CN112099428A - 一种用于动力设备供电通断的有线控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于动力设备供电通断的有线控制***及方法，***包括外取电源连接设备的主控模块、运行控制模块、通讯模块、终端设备、电源承载体、信号反馈线、终端信息采集装置和总平台***；所述主控模块、运行控制模块和终端设备依次通过电源承载体连接；所述运行控制模块通过信号反馈线与终端信息采集装置连接；所述主控模块通过通讯模块与总平台***建立通讯连接，实现终端设备的远程供电通断控制。本方案可减少电线回路电的安装，大大节约了人工成本和电能承载体的成本。
Description
技术领域
本发明涉及电能互联网领域，尤其涉及一种用于动力设备供电通断的有线控制***及方法。
背景技术
供电***就是由电源***和输配电***组成的产生电能并供应和输送给用电设备的***。电力供电***大致可分为TN，IT，TT 三种，其中TN***又分为TN-C，TN-S，TN-C-S三种表现形式。
随着社会的发展，家用电器和工业设备的种类越来越多，多种设备分别有不同的电气开关，在供电***集中供电电时，用户无法一次性对家庭电器或工业设备用电进行合理分配输出功率或电压，致使出现高危输出供电的情况，极易发生用电事故。而且，多个设备的供电通断需要用户逐一进行操作，不能实现一控多开或多关的操作，用户的使用体验不佳。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于动力设备供电通断的有线控制***及方法，可实现一个主控模块就可控制一组终端设备或区域动力线内的多个终端设备的供电通操作。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于动力设备供电通断的有线控制***，包括外取电源连接设备的主控模块、运行控制模块、通讯模块、终端设备、电源承载体、信号反馈线、终端信息采集装置和总平台***；所述主控模块通过电源承载体与多个运行控制模块连接；运行控制模块通过电源承载体与多个终端设备依次连接；所述运行控制模块通过信号反馈线与终端信息采集装置连接；所述主控模块设置在控制室，通过通讯模块与总平台***建立通讯连接，实现终端设备的远程供电通断控制。
具体的，所述主控模块包括主控板和设置于在主控板上的PLC控制器、电压转换电路、智能断路控制单元、设备监测单元、故障处理单元；所述PLC控制器分别与电压转换电路、智能断路控制单元、设备监测单元、故障处理单元连接。
具体的，所述运行控制模块包括单片机、智能电压电流变换单元、智能断路控制单元、通讯单元、故障报警单元；所述单片机分别与智能电压电流变换单元、智能断路控制单元、通讯单元、故障报警单元连接；一个终端设备可搭载多个运行控制模块。
具体的，所述终端信息采集装置设置在终端设备上，包括电压电流传感器和温湿度传感器；所述电压电流传感器和温湿度传感器分别通过信号反馈线与单片机连接。
具体的，所述通讯模块包括4G/5G通讯装置、WiFi通讯装置、蓝牙通讯装置、LORA通讯装置；所述4G/5G通讯装置与PLC控制器连接，用于与总平台***建立远程网络通信连接；所述WiFi通讯装置、蓝牙通讯装置、LORA通讯装置分别与PLC控制器连接。
具体的，所述电源承载体为多芯电缆，包括信号线、电源线和绝缘层；所述信号线和电源线设置绝缘层内部；所述信号线与绝缘层之间设置有信号线屏蔽层。
具体的，所述终端设备还包括三相三孔插座及插头、三相四孔插座及插头、移动三相四相多组合插孔板、三相四相地插孔板和终端板。
具体的，所述主控模块还包括主控触摸屏；所述主控触摸屏用于实现人机交互，对终端设备进行分类，以及名称和编号的管理与显示，管理人员可通过操作主控触摸屏对运行控制模块下发指令。
具体的，所述主控模块还包括语音控制器，与PLC控制器连接，用于接收用户的语音指令并发送至PLC控制器解析后生成控制指令。
具体的，所述运行控制模块还包括电源管理采集芯片和基础***电路；所述电源采集芯片与基础***电路连接；所述基础***电路用于监测终端设备的用电量和设备损坏信息；所述电源采集芯片接收基础***电路上传的终端设备信息，并通过通讯单元上传至主控模块，由主控模块与外界通讯通知动力场所控制室内管理人员。
具体的，还包括远程控制终端，用于通过无线通讯与总平台无线***进行通信，通过控制主控模块实现终端动力设备的远程控制；所述远程控制终端为设有控制APP或小程序的手机终端、笔记本电脑。
具体的，所述总平台***还用于设定终端设备的用电安全阈值，当总平台***接收到的终端设备用电信息超过设定的用电安全阈值时，向主控模块发送中断设备供电指令控制断开控制回路保护终端设备。
具体的，所述电能承载体在控制线回路承载电源体时采用由成本低廉的信号线代替。
一种动力电能通电与设备有线控制方法，包括以下步骤：
S1，设备连接，根据每个设备场所应用场景的设备不同用电情况来选择电能承载体的大小，通过电源承载体将主控模块、运行控制模块、终端设备依次连接，同时将电源与主控模块进行连接；
S2，设备编号确认，在所有终端设备连接完毕之后，主控模块对已连接的终端自动进行设备编号，并接收终端设备上传的设备信息；
S3，通断指令下发，主控模块按动力场所管理员的需求进行接收指令，接收外界控制指令后进行相应的解析，根据所需功能转换为有线指令下发到运行控制模块；
S4，执行指令，运行控制模块接收后根据指令代码的各个功能的解析后，下发控制信号至终端设备，终端设备根据环境的条件进行动作的完成供电通断操作。
具体的，所述步骤S4中还包括：当运行控制模块与多个终端设备连接时，只需一组电源承载体接入，通讯单元根据终端设备编号不同对终端设备进行辨别，从而达到一对多控制的目的，终端动力执行模块采用的有线通讯只与主控模块联动，不与外界联动。
具体的，所述步骤S1中还包括：当需要管理的终端设备距离较远时，可以采用一根电源承载体单独控制一***立设备；当信号弱时，可以采用在电源承载体之间接入信号增强器，并在末端并联匹配电阻。
本发明的有益效果：本方案通过通讯协议对各终端设备进行指令下发，终端设备接收到与自己设备编号匹配的指令时，执行相应动作实现有线控制。无需人员现场去操作，均可采用无线通讯或主控室操作发送指令到主控模块，主控模块转换为有线信号控制一个终端及多个终端和全部终端控制的结果，实现终端设备供电通断及其他功能的实现。
附图说明
图1是本发明的***框图。
图2是本发明的方法流程图。
图3是本发明实施例的架构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中，如图1所示，一种用于动力设备供电通断的有线控制***，包括外取电源连接设备的主控模块、运行控制模块、通讯模块、终端设备、电源承载体、信号反馈线、终端信息采集装置和总平台***；主控模块通过电源承载体与多个运行控制模块连接；运行控制模块通过电源承载体与多个终端设备依次连接；所述运行控制模块通过信号反馈线与终端信息采集装置连接；所述主控模块设置在控制室，通过通讯模块与总平台***建立通讯连接，实现终端设备的远程供电通断控制。
具体的，主控模块包括主控板和设置于在主控板上的PLC控制器、电压转换电路、智能断路控制单元、设备监测单元、故障处理单元；PLC控制器分别与电压转换电路、智能断路控制单元、设备监测单元、故障处理单元连接。
其中，主控模块采用电路集成的方式，电路集成的主控板设置有电压转换电路，可以通过弱电采集控制外界输入强电。PLC控制器采用PLC系列芯片或ARM系列芯片加嵌入式算法和程序的配合，控制相应的运行机构实现智能设备执行，可实现一个主控模块对运行控制模块的在同一电能承载体上的一组或多组搭电能动力终端设备实行控制，达到一控多开和一控多关的效果。PLC控制器采用自编码和设备相对应的程序编码，根据分区、分类、分设备、分地址、分名录等方式将信息储存在服务器和运行控制模块和主控模块的程序中，这些设备将是唯一的一种设备、一个编号或一个组合的编号，数据库将记录各种营运数据以备查询。
主控模块与外部通讯时，采用LORA，蓝牙，NB，4/5G无线通讯装置与外部通讯，向运行控制模块下发指令时采用有线信号发送，根据场景变化进行所需功能进行下发有线信号指令，达到控制目的；主控模块还具备手动调节功能，除主控模块接受下发指令外，还可接收无线请求来完成对终端设备的控制，无线指令包括手机APP，小程序，远程控制，管理室内的无线通讯有主控本身的语音，集中器，手机，以及动力场所所有终端设备中有独立通讯功能的，只需有对应设备名称编号即可，将移动终端的指令通过总平台***汇入到主控模块无线接收后经有线下达终端执行模块指令，进行功能执行。
具体的，运行控制模块包括单片机、智能电压电流变换单元、智能断路控制单元、通讯单元、故障报警单元；单片机分别与智能电压电流变换单元、智能断路控制单元、通讯单元、故障报警单元连接；一个终端设备可搭载多个运行控制模块。
具体的，终端信息采集装置设置在终端设备上，包括电压电流传感器和温湿度传感器；电压电流传感器和温湿度传感器分别通过信号反馈线与单片机连接。
具体的，通讯模块包括4G/5G通讯装置、WiFi通讯装置、蓝牙通讯装置、LORA通讯装置；4G/5G通讯装置与PLC控制器连接，用于与总平台***建立远程网络通信连接；WiFi通讯装置、蓝牙通讯装置、LORA通讯装置分别与PLC控制器连接。
具体的，电源承载体为多芯电缆，包括信号线、电源线和绝缘层；信号线和电源线设置绝缘层内部；信号线与绝缘层之间设置有信号线屏蔽层。
电能承载体受控于主控模块，需要使用时打开来承载电能的使用，根据每个动力场所应用场景不同的用电动力设备情况来选择电能承载体的大小，电能承载体采用国家规格使用电压规范，在所有终端设备按区域摆放，只需接入三相四线，无需回路控制线，回路线被价格低廉的信号线替代，三相四线布放到所需的多个终端设备应用场所中；终端设备需要向电能承载体中途索取电能时，可采用传统搭桥连接的方法进行取电，无须对每个终端设备开关控制线的返还或集中控制开关。所有的动力场所应用场景不同的终端设备均是在电能承载体通电情况下产生的功能，在动力场所需要使用电能时由管理人向主控下发指令，主控模块向一种智能有执行驱动的智能空气开关、智能接触器及其他带有智能可执行的接触式电源开关进行连接后，整个电能承载体产生电能后供各终端设备使用。当有其他部分电能还需要使用时整个电能需要连接可独立的关闭终端动力执行模块与终端设备的智能动力开关的连接，其他终端设备正常使用，此中控制均采用有线下控制各个终端设备，从而无须采用有线回路来控制各个设备的开与关。同时存在一个或多个运行控制模块的信号，运行控制模块根据主控模块指令向终端动力子设备执行动作，实现用户所需的控制功能。
具体的，所述电能承载体在控制线回路承载电源体时采用由成本低廉的信号线代替。
具体的，所述终端设备还包括三相三孔插座及插头、三相四孔插座及插头、移动三相四相多组合插孔板、三相四相地插孔板和终端板。
具体的，所述主控模块还包括主控触摸屏；所述主控触摸屏用于实现人机交互，对终端设备进行分类，以及名称和编号的管理与显示，管理人员可通过操作主控触摸屏对运行控制模块下发指令。
具体的，所述主控模块还包括语音控制器，与PLC控制器连接，用于接收用户的语音指令并发送至PLC控制器解析后生成控制指令。
具体的，所述运行控制模块还包括电源管理采集芯片和基础***电路；所述电源采集芯片与基础***电路连接；所述基础***电路用于监测终端设备的用电量和设备损坏信息；所述电源采集芯片接收基础***电路上传的终端设备信息，并通过通讯单元上传至主控模块，由主控模块与外界通讯通知动力场所控制室内管理人员。
具体的，还包括远程控制终端，用于通过无线通讯与总平台无线***，通过控制主控模块进行通信实现终端动力设备的远程控制；所述远程控制终端为设有控制APP或小程序的手机终端、笔记本电脑。
具体的，总平台***不仅仅用于实现远程控制终端和主控模块之间的通讯和控制指令转换，还用于设定终端设备的用电安全阈值，当总平台***接收到的终端设备用电信息超过设定的用电安全阈值时，向主控模块发送中断设备供电指令控制断开控制回路保护终端设备。
本发明中，所有终端设备后所有的控制方向将向智能化，所有的终端设备的功能无须到固定位置去操作，那主控开关终端控制回路线的材料将被通讯信号线价格低廉的替代，从而将取消回路控制终端工艺，从而将节约大量的电线的使用，为能源节约达到很大的成果。控制室内的无线通讯有主控本身的语音，集中器，以及控制室所有终端设备中有独立通讯功能的，只需有对应设备名称编号即可，将指令汇入到主控模块无线接收解析指令后，通过信号线将指令下达到终端执行模块，进行功能执行，从而将取消回路控制终端工艺，从而将节约大量的电载体的使用，为能源节约达到很大的成果。
此外，终端设备的主芯片采用ARM系列或PLC系列MCU，并有其他电源管理采集芯片及基础***电路；这个小型电路控制会根据要求监测着终端设备的运行情况，终端设备电路可根据需求增加单一设备，使用的用电量过载、设备损坏等信息通过有线通讯上报给主控模块，由主控模块与外界通讯通知动力场所控制室内管理人员。通讯模块还可以采用手机APP、小程序可以实现远程控制或其他动力场所终端可发送指令的接收，将指令汇入到主控模块无线接收后经主控模块解析转发，采用有线方法下达终端执行模块指令并执行达到单一设备开启电源、关闭电源、调节电流、调节电压、上报设备故障、本设备的用电量等并在执行过程中不会影响其他终端设备的使用。通讯模块在有线中起到重要作用，通讯模式在主控板下达终端控制模式中的交互、接收指令，并向终端设备的功能模块下达执行指令，由终端设备按指令执行。
本发明中，如图2所示，一种动力电能通电与设备有线控制方法，包括以下步骤：
S1，设备连接，根据每个设备场所应用场景的设备不同用电情况来选择电能承载体的大小，通过电源承载体将主控模块、运行控制模块、终端设备依次连接，同时将电源与主控模块进行连接；
S2，设备编号确认，在所有终端设备连接完毕之后，主控模块对已连接的终端自动进行设备编号，并接收终端设备上传的设备信息；
S3，通断指令下发，主控模块按动力场所管理员的需求进行接收指令，接收外界控制指令后进行相应的解析，根据所需功能转换为有线指令下发到运行控制模块；
S4，执行指令，运行控制模块接收后根据指令代码的各个功能的解析后，下发控制信号至终端设备，终端设备根据环境的条件进行动作的完成供电通断操作。
具体的，步骤S4中还包括：当运行控制模块与多个终端设备连接时，只需一组电源承载体接入，通讯单元根据终端设备编号不同对终端设备进行辨别，从而达到一对多控制的目的，终端动力执行模块采用的有线通讯只与主控模块联动，不与外界联动。
具体的，步骤S1中还包括：当需要管理的终端设备距离较远时，可以采用一根电源承载体单独控制一***立设备；当信号弱时，可以采用在电源承载体之间接入信号增强器，并在末端并联匹配电阻。
在本发明的一些实施例中，如图3所示，有线控制方法通过外部电源进入厂区或工程区域的电力控制室或配电装备室，电气控制室中实行采用和外部电源连接的一种智能有执行驱动的智能空气开关、智能接触器及其他带有智能可执行的电源连接和分离电源的智能搭电设备，可执行电源接触实行开启与关闭、通过主控模块经过有线信号可在无人情况下接受指令并可实现开启通电功能和断电功能。
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。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (16)
1.一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，包括外取电源连接设备的主控模块、运行控制模块、通讯模块、终端设备、电源承载体、信号反馈线、终端信息采集装置和总平台***；所述主控模块通过电源承载体与多个运行控制模块连接；运行控制模块通过电源承载体与多个终端设备依次连接；所述运行控制模块通过信号反馈线与终端信息采集装置连接；所述主控模块设置在控制室，通过通讯模块与总平台***建立通讯连接，实现终端设备的远程供电通断控制。
2.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述主控模块包括主控板和设置于在主控板上的PLC控制器、电压转换电路、智能断路控制单元、设备监测单元、故障处理单元；所述PLC控制器分别与电压转换电路、智能断路控制单元、设备监测单元、故障处理单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述运行控制模块包括单片机、智能电压电流变换单元、智能断路控制单元、通讯单元、故障报警单元；所述单片机分别与智能电压电流变换单元、智能断路控制单元、通讯单元、故障报警单元连接；一个终端设备可搭载多个运行控制模块。
4.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述终端信息采集装置设置在终端设备上，包括电压电流传感器和温湿度传感器；所述电压电流传感器和温湿度传感器分别通过信号反馈线与单片机连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述通讯模块包括4G/5G通讯装置、WiFi通讯装置、蓝牙通讯装置、LORA通讯装置；所述4G/5G通讯装置与PLC控制器连接，用于与总平台***建立远程网络通信连接；所述WiFi通讯装置、蓝牙通讯装置、LORA通讯装置分别与PLC控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述电源承载体为多芯电缆，包括信号线、电源线和绝缘层；所述信号线和电源线设置绝缘层内部；所述信号线与绝缘层之间设置有信号线屏蔽层。
7.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述终端设备还包括三相三孔插座及插头、三相四孔插座及插头、移动三相四相多组合插孔板、三相四相地插孔板和终端板。
8.根据权利要求2所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述主控模块还包括主控触摸屏；所述主控触摸屏用于实现人机交互，对终端设备进行分类，以及名称和编号的管理与显示，管理人员可通过操作主控触摸屏对运行控制模块下发指令。
9.根据权利要求2所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述主控模块还包括语音控制器，与PLC控制器连接，用于接收用户的语音指令并发送至PLC控制器解析后生成控制指令。
10.根据权利要求3所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述运行控制模块还包括电源管理采集芯片和基础***电路；所述电源采集芯片与基础***电路连接；所述基础***电路用于监测终端设备的用电量和设备损坏信息；所述电源采集芯片接收基础***电路上传的终端设备信息，并通过通讯单元上传至主控模块，由主控模块与外界通讯通知动力场所控制室内管理人员。
11.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，还包括远程控制终端，用于通过无线通讯与总平台无线***进行通信，通过控制主控模块实现终端动力设备的远程控制；所述远程控制终端为设有控制APP或小程序的手机终端、笔记本电脑。
12.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述总平台***还用于设定终端设备的用电安全阈值，当总平台***接收到的终端设备用电信息超过设定的用电安全阈值时，向主控模块发送中断设备供电指令控制断开控制回路保护终端设备。
13.根据权利要求1所述的一种用于动力设备供电通断的有线控制***，其特征在于，所述电能承载体在控制线回路承载电源体时采用由成本低廉的信号线代替。
14.一种动力电能通电与设备有线控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，设备连接，根据每个设备场所应用场景的设备不同用电情况来选择电能承载体的大小，通过电源承载体将主控模块、运行控制模块、终端设备依次连接，同时将电源与主控模块进行连接；
S2，设备编号确认，在所有终端设备连接完毕之后，主控模块对已连接的终端自动进行设备编号，并接收终端设备上传的设备信息；
S3，通断指令下发，主控模块按动力场所管理员的需求进行接收指令，接收外界控制指令后进行相应的解析，根据所需功能转换为有线指令下发到运行控制模块；
S4，执行指令，运行控制模块接收后根据指令代码的各个功能的解析后，下发控制信号至终端设备，终端设备根据环境的条件进行动作的完成供电通断操作。
15.根据权利要求14所述的一种动力电能通电与设备有线控制方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括：当运行控制模块与多个终端设备连接时，只需一组电源承载体接入，通讯单元根据终端设备编号不同对终端设备进行辨别，从而达到一对多控制的目的，终端动力执行模块采用的有线通讯只与主控模块联动，不与外界联动。
16.根据权利要求14所述的一种动力电能通电与设备有线控制方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括：当需要管理的终端设备距离较远时，可以采用一根电源承载体单独控制一***立设备；当信号弱时，可以采用在电源承载体之间接入信号增强器，并在末端并联匹配电阻。
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| CN202010956168.5A CN112099428A (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种用于动力设备供电通断的有线控制***及方法 |
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| CN202010956168.5A CN112099428A (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种用于动力设备供电通断的有线控制***及方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115462254A (zh) * | 2021-06-11 | 2022-12-13 | 云南中商正晓农业科技有限公司 | 一种植物种植自动化光照***及方法 |
-
2020
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115462254A (zh) * | 2021-06-11 | 2022-12-13 | 云南中商正晓农业科技有限公司 | 一种植物种植自动化光照***及方法 |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 102, No. 1, Xiaoshaoqing Village, Guangnan Community, Qidian Street, Zonghai Scenic Spot, Kunming, Yunnan 650000 Applicant after: Wisdom Ltd. Address before: No.777, section 4, Huafu Avenue, Southwest Airport Economic Development Zone, Shuangliu District, Chengdu, Sichuan Province 610000 Applicant before: Wisdom Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |