一种基于物联网技术的智能接触器组网系统及组网方法与流程

本发明涉及物联网，具体涉及一种基于物联网技术的智能接触器组网系统及组网方法。

背景技术：

1、交流接触器作为一种常用于接通和断开控制电路的低压控制电器，它不仅适用于远距离控制以及高频率操作，而且应用广泛、市场需求量大。接触器在现代工业控制以及其它日常生产活动中被广泛地使用，主要用于控制电机、变压器、照明等多种大功率用电设备，在现代自动化控制系统中有着举足轻重的地位，因此接触器的运行状况对于被控设备的正常运行来说至关重要。

2、然而传统的接触器往往还是单独离线的运行状况，并且各控制系统相对独立，工作人员很难及时了解到接触器工作时的运行状况，也无法对现场的接触器控制系统进行实时监测和控制，如果不能及时处理接触器工作电路中出现的问题，很容易损坏接触器本身和受控设备，造成不必要的经济损失。以往通常采用定期维护和事故后维护的方法来解决，但缺点也非常明显，无法在故障发生的第一时间对问题进行解决，而且往往找不到问题所在原因。

3、近年来，随着计算机、通信和物联网技术的迅速发展，智能型、可通信、网络化己成为国内、外低压电器的主要发展方向。传统的接触器功能单一，不带智能控制以及通信接口，无法实现自由组网通讯，难以满足智能电网系统和现代化控制的要求。应用智能化、网络化等新技术，集通信、控制、保护和检测等功能为一体的新型智能接触器，可在整个系统运行过程中进行实时监控，有效提高接触器乃至整个控制系统的安全性和可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于物联网技术的智能接触器组网系统及组网方法，工程人员无论何时何地，只要有网络就可以通过软件对联网接触器进行远程组态、编程和控制，实现了接触器的自动控制、接触器运行状态的数据采集和存储、实时数据和历史数据的监控功能，提升了系统自动化控制能力。

2、11.基于上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于物联网技术的智能接触器组网系统，包括接触器智能控制器、组网系统服务器和组态监控模块；

3、所述接触器智能控制器用于实现接触器的网络通信、获取及上传接触器的工作状态信息、接受及执行控制指令；

4、所述组网系统服务器用于将所述接触器的网络节点接入，并进行组网、数据和控制命令的转发和存储；

5、所述组态监控模块用于对所述智能接触器的运行进行动态监控。

6、作为本发明的进一步方案，所述接触器智能控制器包括智能接触器、组网系统服务平台以及上位机远程监控层；所述智能接触器由安装的传感器采集接触器的电压、电流及温度的数据后上传到云服务器，并进行异常保护以及接收并执行云服务器转发的控制指令；所述云服务器具有公网ip，用于完成数据传输及存储工作；所述云服务器与监控中心计算机进行网络通信连接，监控中心计算机与接入服务器的任一可通信可组网的接触器进行双向数据通信，并进行备份和查看联网接触器的主电路三相电流、三相电压、环境温度的实时状态信息和历史数据。

7、作为本发明的进一步方案，所述监控中心计算机内还安装有组态软件，所述组态软件用于完成组网的复杂电气系统的逻辑控制和软件编程，并根据接触器控制电气设备以及控制联网接触器之间的逻辑。

8、作为本发明的进一步方案，所述接触器智能控制器包括主控制器、从控制器、电压互感器模块、电流传感器模块、环境温湿度检测模块、接触器本体和驱动控制模块；

9、所述电压互感器模块、电流传感器模块和环境温湿度检测模块分别与从控制器相连，分别用于采集接触器主电路的三相电压、三相电流和环境温湿度；晶闸管驱动模块的控制输入端与主控制器的gpio口连接，电路输入端接入控制电源，电路输出端与接触器线圈连接，以控制接触器的合闸和分闸动作；

10、主控制器通过串口读取从控制器数据，对数据进行分析处理后通过网络发送到云服务器，并接收从服务器转发的控制指令，通过解析指令使接触器执行相应的闭/合闸动作。

11、作为本发明的进一步方案，所述接触器智能控制器还用于通过实时检测接触器主电路的三相电压、三相电流和环境温湿度数据进行异常保护；当数据超过预设范围时，立即将接触器报警信息发送到服务器，并自动开启异常保护程序，必要时切断接触器，保护设备。

12、作为本发明的进一步方案，所述电流传感器模块为基于霍尔效应的线性电流传感器模块，电流传感器模块由两部分组成：大电流路径和霍尔磁敏器件，所述电流传感器模块用于将电流传感器与电路串联连接，流经电流传感器的电流会产生磁场，该磁场通过霍尔传感器并转换为比例电压。

13、作为本发明的进一步方案，所述温湿度传感器为温湿度传感器芯片上集成测湿元件、测温元件、放大器、数字接口、a/d转换器和校验存储器，用于温度和湿度的数据采集。

14、作为本发明的进一步方案，所述组网系统服务器用于组网系统中的终端和客户端之间的数据传输，组网系统服务器用于进行数据解析后调用功能模块来执行任务；其中，每一个智能接触器充当一个单独的终端进行连接服务器。

15、第二方面，本发明还提供了一种基于物联网技术的智能接触器组网系统的组网方法，该方法包括以下步骤：

16、智能接触器组网系统运行后主程序自动产生一个主线程，完成系统初始化；

17、向服务器发送网络连接请求，建立网络连接成功后，主动向服务器发送入网请求信息，并等待服务器的回复确认；

18、若入网失败，则重新发送入网请求信息，直到入网成功；

19、当入网成功后创建控制线程和数据线程，等待全部子线程执行结束。

20、作为本发明的进一步方案，设定5次为单次启动连接的最大循环次数，若均入网失败，触发报警机制，请求上位机介入。

21、作为本发明的进一步方案，所述基于物联网技术的智能接触器组网系统的组网方法中，控制线程负责接收服务器转发的控制指令，所述控制线程创建并初始化完成后便等待服务器发送的控制指令；

22、若接收到数据，便进行数据解析，若下发的为控制指令，则根据数据内容中的接触器状态信息对接触器驱动模块执行相应的操作。

23、作为本发明的进一步方案，创建控制线程后，若下发的指令为合闸动作，在经过接触器状态检测，控制指令判断后，若接触器为分闸状态，流程流向下一步，执行合闸；

24、若检测到接触器已经为合闸状态，判断状态相同，无需再次执行；

25、系统状态返回到等待状态，等待上位机、服务器再次下发指令。

26、作为本发明的进一步方案，数据线程用于负责接收从控制器通过串口发送过来的接触器运行状态数据，并将此数据按照通信协议进行数据格式转换后发送到服务器；然后检测数据是否有异常，若不满足预设条件则开启异常保护。

27、本发明的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时执行上述任一项根据本发明的基于物联网技术的智能接触器组网系统的组网方法。

28、本发明的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被执行时实现上述任一项根据本发明的基于物联网技术的智能接触器组网系统的组网方法。

29、本发明至少具有以下有益技术效果：

30、本发明提出了一种基于物联网技术的智能接触器组网系统，该系统可分为三个部分:交流接触器智能控制器、组网系统服务器和组态监控模块设计。结合传感器、电子系统、高并发服务器、组态王等技术，分别完成以上三部分的设计，实现了接触器之间可进行组网控制，通过组态王实现多个控制子系统的独立控制，并且将服务器部署在云服务器上，进行公网通信，从而突破局域网的限制，还实现了接触器运行状态数据的实时监测、保护和报警等其它基本功能。

31、本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。