，以方便技术人员及时地维修。
39.中央处理器，简称cpu，是1971年推出的一个计算机的运算核心和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元，中央处理器包含运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，并具有处理指令、执行操作、控制时间、处理数据等功能，其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，并执行指令，在微型计算机中又称微处理器，计算机的所有操作都受cpu控制，cpu的性能指标直接决定了微机系统的性能指标，cpu具有以下4个方面的基本功能：数据通信，资源共享，分布式处理，提供系统可靠性，运作原理可基本分为四个阶段：提取、解码、执行和写回，cpu从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行，指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令，指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码，有的指令中也直接包含操作数本身；
40.数据采集，又称数据获取，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析，处理，数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统，采集一般是采样方式，即隔一定时间(称采样周期)对同一点数据重复采集，采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值；
41.无线通信主要包括微波通信和卫星通信，微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米，但微波的频带很宽，通信容量很大，微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站，卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系；
42.物联网是指将互联网的概念扩展到物理设备和日常对象之间的连接中，这些设备嵌入了电子设备、网络连接和其他形式的硬件(如传感器)，可以通过网络与其他人通信和交互，并且可以远程监控，物联网的定义随着多种实时技术的融合而不断发生着变化，这些技术包括：分析学,机器学习、商业化传感器和嵌入式系统[3]、无线传感器网络、控制系统、自动化(包括家庭和楼宇自动化)等传统领域都有助于实现物联网，在消费者市场中，物联网技术与“智能家居”概念相关的产品最为同义，涵盖支持一个或多个常见生态系统的设备和电器(如照明灯具、恒温器、家庭安全系统和摄像机以及其他家用电器)，并且可以通过与该生态系统相关的设备进行控制，如智能手机和智能扬声器，物联网概念面临着一些尖锐的批评，特别是在与这些设备及其普遍存在的意图相关的隐私和安全方面；
[0043]
远程控制是指管理人员在异地通过计算机网络异地拨号或双方都接入internet等手段，连通需被控制的计算机，将被控计算机的桌面环境显示到自己的计算机上，通过本地计算机对远方计算机进行配置、软件安装程序、修改等工作，比如，远程唤醒技术(wol，wake-on-lan)是由网卡配合其他软硬件，通过给处于待机状态的网卡发送特定的数据帧，实现电脑从停机状态启动的一种技术；
[0044]
互感器又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称，能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统，其功能主要是将高电压或大电流按比例
变换成标准低电压(100v)或标准小电流(5a或1a，均指额定值)，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化，同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全；
[0045]
蓝牙(bluetooth)是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接，蓝牙使一些便携移动设备和计算机设备能够不需要电缆就能连接到互联网，并且可以无线接入互联网，取得执照(但并非无管制的)的工业、科学和医疗用(ism)波段的2.4ghz短距离无线电频段，蓝牙使用跳频技术，将传输的数据分割成数据包，通过79个指定的蓝牙频道分别传输数据包，每个频道的频宽为1mhz，蓝牙4.0使用2mhz间距，可容纳40个频道，第一个频道始于2402mhz，每1mhz一个频道，至2480mhz，有了适配跳频(adaptive frequency-hopping，简称afh)功能，通常每秒跳1600次，最初，高斯频移键控(gaussian frequency-shift keying，简称gfsk)调制是唯一可用的调制方案，然而蓝牙2.0+edr使得π/4-dqpsk和8dpsk调制在兼容设备中的使用变为可能，运行gfsk的设备据说可以以基础速率(basic rate，简称br)运行，瞬时速率可达1mbit/s，增强数据率(enhanced data rate，简称edr)一词用于描述π/4-dpsk和8dpsk方案,分别可达2和3mbit/s，在蓝牙无线电技术中，两种模式(br和edr)的结合统称为“br/edr射频”蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议，一个主设备至多可和同一微微网中的七个从设备通讯，所有设备共享主设备的时钟，分组交换基于主设备定义的、以312.5μs为间隔运行的基础时钟，两个时钟周期构成一个625μs的槽，两个时间隙就构成了一个1250μs的缝隙对，在单槽封包的简单情况下，主设备在双数槽发送信息、单数槽接受信息，而从设备则正好相反，封包容量可长达1、3、或5个时间隙，但无论是哪种情况，主设备都会从双数槽开始传输，从设备从单数槽开始传输；
[0046]
断路器是指能够关合、承载和开断正常或异常回路条件下的电流的开关装置，断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kv以上的称为高压电器；
[0047]
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件，蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型，蜂鸣器在电路中用字母“h”或“ha”(旧标准用“fm”、“zzg”、“lb”、“jd”等)表示；
[0048]
蜂鸣器结构原理
[0049]
1.电压式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成，有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管，多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后(1.5～15v直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5～2.5khz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声，压电蜂鸣片[1]由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成，在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起；
[0050]
2.电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成，接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声；
[0051]
电源是将其它形式的能转换成电能的装置，电源自“磁生电”原理，由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源，及烧煤炭、油渣等产生电力来源，常见的电源是干电池(直流电)与家用的110v-220v交流电源。
[0052]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。