智能臺區(qū)監(jiān)控終端的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能臺區(qū)監(jiān)控終端，它由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流采樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、以太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊等組成。主控模塊是整個裝置的核心，具備峰、谷、平電能量采集和累計、時鐘對時、規(guī)約解釋等功能。數(shù)據(jù)采集包括狀態(tài)量采集、門節(jié)點、電能表數(shù)據(jù)采集、交流模擬量采集、直流模擬量采集和無功補償。通信接口負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路。
【專利說明】智能臺區(qū)監(jiān)控終端

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是農網智能臺區(qū)監(jiān)控終端，屬于農網技術改造領域。

【背景技術】
[0002]當前，農網配電臺區(qū)配置多樣，由于存在多個系統(tǒng)，加重了管控和維護任務。而各系統(tǒng)之間彼此孤立，導致了信息不能達到有效地共享，運行人員無法及時地獲知現(xiàn)場的實時運行情況，抄總表、設置漏電、投切開關等必須到現(xiàn)場，采用人工統(tǒng)計報表的方式。功能單一，沒有統(tǒng)一的監(jiān)測裝置，缺乏對配電臺區(qū)無功補償?shù)入娔苜|量問題的有效監(jiān)控和綜合管理。因此，要使配電臺區(qū)達到信息化，自動化及綜合管理的要求，必須建設集多功能于一體的智能配電臺區(qū)。
[0003]2010年I月20日，國家電網公司“農村智能配電網試點工程配套關鍵技術應用研究”項目啟動會在北京召開。項目緊密圍繞國家電網公司智能電網發(fā)展目標，立足農村配電網現(xiàn)狀及智能配電網發(fā)展需求，解決農村智能配電網建設中的關鍵技術問題，提供相應技術解決方案及配套軟硬件，依托技術研究成果，建設農村智能配電網試點工程，為農村智能配電網的建設提供理論、技術及實踐依據(jù)。
[0004]2011年4月，國家電網公司正式推出相關標準:Q/GDW 615-2011《農網智能配變終端規(guī)范和技術條件》和Q/GDW 614-2011《農網智能型低壓配電箱功能規(guī)范和技術條件》。


【發(fā)明內容】

[0005]為了把終端設計成集配變監(jiān)測終端、無功補償控制器、抄表集中器和電能質量監(jiān)測儀四種裝置于一體的新型智能監(jiān)控終端，需要實現(xiàn)如下單元模塊:
[0006]1、交流遙測模塊:它首先把交流220V/110V/5A/1A的信號經過PT/CT變換成適合AD芯片的小信號，然后AD芯片對這些小信號進行采樣保持，最后變換成數(shù)字信號輸出到CPU ；
[0007]2、開入遙信模塊:對現(xiàn)場狀態(tài)量進行采集，采用光電隔離把終端內外的信號隔離；
[0008]3、開出遙控模塊:控制DC24V繼電器線圈，從繼電器觸點輸出，控制現(xiàn)場保護開關;
[0009]4、無功投切模塊:控制DC12V光耦，控制電容投切開關。
[0010]5、通信模塊:把CPU發(fā)出的數(shù)據(jù)按照不同的接口發(fā)送出去，譬如RS485，同時也接收外面的設備發(fā)給終端的數(shù)據(jù)；
[0011]6、CPU主控模塊；包括CPU回路、存儲回路以及相關接口回路，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、存儲、通信等任務。
[0012]本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采樣的技術方案為:一種智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:它由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流采樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、以太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊組成；
[0013]所述主控單元是整個裝置的核心，進行峰、谷、平電能量采集和累計、時鐘對時、規(guī)約解釋；
[0014]所述交流采樣模塊負責狀態(tài)量采集、門節(jié)點、電能表數(shù)據(jù)采集、交流模擬量采集、直流模擬量采集和無功補償；
[0015]所述通訊接口模塊負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路；
[0016]所述液晶顯示及按鍵模塊、交流采樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、以太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊分別與所述主控單元相連。
[0017]有益效果:終端具有和低壓保護開關和無功補償開關的接口能力；具有豐富的通信組網能力，既有以太網、GPRS無線遠程組網手段，又具備zigbee、電力載波、RS485通信臺區(qū)就地組網能力；終端具有電力行業(yè)傳統(tǒng)的電力“三遙”能力，即:遙測、遙信、遙控。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0019]圖1為本實用新型結構框圖；
[0020]圖2為交流遙測模塊原理圖；
[0021]圖3為開入遙信模塊原理圖；
[0022]圖4為開出遙控模塊原理圖；
[0023]圖5為通信模塊原理圖。

【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0025]圖1為本實用新型結構框圖，圖2-5分別為交流遙測模塊、開入遙信模塊、開出遙控模塊、通信模塊。本實施例的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，該終端是配電臺區(qū)的控制中樞，它負責智能配電臺區(qū)與主站、智能控制與保護開關的通信聯(lián)絡，采集、計算、存儲配電臺區(qū)變壓器的各類數(shù)據(jù)，控制“智能控制與保護開關”和無功補償電容的投切，它是集配變監(jiān)測終端、無功補償控制器、抄表集中器和電能質量監(jiān)測儀四種裝置于一體的新型智能監(jiān)控終端。終端硬件主要由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流采樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、以太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊等組成。主控模塊是整個裝置的核心，具備峰、谷、平電能量采集和累計、時鐘對時、規(guī)約解釋等功能。數(shù)據(jù)采集包括狀態(tài)量采集、門節(jié)點、電能表數(shù)據(jù)采集、交流模擬量采集、直流模擬量采集和無功補償。通信接口負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路。
[0026]終端CPU采用性價比高的M3芯片，外帶支持存儲回路，包括SDRAM、NOR FLASH,NAND FLASH等；采用AD7606芯片完成交流采樣功能，實現(xiàn)電壓電流的采樣；采用光耦輸入把外置的開關信號耦合到總線buffer，從而實現(xiàn)遙信功能；采用輸出buffer，然后通過繼電器輸出來實現(xiàn)遙控功能；通過CPU計算采樣的U、1、P、Q、cos Φ，然后判斷是否電容投切，采用12V光耦投切和投切開關接口，從而實現(xiàn)無功補償功能；最后，充分利用CPU的通信資源，把接口按照標準做成RS485、以太網等通信接口，從而實現(xiàn)終端通信組網功能。
[0027]雖然本發(fā)明已較佳實例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內，自當可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應該以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。
【權利要求】
1.一種智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:它由主控單元、液晶顯示及按鍵模塊、交流采樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、以太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊組成； 所述主控單元是整個裝置的核心，進行峰、谷、平電能量采集和累計、時鐘對時、規(guī)約解釋； 所述交流采樣模塊負責狀態(tài)量采集、門節(jié)點、電能表數(shù)據(jù)采集、交流模擬量采集、直流模擬量采集和無功補償； 所述通訊接口模塊負責接口之間的轉換，包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS無線通信、串口直連通信、zigbee無線通信和紅外通訊接口電路； 所述液晶顯示及按鍵模塊、交流采樣模塊、通訊接口模塊、輸入輸出接口模塊、GPRS模塊、以太網接口模塊、手持抄讀模塊、載波通訊模塊分別與所述主控單元相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:終端具有和低壓保護開關的接口能力。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:終端具有和無功補償開關的接口能力。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:終端具有無功補償?shù)姆治雠c判斷能力。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:通過CPU計算采樣的U、1、P、Q、cos #，然后判斷是否電容投切，采用12V光耦投切和投切開關接口，從而實現(xiàn)無功補償。
6.根據(jù)權利要求1所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:終端具有豐富的通信組網能力，既有以太網、GPRS無線遠程組網手段，又具備zigbee、電力載波、RS485通信臺區(qū)就地組網能力。
7.根據(jù)權利要求1所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:利用CPU的通信資源，把接口按照標準做成RS485、以太網通信接口，從而實現(xiàn)終端通信組網。
8.根據(jù)權利要求1所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:終端具有遙測、遙信、遙控能力。
9.根據(jù)權利要求8所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:采用光耦輸入把外置的開關信號耦合到總線buffer，從而實現(xiàn)遙信功能；采用輸出buffer，然后通過繼電器輸出來實現(xiàn)遙控功能。
10.根據(jù)權利要求1所述的智能臺區(qū)監(jiān)控終端，其特征在于:所述主控單元采用性價比高的M3芯片，外帶支持存儲回路，包括SDRAM、NOR FLASH, NAND FLASH ;所述交流采樣模塊采用AD7606芯片完成交流采樣，實現(xiàn)電壓電流的采樣。
【文檔編號】H02J13/00GK204089352SQ201420618367
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權日:2014年10月23日
【發(fā)明者】任彬, 方斌斌, 張瑞 申請人:南京國電南自城鄉(xiāng)電網自動化工程有限公司