CN115167273A - 一种工地现场的施工用电节能管理控制*** - Google Patents
一种工地现场的施工用电节能管理控制*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN115167273A CN115167273A CN202211075954.XA CN202211075954A CN115167273A CN 115167273 A CN115167273 A CN 115167273A CN 202211075954 A CN202211075954 A CN 202211075954A CN 115167273 A CN115167273 A CN 115167273A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- equipment
- power
- construction
- data
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 18
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 16
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 claims description 9
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 4
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013079 data visualisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 abstract description 43
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013499 data model Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
- G05B19/054—Input/output
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/10—Plc systems
- G05B2219/15—Plc structure of the system
- G05B2219/15028—Controller and device have several formats and protocols, select common one
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
本发明提供了一种工地现场的施工用电节能管理控制***,包括用电管理模块和***单元,用电管理模块包括采集单元、控制单元、传输单元,采集单元包括智能电表和电柜状态采集传感器,控制单元包括PLC、模拟量采集模块、数字量采集模块、负载检测单元、以太网模块、扩展通讯模块,传输单元包括DTU和通讯电缆,***单元为互联网后台,综合分析处理经控制单元初步计算处理后的数据。本发明能够对施工用电数据进行科学化分析与决策,实现全方位用电安全管理,减少施工过程中的能耗浪费,智能化程度高且实时性好;本发明还针对各类施工设备使用过程中电力相关参数特征量进行动态提取与过程分析,建立多维度数据模型,对用电设备进行精准识别。
Description
技术领域
本发明属于用电管理技术领域,尤其涉及一种工地现场的施工用电节能管理控制***。
背景技术
目前的工程项目中的电能管理主要以人工巡检记录统计分析的方式为主,存在以下问题:
(1)电能数据监测的准确性以及时效性低,存在安全隐患,且受主观影响较大,采用人工巡检记录方式可能出现记录疏忽与错误,只能记录各个巡检时间点数据,并不能反映整体电能特性曲线,对后续电能调度与分析的指导意义不强;
(2)基于这种人工巡检记录统计分析的管理方式,当电气故障发生时只能通过断路器与漏保对故障电路断开以进行保护,缺乏有效的报警机制,往往故障发生很长一段时间才被管理人员发现,这对之后的电气检修和维护十分不利。
目前工地用电智慧化管理***的研究正处于起步阶段,还没有形成较为成熟的信息化管理模式,现阶段已有的建筑工程用电管理***主要以电力参数的统计与展示为导向,功能单一,缺少对数据的科学化分析与决策;而且现阶段已有的建筑工程用电管理***缺乏对临时用电安全的信息化追踪与管控,工地现场主要的电气事故 40%以上是由于现场临时用电不规范导致的,如私拉乱接、线路虚搭、未按设备容量要求接线等,发生故障后很难进行溯源。
另外,现阶段已有的建筑工程用电管理***只对电流电压等参数进行采样,缺乏对配电柜所处环境情况的监测,现阶段已有的建筑工程用电管理***多采用有线形式传输,部署安装的成本较高,且大多采用远端逻辑控制模式,当施工现场出现严重安全隐患事故时,往往由于信号传输的延时性导致不能第一时间做出响应。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本发明提供了一种工地现场的施工用电节能管理控制***,能够对施工用电数据进行科学化分析与决策,实现全方位工地用电安全管理,减少项目施工过程中能耗的浪费,智能化程度高且实时性好。
本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。
一种工地现场的施工用电节能管理控制***,包括相互连接的用电管理模块和***单元,用电管理模块包括采集单元、控制单元、传输单元,采集单元包括智能电表和电柜状态采集传感器,控制单元包括PLC、模拟量采集模块、数字量采集模块、负载检测单元、以太网模块、扩展通讯模块,传输单元包括DTU和通讯电缆;***单元综合处理采集单元采集到的数据,基于云端实现电能数据可视化展示、施工能耗管控、非施工时间现场设备管理、照明负荷调整、电气故障检修管理。
进一步地,所述电柜状态采集传感器用于采集配电柜状态参数数据,包括温度传感器、露点传感器、光照传感器、扬尘传感器、电流传感器,电柜状态采集传感器采集的数据以电流信号的形式输入至控制单元的模拟量采集模块中,经PLC通过指令读出,并存储于PLC内部专用寄存器中;智能电表用于采集配电柜下级线路中用电设备电力参数数据,智能电表检测的数据传递至控制单元中,并存储于PLC内部专用寄存器中,用于供负载检测单元使用;PLC内部预设有阈值参数,采集单元采集到的各参数数据超过相应的阈值范围时,PLC输出控制指令至相应的末端设备。
进一步地,所述传输单元的核心处理器件为DTU,DTU通过RS485基于MODBUS协议与PLC数据互通,将PLC内部专用寄存器中的数据以MODBUS-RTU格式转换至JSON格式,供***单元识别处理;DTU还与负载检测单元通过RS485通信,监测智能电表上传PLC的数据,并将其存储至负载检测单元中进行负载识别处理,负载识别处理完成后,负载检测单元中的负载检测数据回传至DTU,DTU汇总负载检测数据、电柜状态采集传感器采集的配电柜状态参数数据、智能电表采集的用电设备电力参数数据后统一传递至***单元。
进一步地,所述***单元根据施工项目实际情况将施工项目划分为多个区域,每个区域内的二级配电柜处均布置一个用电管理模块,并编号;智能电表采集二级配电柜处使用中的用电设备电力参数数据,最终上传至云端后建立基本电力数据库,用于进行电力参数直观展示;***单元通过对基本电力数据库中耗电量参数单独分析,以区域为单位,将区域中所有用电设备的耗电量求和,汇总形成区域耗电参数,将各区域耗电参数进行对比分析,形成并展示各区域用电趋势曲线图,提醒相关人员重点关注耗电量较高的区域;***单元还根据基本电力数据库中的耗电量数据进行当日、当月的电量汇总统计,直接展示当日、当月环比用电趋势,为制定每个月的用电计划提供数据指导。
进一步地,所述***单元根据施工现场常用设备的额定参数于云端建立设备空载和负载电流数据库,智能电表采集二级配电柜处使用中的用电设备电力参数数据后交由负载检测单元进行负载识别,判断接入设备的类型,***单元接收负载检测数据并对应设备空载和负载电流数据库中的电流值,筛选出设备的工作电流,与空载和负载电流进行对比,判断设备工作状态为空载或负载,当设备为空载运行状态时,再次判断该状态是否持续10分钟,若是则发出设备空闲关机提醒,否则继续通过智能电表进行实时监测,当设备为负载运行状态时,继续通过智能电表进行实时监测。
进一步地,所述***单元内输入有非施工时间区间,施工用电节能管理控制***工作时,***单元筛选非施工时间区间内传入的由智能电表采集的用电设备电力参数数据,以工作电流的大小作为判别标准,判断用电设备是否处于工作状态;若判断出用电设备处于工作状态,再次判断该工作状态是否持续10分钟,若持续10分钟则进行非施工时间关机提醒,否则继续通过智能电表进行实时监测,若判断出用电设备未处于工作状态则继续通过智能电表进行实时监测。
进一步地,施工用电节能管理控制***运行后,所述***单元建立故障信息数据库,用于储存用电管理模块控制单元计算分析出的故障预警详细信息,***单元进行故障原因分析,识别故障具体类型,并根据每条故障信息的云端发送接口识别出发生故障的对应用电设备编号,定位故障发生的区域以及该区域处的二级配电箱;***单元根据每台用电设备的历史故障记录形成单台用电设备故障清单,故障清单中记录有故障发生的频次及时间,结合每台用电设备的运行维护周期情况,确定用电设备的维护周期并派发工单至相应的维护人员。
进一步地,所述负载检测单元包括主控模块、蜂鸣器模块、电源模块、调试模块、交互模块、通信模块,通过收集已知的模型参数建立多维度模型,对工地现场设备负载进行识别,识别对象包括工程现场焊机类、卷扬机类、切割机类和大功率加热类设备四类;模型参数包括频率、相电压、线电压、相电流、中线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功功率需量、无功功率需量、谐波畸变率、相角差、k个谐波含有率n、波峰系数、电话谐波波峰因数,其中,n表示次数,n为从0或从1开始的等差数列,公差为3,n小于等于30,k为等差数列的个数。
进一步地,所述负载检测单元对工地现场设备负载进行识别的过程如下:
步骤1:将已知样本数据库A中的样本数据进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,已知样本数据库A中包含已知的四类识别对象对应的(15+k)种模型参数数据,表示频率值,表示相电压,表示线电压,表示电话谐波波峰因数,表示超平面的截距,表示超平面的法向量,为转置符号;超平面将多维空间分为两个区域,分别是和,其中,表示大功率加热类设备区域,表示现场焊机类、卷扬机类、切割机类设备区域;
步骤2:将已知样本数据库A中现场焊机类、卷扬机类、切割机类设备对应的进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,表示超平面的截距,表示超平面的法向量;超平面按照步骤1中的方法将分为两个区域,分别是和,其中,表示现场焊机类设备区域,表示卷扬机类、切割机类设备区域;
步骤3:将已知样本数据库A中卷扬机类、切割机类设备对应的进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,表示超平面的截距,表示超平面的法向量;超平面按照步骤1中的方法将分为两个区域,分别是和,其中,表示卷扬机类设备区域,表示切割机类设备区域;
本发明具有如下有益效果:
本发明通过对施工用电数据进行科学化分析与决策,实现设备空闲时间关机提醒、人员休息时间关机提醒、大型设备实时负载率动态监测、工作生活区动态负荷调整、照明负荷调整、设备不安全状态预警、保护越级跳闸预警、设备自动维护提醒等多种功能,实现全方位工地用电安全管理,减少项目施工过程中能耗的浪费。
本发明针对各类施工设备,对其使用过程中电力相关参数特征量进行动态提取与过程分析,建立多维度数据模型,通过识别算法的开发,对现场用电设备进行精准识别与定位,解决临时用电带来的不安全因素。
本发明包含了配电箱实时监控***,通过对配电箱实时电流、温度、湿度等数据的检测,根据设定阈值自动开启排风扇或启动报警,避免线路凝露导致的绝缘不足和其他故障未能及时发现带来的次生伤害;本发明整体具有可靠性高、监测参数多、实时性好等优点,可有效保证施工现场用电安全,显著提高用电管理智能化程度。
本发明中的用电数据传输摈弃了传统的有线传输方式,采用类似边缘网关模式,对设备采集到的数据进行预处理和运算后,通过DTU传送至***单元,实现了数据的无线传输,实时性好。
附图说明
图1为负载检测单元进行负载识别流程图;
图2为***单元实现电能数据可视化展示流程图;
图3为***单元实现施工能耗管控流程图;
图4为***单元实现非施工时间现场设备管理;
图5为***单元实现电气故障检修管理流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
本发明所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,包括用电管理模块和***单元,用电管理模块包括采集单元、控制单元、传输单元。采集单元包括智能电表和电柜状态采集传感器;控制单元包括PLC、模拟量采集模块、数字量采集模块、负载检测单元、以太网模块、扩展通讯模块;传输单元包括DTU和通讯电缆;***单元为互联网后台,用于综合分析处理采集单元所采集的数据。
电柜状态采集传感器用于采集配电柜状态参数数据,包括温度传感器、露点传感器、光照传感器、扬尘传感器、电流传感器,分别用于采集配电柜内部温度、露点温度、光照强度、悬浮颗粒数和进线电流,电柜状态采集传感器采集的数据以电流信号的形式输入至控制单元的模拟量采集模块中,然后经PLC通过指令读出相应的配电柜内部温度、露点温度、光照强度、悬浮颗粒数和进线电流,并存储于PLC内部专用寄存器中,用于后续控制处理。智能电表用于采集配电柜下级线路中用电设备电力参数数据,包括用电设备的频率、电压、谐波畸变率等数据,智能电表检测的数据同样传递至控制单元中,并存储于PLC内部专用寄存器中,用于供负载检测单元的检测参数处理。
PLC内部预设有阈值参数,包括配电柜内部温度上限、露点温度上限、光照强度下限、光照强度上限、悬浮颗粒数上限、电流上限;当采集单元采集到的各参数数据超过相应的阈值范围时,PLC输出控制指令至相应的末端设备,例如,当配电柜内部温度超过相应的上限值时,PLC控制配电柜内风扇开启,进行降温,当配电柜内部进线电流超过电流上限值时,PLC控制空气开关断路,并向检修人员手机APP端发送预警信息,当光照强度低于相应的下限值时,PLC控制照明器件开启。
负载检测单元包括主控模块、蜂鸣器模块、电源模块、调试模块、交互模块、通信模块,负载检测单元通过收集已知的大量模型参数进行建模,用于对未知的模型进行分类,利用智能电表检测的电力参数数据进行工地现场设备负载识别。本实施例中的负载识别对象主要针对的是工程现场焊机类、卷扬机类、切割机类和大功率加热类设备;负载检测单元收集的模型参数共有(15+k)个,故每个数据有(15+k)个维度,模型参数分别是:频率、相电压、线电压、相电流、中线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功功率需量、无功功率需量、谐波畸变率、相角差、k个谐波含有率n(n表示次数,例如“谐波含有率5”表示5次谐波含有率,n的计算规则为从0或从1开始的等差数列,公差为3,n最大不超过30,k为等差数列的个数)、波峰系数、电话谐波波峰因数。实际应用中,针对不同场景可适当改变参数选择来建立模型的维度。
负载检测单元进行负载识别的方法如图1所示,具体如下:
步骤1:将已知样本数据库A中的数据作为训练数据,其中,该已知样本数据库A中的数据为事先已知且准确的,包含有各类负载识别对象对应的模型参数数据;
基于线性分类器,将已知样本数据库A中的样本数据进行多元线性回归计算,获得超平面 ,其中,样本数据表示已知样本数据库A中某一已知设备在某个时间点的运行参数,每个包含有(15+k)个参数,表示频率值,表示相电压,表示线电压,表示电话谐波波峰因数,表示超平面的截距,表示超平面的法向量,为转置符号;
步骤2:基于线性分类器,将已知样本数据库A中现场焊机类、卷扬机类、切割机类设备对应的进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,表示超平面的截距,表示超平面的法向量;超平面按照步骤1中的方法将分为两个区域,分别是(现场焊机类设备)区域和(卷扬机类、切割机类设备)区域;
步骤3:基于线性分类器,将已知样本数据库A中卷扬机类、切割机类设备对应的进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,表示超平面的截距,表示超平面的法向量;超平面按照步骤1中的方法将分为两个区域,分别是(卷扬机类设备)区域和(切割机类设备)区域;
扩展通讯模块主要用于扩展PLC通讯口,可实现与智能电表、DTU的RS485数据通信。以太网模块基于TCP/IP通信协议,经以太网与其他设备连接,为了扩展以太网通信接口,将交换机与以太网模块连接,交换机可分别与塔吊、吊篮、现场扬尘监控等现场设备直接进行数据交换,增加了通信接口的多样性。
传输单元的核心处理器件为DTU,DTU通过RS485基于MODBUS协议与PLC实现数据互通,将PLC内部专用寄存器中的数据以MODBUS-RTU格式转换至***单元便于识别处理的JSON格式;DTU还与负载检测单元通过RS485通信,监测智能电表上传PLC的相关电力数据,并将其存储至负载检测单元中进行负载识别处理,负载识别处理完成后,负载检测单元中的负载检测数据回传至DTU;DTU汇总负载检测数据、配电柜状态参数数据和用电设备电力参数数据后统一传递至***单元。
***单元基于云端实现电能数据可视化展示、施工能耗管控、非施工时间现场设备管理、照明负荷调整、电气故障检修管理等功能。
如图2所示,***单元根据施工项目实际情况,将施工项目划分为若干区域,每个区域内的二级配电柜处布置一个用电管理模块,并编号,便于后续数据上传后的分类处理以及故障定位;用电管理模块中的智能电表采集二级配电柜处使用中的用电设备电力参数数据,最终上传至云端后建立基本电力数据库,基本电力数据库包括电流、电压、频率、耗电量等数据,用于进行电力参数直观展示。***单元通过对基本电力数据库中耗电量参数单独分析,以区域为单位,将区域中所有用电设备的耗电量求和,汇总形成区域耗电参数,将各区域耗电参数进行对比分析,形成并展示各区域用电趋势曲线图,帮助相关人员重点关注耗电量较高的区域。***单元还能够根据基本电力数据库中的耗电量数据进行当日、当月的电量汇总统计,直接展示当日、当月环比用电趋势,为制定每个月的用电计划提供数据指导。
如图3所示,***单元根据施工现场常用设备的额定参数于云端建立设备空载和负载电流数据库,用电管理模块中的智能电表采集二级配电柜处使用中的用电设备电力参数数据后交由负载检测单元进行负载识别,判断接入设备的类型,***单元接收负载检测数据并对应设备空载和负载电流数据库中的电流值,筛选出设备的工作电流,与空载和负载电流进行对比,判断设备工作状态为空载或负载,当设备为空载运行状态时,再次判断该状态是否持续10分钟,若是则发出设备空闲关机提醒,否则继续通过智能电表进行实时监测,当设备为负载运行状态时,继续通过智能电表进行实时监测。
如图4所示,***单元内输入有非施工时间区间,本发明所述施工用电节能管理控制***工作时,***单元筛选非施工时间区间内传入的由智能电表采集的用电设备电力参数数据,以工作电流的大小作为判别标准,判断用电设备是否处于工作状态;若判断出用电设备处于工作状态,再次判断该工作状态是否持续10分钟,若持续10分钟则进行非施工时间关机提醒,否则继续通过智能电表进行实时监测,若判断出用电设备未处于工作状态则继续通过智能电表进行实时监测。
***单元还与施工现场永久照明工具、摄像头、光照传感设备联动,通过摄像头以及光照传感设备监测施工现场工作人数及当前光照强度,分析计算出合适的光照,完成自动调亮。
如图5所示,本发明所述施工用电节能管理控制***运行后,***单元建立故障信息数据库,用于储存用电管理模块控制单元计算分析出的故障预警详细信息,包括故障发生时的基本电力参数,如电压、电流、频率、功率因数等,***单元根据这些基本电力参数进行故障原因分析,识别故障具体类型,如短路、断路等,并根据每条故障信息的云端发送接口识别出发生故障的对应用电设备编号,定位故障发生的区域至该区域处的二级配电箱,有助于提高检修人员检修效率。***单元还能够根据每台用电设备的历史故障记录形成单台用电设备故障清单,故障清单中记录有故障发生的频次及时间,结合每台用电设备的运行维护周期情况,合理确定用电设备的维护周期并派发工单至相应的维护人员;例如某台用电设备运行维护周期为1个月,自投入使用后第20天发生故障一次,则工单派发周期为20天和1个月,第二次工单派发周期结合维护周期内发生故障的次数适当增减。
所述实施例为本发明的优选的实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,包括相互连接的用电管理模块和***单元,用电管理模块包括采集单元、控制单元、传输单元,采集单元包括智能电表和电柜状态采集传感器,控制单元包括PLC、模拟量采集模块、数字量采集模块、负载检测单元、以太网模块、扩展通讯模块,传输单元包括DTU和通讯电缆;***单元综合处理采集单元采集到的数据,基于云端实现电能数据可视化展示、施工能耗管控、非施工时间现场设备管理、照明负荷调整、电气故障检修管理。
2.根据权利要求1所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,所述电柜状态采集传感器用于采集配电柜状态参数数据,包括温度传感器、露点传感器、光照传感器、扬尘传感器、电流传感器,电柜状态采集传感器采集的数据以电流信号的形式输入至控制单元的模拟量采集模块中,经PLC通过指令读出,并存储于PLC内部专用寄存器中;智能电表用于采集配电柜下级线路中用电设备电力参数数据,智能电表检测的数据传递至控制单元中,并存储于PLC内部专用寄存器中,用于供负载检测单元使用;PLC内部预设有阈值参数,采集单元采集到的各参数数据超过相应的阈值范围时,PLC输出控制指令至相应的末端设备。
3.根据权利要求1所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,所述传输单元的核心处理器件为DTU,DTU通过RS485基于MODBUS协议与PLC数据互通,将PLC内部专用寄存器中的数据以MODBUS-RTU格式转换至JSON格式,供***单元识别处理;DTU还与负载检测单元通过RS485通信,监测智能电表上传PLC的数据,并将其存储至负载检测单元中进行负载识别处理,负载识别处理完成后,负载检测单元中的负载检测数据回传至DTU,DTU汇总负载检测数据、电柜状态采集传感器采集的配电柜状态参数数据、智能电表采集的用电设备电力参数数据后统一传递至***单元。
4.根据权利要求1所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,所述***单元根据施工项目实际情况将施工项目划分为多个区域,每个区域内的二级配电柜处均布置一个用电管理模块,并编号;智能电表采集二级配电柜处使用中的用电设备电力参数数据,最终上传至云端后建立基本电力数据库,用于进行电力参数直观展示;***单元通过对基本电力数据库中耗电量参数单独分析,以区域为单位,将区域中所有用电设备的耗电量求和,汇总形成区域耗电参数,将各区域耗电参数进行对比分析,形成并展示各区域用电趋势曲线图,提醒相关人员重点关注耗电量较高的区域;***单元还根据基本电力数据库中的耗电量数据进行当日、当月的电量汇总统计,直接展示当日、当月环比用电趋势,为制定每个月的用电计划提供数据指导。
5.根据权利要求1所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,所述***单元根据施工现场常用设备的额定参数于云端建立设备空载和负载电流数据库,智能电表采集二级配电柜处使用中的用电设备电力参数数据后交由负载检测单元进行负载识别,判断接入设备的类型,***单元接收负载检测数据并对应设备空载和负载电流数据库中的电流值,筛选出设备的工作电流,与空载和负载电流进行对比,判断设备工作状态为空载或负载,当设备为空载运行状态时,再次判断该状态持续时间是否超过预设值,若是则发出设备空闲关机提醒,否则继续通过智能电表进行实时监测,当设备为负载运行状态时,继续通过智能电表进行实时监测。
6.根据权利要求1所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,所述***单元内输入有非施工时间区间,施工用电节能管理控制***工作时,***单元筛选非施工时间区间内传入的由智能电表采集的用电设备电力参数数据,以工作电流的大小作为判别标准,判断用电设备是否处于工作状态;若判断出用电设备处于工作状态,再次判断该工作状态持续时间是否超过预设值,若是则进行非施工时间关机提醒,否则继续通过智能电表进行实时监测,若判断出用电设备未处于工作状态则继续通过智能电表进行实时监测。
7.根据权利要求1所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,施工用电节能管理控制***运行后,所述***单元建立故障信息数据库,用于储存用电管理模块控制单元计算分析出的故障预警详细信息,***单元进行故障原因分析,识别故障具体类型,并根据每条故障信息的云端发送接口识别出发生故障的对应用电设备编号,定位故障发生的区域以及该区域处的二级配电箱;***单元根据每台用电设备的历史故障记录形成单台用电设备故障清单,故障清单中记录有故障发生的频次及时间,结合每台用电设备的运行维护周期情况,确定用电设备的维护周期并派发工单至相应的维护人员。
8.根据权利要求1所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,所述负载检测单元包括主控模块、蜂鸣器模块、电源模块、调试模块、交互模块、通信模块,通过收集已知的模型参数建立多维度模型,对工地现场设备负载进行识别,识别对象包括工程现场焊机类、卷扬机类、切割机类和大功率加热类设备四类;模型参数包括频率、相电压、线电压、相电流、中线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功功率需量、无功功率需量、谐波畸变率、相角差、k个谐波含有率n、波峰系数、电话谐波波峰因数,其中,n表示次数,n为从0或从1开始的等差数列,公差为3,n小于等于30,k为等差数列的个数。
9.根据权利要求8所述的工地现场的施工用电节能管理控制***,其特征在于,所述负载检测单元对工地现场设备负载进行识别的过程如下:
步骤1:将已知样本数据库A中的样本数据进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,已知样本数据库A中包含已知的四类识别对象对应的(15+k)种模型参数数据,表示频率值,表示相电压,表示线电压,表示电话谐波波峰因数,表示超平面的截距,表示超平面的法向量,为转置符号;超平面将多维空间分为两个区域,分别是和,其中,表示大功率加热类设备区域,表示现场焊机类、卷扬机类、切割机类设备区域;
步骤2:将已知样本数据库A中现场焊机类、卷扬机类、切割机类设备对应的进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,表示超平面的截距,表示超平面的法向量;超平面按照步骤1中的方法将分为两个区域,分别是和,其中,表示现场焊机类设备区域,表示卷扬机类、切割机类设备区域;
步骤3:将已知样本数据库A中卷扬机类、切割机类设备对应的进行多元线性回归计算,获得超平面,其中,表示超平面的截距,表示超平面的法向量;超平面按照步骤1中的方法将分为两个区域,分别是和,其中,表示卷扬机类设备区域,表示切割机类设备区域;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211075954.XA CN115167273A (zh) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 一种工地现场的施工用电节能管理控制*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211075954.XA CN115167273A (zh) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 一种工地现场的施工用电节能管理控制*** |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115167273A true CN115167273A (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=83482116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211075954.XA Pending CN115167273A (zh) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 一种工地现场的施工用电节能管理控制*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115167273A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115859160A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-28 | 中建安装集团有限公司 | 建筑工程用电设备分类识别及节能减碳控制***及方法 |
CN115882608A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-31 | 中建安装集团有限公司 | 一种建筑工程用电节能减碳控制***及方法 |
CN116016703A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-25 | 中铁建工集团有限公司 | 一种智慧工地ai超级网关*** |
CN116243072A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-06-09 | 中建安装集团有限公司 | 一种适用于建筑工地的用电设备***性维护管理***及方法 |
CN116300661A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-06-23 | 青岛宇方机器人工业股份有限公司 | 基于物联网的现场数据采集*** |
Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003029922A2 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-10 | Kline & Walker, Llc | Pfn/trac system faa upgrades for accountable remote and robotics control |
JP2006090923A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toko Electric Corp | 電力用管理システム |
CN102495967A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-06-13 | 山东电力集团公司济宁供电公司 | 在运电力变压器检修周期计算方法 |
CN102969801A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-13 | 重庆大学 | 电流型无线供电***负载识别方法 |
CN202956598U (zh) * | 2012-09-28 | 2013-05-29 | 北京同步科技有限公司 | 学习型智能电源管理*** |
CN106194179A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 太原理工大学 | 一种煤矿井下综采工作面生产设备自动停机控制方法 |
CN206931843U (zh) * | 2017-06-12 | 2018-01-26 | 辽宁精通世创发展股份有限公司 | 一种智能配电箱 |
CN108448727A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-08-24 | 安徽方瑞电气科技有限公司 | 一种配电柜的监控***及方法 |
CN207833300U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-09-07 | 中建八局第二建设有限公司 | 一种工地水电节能监测及无线远程控制*** |
CN208637800U (zh) * | 2018-08-28 | 2019-03-22 | 北京国岩华北技术检测有限公司 | 智能电力监测装置 |
CN110514889A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-11-29 | 浙江万胜智能科技股份有限公司 | 一种非侵入式家庭用电负载识别的方法及*** |
CN110646471A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-03 | 杭州铂得科技有限公司 | 一种微环境智能监测装置和微环境智能监测*** |
CN110803441A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-18 | 广东伟创五洋智能设备有限公司 | 一种自动化仓库设备*** |
CN210155227U (zh) * | 2019-04-28 | 2020-03-17 | 中建八局第三建设有限公司 | 一种施工现场临时用电智能监测装置 |
CN211696495U (zh) * | 2019-12-31 | 2020-10-16 | 深圳市红岩电控设备有限公司 | 配电柜散热监测*** |
CN112488541A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-12 | 深圳先进技术研究院 | 面向工地用电设备多模态故障预警方法及*** |
CN113191635A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-30 | 中建安装集团南京建设有限公司 | 建筑工程现场电能智慧化管理*** |
CN113325308A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-31 | 北京中大科慧科技发展有限公司 | 一种用于数据中心的供电故障检测方法 |
CN113587987A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-02 | 江苏海恩德电气有限公司 | 一种基于物联网的智能化能耗监控云平台 |
-
2022
- 2022-09-05 CN CN202211075954.XA patent/CN115167273A/zh active Pending
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003029922A2 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-10 | Kline & Walker, Llc | Pfn/trac system faa upgrades for accountable remote and robotics control |
JP2006090923A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toko Electric Corp | 電力用管理システム |
CN102495967A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-06-13 | 山东电力集团公司济宁供电公司 | 在运电力变压器检修周期计算方法 |
CN202956598U (zh) * | 2012-09-28 | 2013-05-29 | 北京同步科技有限公司 | 学习型智能电源管理*** |
CN102969801A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-13 | 重庆大学 | 电流型无线供电***负载识别方法 |
CN106194179A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 太原理工大学 | 一种煤矿井下综采工作面生产设备自动停机控制方法 |
CN206931843U (zh) * | 2017-06-12 | 2018-01-26 | 辽宁精通世创发展股份有限公司 | 一种智能配电箱 |
CN207833300U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-09-07 | 中建八局第二建设有限公司 | 一种工地水电节能监测及无线远程控制*** |
CN108448727A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-08-24 | 安徽方瑞电气科技有限公司 | 一种配电柜的监控***及方法 |
CN208637800U (zh) * | 2018-08-28 | 2019-03-22 | 北京国岩华北技术检测有限公司 | 智能电力监测装置 |
CN210155227U (zh) * | 2019-04-28 | 2020-03-17 | 中建八局第三建设有限公司 | 一种施工现场临时用电智能监测装置 |
CN110514889A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-11-29 | 浙江万胜智能科技股份有限公司 | 一种非侵入式家庭用电负载识别的方法及*** |
CN110646471A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-03 | 杭州铂得科技有限公司 | 一种微环境智能监测装置和微环境智能监测*** |
CN110803441A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-18 | 广东伟创五洋智能设备有限公司 | 一种自动化仓库设备*** |
CN211696495U (zh) * | 2019-12-31 | 2020-10-16 | 深圳市红岩电控设备有限公司 | 配电柜散热监测*** |
CN112488541A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-12 | 深圳先进技术研究院 | 面向工地用电设备多模态故障预警方法及*** |
CN113325308A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-31 | 北京中大科慧科技发展有限公司 | 一种用于数据中心的供电故障检测方法 |
CN113191635A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-30 | 中建安装集团南京建设有限公司 | 建筑工程现场电能智慧化管理*** |
CN113587987A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-02 | 江苏海恩德电气有限公司 | 一种基于物联网的智能化能耗监控云平台 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
唐娟: "《低碳经济视角下低碳消费研究》", 31 August 2017 * |
孙梓尧: "基于物联网技术的用电管理***设计", 《工程技术研究》 * |
成永红: "《测控技术在电力设备在线检测中的应用》", 31 July 2007 * |
施彦: "《神经网络设计方法与实例分析》", 31 December 2009 * |
杨承惁: "《绿色建筑施工与管理》", 31 August 2020 * |
谢秉正: "《绿色智能建筑工程技术》", 31 March 2007 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116243072A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-06-09 | 中建安装集团有限公司 | 一种适用于建筑工地的用电设备***性维护管理***及方法 |
CN116243072B (zh) * | 2022-12-08 | 2024-01-23 | 中建安装集团有限公司 | 一种适用于建筑工地的用电设备***性维护管理***及方法 |
CN116016703A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-25 | 中铁建工集团有限公司 | 一种智慧工地ai超级网关*** |
CN116016703B (zh) * | 2022-12-27 | 2024-01-05 | 中铁建工集团有限公司 | 一种智慧工地ai超级网关*** |
CN115859160A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-28 | 中建安装集团有限公司 | 建筑工程用电设备分类识别及节能减碳控制***及方法 |
CN115882608A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-03-31 | 中建安装集团有限公司 | 一种建筑工程用电节能减碳控制***及方法 |
CN116300661A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-06-23 | 青岛宇方机器人工业股份有限公司 | 基于物联网的现场数据采集*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN115167273A (zh) | 一种工地现场的施工用电节能管理控制*** | |
CN106655522B (zh) | 一种适用于电网二次设备运维管理的主站*** | |
CN108873842B (zh) | 一站式无人值守泵站自动化控制*** | |
CN107991525B (zh) | 一种绿色产业园区供用电能效监测与故障责任识别方法及*** | |
WO2021217695A1 (zh) | 基于智能工厂框架的供配用电网智能数据采集整理*** | |
CN106600447B (zh) | 一种变电站巡检机器人集中监控***大数据云分析方法 | |
CN114676984A (zh) | 一种智慧建造施工用*** | |
CN114124953A (zh) | 一种电力通信智慧机房运维管控*** | |
CN110336379B (zh) | 基于物联网的变电站在线监测***及终端设备 | |
CN106443433B (zh) | 基于分合闸线圈电流的断路器状态监测***及监测方法 | |
CN113535765A (zh) | 一种基于工业互联网的智慧工厂远程实时监测调控云平台 | |
CN117811219B (zh) | 一种基于人工智能的工业企业电气智能化管理***及方法 | |
CN104820884A (zh) | 一种结合电力***特征的电网调度实时数据稽查方法 | |
CN114936652A (zh) | 一种电气设备远程监测控制*** | |
CN110750760B (zh) | 一种基于态势感知和控制图的异常理论线损检测方法 | |
CN109119923A (zh) | 变配电所设备智能巡检***及其巡检方法 | |
CN112180865A (zh) | 一种智能化配电室及设备监控*** | |
CN106682742B (zh) | 一种基于物联网技术的实时数据采集分析方法 | |
CN108093210A (zh) | 一种变压器油位告警***及其告警方法 | |
CN116154968A (zh) | 一种基于iec104协议传感器的电力参数监测*** | |
CN116488351A (zh) | 一种基于物联网的低压配电箱远程监控方法和*** | |
CN111722601A (zh) | 一种水泥生产线实时监控*** | |
CN111509839A (zh) | 一种基于告警信号的跳闸事件化模型分析方法 | |
CN116050781A (zh) | 一种基于工业互联网的企业智慧管理*** | |
CN114357762A (zh) | 一种智慧电力设备云端监控自动化*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221011 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |