專利名稱：非接觸式電能信息采控器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于各類建筑物內，對電能監(jiān)控系統(tǒng)中電能參數信息進行采集控制的全新裝置。
背景技術：
現有技術對建筑物內用電情況進行監(jiān)測的裝置，通常采用智能電能表或在電能表的基礎上加裝智能模塊來采集監(jiān)測電能信息。這類裝置必須有電能表，無論采用智能電能表，還是在電能表的基礎上加裝智能模塊，都脫離不了電能表本身的主要功能——作為一種用電收費的計量裝置；更主要的是它不能對被測目標內的異常用電情況進行監(jiān)測，更談不上對電能參數和異常用電情況進行控制，即不是專用的電能信息監(jiān)控的裝置。故存在如下弊端1、裝置的本身能耗較高；2、由于電能表反應慢造成監(jiān)測的數據密度不夠；3、由于必須加裝智能電能表，或在原電能表上加裝智能模塊，使其系統(tǒng)造價高；4、監(jiān)測參數單一； 5、對被測目標需進行電力線改造，即加裝電能表，工程實施難度較大；6、不能對異常用電進行監(jiān)測與控制。正是由于現有的電能監(jiān)測技術存在的諸多弊端，抑制了樓宇電能監(jiān)控系統(tǒng)的推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述問題進行了深入的研究，為了克服現有技術能耗較高、造價高、工程實施難度較大、不能對異常用電進行監(jiān)測與控制等不足，本發(fā)明提供一種以極小的功耗， 實時動態(tài)地把監(jiān)控所需的各種電能參數檢測出來并能進行分析與控制，其制造成本低、工程實施簡便易行、利于大面積推廣的非接觸式電能信息采控器。本發(fā)明為解決上述問題所采取的技術方案是非接觸式電能信息采控器，主要包括第一，若干個電能信息采集與處理的部分[10]；第二，電能信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分[11]。1)電能信息采集與處理的部分[10]在被監(jiān)控目標的電力線入口處加裝非接觸式傳感器----電流互感器[1]、電壓互感器[2]，它與電能信息處理模塊[3]相連，電能信息處理模塊[3]還與時鐘電路、保護單元相連，中央處理器[4]與接口 [5]相連，還與繼電器模塊[9]、地址控制單元、復位單元相連；非接觸式傳感器將被監(jiān)測目標各項電能參數如電流、電壓、電能(kW · h)、有功功率、無功功率、諧波、異常用電等通過電磁感應原理檢出， 并送至電能信息處理模塊[3]，由中央處理器[4]實時讀取電能信息處理模塊[3]中的數據，并對電流、電壓、電能(kW h)有功功率、無功功率、諧波、異常用電等數據進行寄存，最后再通過接口 [5]輸出；2)電能信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分[11]接口 [5]與通信協議轉換模塊[6]相連，中央處理器[7]與通信協議轉換模塊[6]、通信協議轉換模塊[8]相連，還與緩沖處理單元、時鐘電路相連；接口 [5]送來各被監(jiān)測目標的電能參數，經通信協議轉換模塊[6]傳送至中央處理器[7]以對數據進行分類收集、存儲，中央處理器[7]將數據通過通信協議轉換模塊[8]進行協議轉換，當收到監(jiān)控平臺服務器[12]發(fā)來的數據傳輸命令時， 以IP包的形式經計算機網絡傳送至電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]，電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]如發(fā)現異常用電情況，通過計算機網絡將控制信息由該部分送至第一部分，控制繼電器模塊[9]將被監(jiān)測目標的電源斷開。本發(fā)明的有益效果是當被監(jiān)控目標使用電能時，利用電磁感應原理，通過非接觸式電流互感器[1]和電壓互感器[2]檢測出被監(jiān)控目標的用電電流、電壓及其它電能參數信息，通過CSM63電能信息處理模[3]計算出相應的電能參數，經MCUl第一個中央處理器進行解析處理并寄存。根據電能信息監(jiān)控平臺服務器[1 的要求，中央處理器[4]將即時電流、電壓、電能(kW -h)、有功功率、無功功率、諧波、異常用電等信息，通過RS485接口、RS485-RS232通信協議轉換模塊[6]送至MCU2第二個中央處理器[7]進行分類收集、 存儲并轉換成IP包的形式。通過RS232-TCP/IP通信協議轉換模塊[8]利用計算機網絡系統(tǒng)，將檢出的各種電能參數信息送至電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]。電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]將各監(jiān)測點送來的信息匯集、整理、存儲并通過用戶界面顯示出來，當某個監(jiān)測點出現異常用電信息時可及時進行控制。此技術方案與現有的智能電表或電能表加智能模塊技術相比，有以下明顯優(yōu)勢1、安裝方便，易于施工。由于采用了非接觸式監(jiān)測，因而可以避免對原供電系統(tǒng)的改造。2、性價比高。因為采用了先進的非接觸式方法和微芯片技術，加之避免了對原供電系統(tǒng)的改造，所以，對每個被監(jiān)測點的監(jiān)測造價遠小于現有技術的造價，利于大面積推廣。該技術方案不僅可對建筑物內房間用電情況監(jiān)控，還可以對其它用電對象進行分類監(jiān)控。3、監(jiān)控電能參數全面?？杀O(jiān)控電流、電壓、電能(kW*h)、諧波、有功功率、無功功率、異常用電等參數。4、監(jiān)測傳感器壽命長，精度在全壽命周期保持不變。5、管理、維護簡單方便。由于采用了非接觸式測量方法、微芯片技術，因此，在系統(tǒng)運行過程中可免維護。6、可監(jiān)測異常用電，并進行控制。7、監(jiān)測系統(tǒng)自身功耗極低，由于無需電能表，這與傳統(tǒng)技術相比可大幅度節(jié)約電能，實現了低碳監(jiān)測。


圖1是非接觸式電能信息采控器在電能監(jiān)控系統(tǒng)中的工作原理示意圖。圖2是信息采集與處理的部分(第一部分)電路原理方框圖。圖3是信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分(第二部分)的電路原理方框圖。圖4是信息采集與處理的部分軟件程序框圖。圖5是信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分軟件程序圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明如圖1所示，示意了非接觸式電能信息采控器在整個電能監(jiān)控系統(tǒng)中的工作原理。在整個電能監(jiān)控系統(tǒng)中，有若干個信息采集與處理的部分[10]被安裝在每個被監(jiān)測目標的電力線入口處，該部分將每個被監(jiān)測目標中的各種電能信息數據，通過RS48接口 [5] 送到非接觸式電能信息采控器的第二部分，即在信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分 [11]中數據進行分類收集、存儲，通過RS232-TCP/IP通訊協議轉換模塊[8]以IP包的形式經計算機網絡傳送至電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]。如圖2所示，信息采集與處理的部分[10]由電流互感器[1]、電壓互感器[2]以非接觸式方式，將該被監(jiān)檢測目標的電能使用情況，即時通過電磁感應原理檢出，送至CSM63 電能信息處理模塊[3]，計算出相應的電能參數，通過SPI內部總線送至MCUl第一個中央處理器[4]進行解析處理。經處理獲得所需的電流、電壓、電能(kW h)、有功功率、無功功率、諧波、異常用電等參數，并把處理的結果寄存(如圖4，(a)為主循環(huán)(b)為串口中斷)。 同時中央處理器[4]將即時電流、電壓、電能(kW*h)有功功率、無功功率、諧波、異常用電等信息，通過RS485接口 [5]送至本技術方案的第二部分。如圖3，信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分[11]在接到通過RS485接口 [5]送來的信息后，經RS485-RS232通訊協議轉換模塊[6]送至MCU2第二個中央處理器[7] 進行分類收集、存儲，再通過RS232-TCP/IP通訊協議轉換模塊[8]轉換成IP包的形式送出。該部分的作用是將非接觸式電能信息采控器的第一部分送來的每個被監(jiān)測目標中的各項電能參數，通過RS485-RS232通訊協議轉換模塊[6]送至第二個中央處理器[7]進行數據分類收集、存儲，在得到電能監(jiān)控平臺服務[12]的上傳數據指令后(如圖5所示，(a)為主循環(huán)(b)為串口中斷)，將寄存的數據經RS232-TCP/IP通信協議轉換模塊[8]，以IP包的形式由計算機網絡系統(tǒng)送至電能監(jiān)控平臺服務器[12]。同時，電能監(jiān)控平臺服務器[12] 接收到電能信息數據后，進行程序判斷，如某被監(jiān)測目標中出現異常用電，電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]發(fā)出控制指令至信息采集與處理的部分[10]立即報警并且通過繼電器模塊 [9]切斷該被監(jiān)測目標中的供電。
權利要求
1. 一種非接觸式電能信息采控器，其特征主要包括第一，若干個電能信息采集與處理的部分[10]；第二，電能信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分[11]1)電能信息采集與處理的部分[10]在被監(jiān)控目標的電力線入口處加裝非接觸式傳感器--—電流互感器[1]、電壓互感器[2]，它與電能信息處理模塊[3]相連，電能信息處理模塊[3]還與時鐘電路、保護單元相連，中央處理器[4]與接口 [5]相連，還與繼電器模塊[9]、地址控制單元、復位單元相連；非接觸式傳感器將被監(jiān)測目標各項電能參數如電流、電壓、電能(kW · h)、有功功率、無功功率、諧波、異常用電等通過電磁感應原理檢出，并送至電能信息處理模塊[3]，由中央處理器[4]實時讀取電能信息處理模塊[3]中的數據， 并對電流、電壓、電能(kW*h)有功功率、無功功率、諧波、異常用電等數據進行寄存，最后再通過接口 [5]輸出；2)電能信息集中、存儲、傳輸與通信協議轉換部分[11]接口[5]與通信協議轉換模塊[6]相連，中央處理器[7]與通信協議轉換模塊W]、通信協議轉換模塊[8]相連，還與緩沖處理單元、時鐘電路相連；接口 [5]送來各被監(jiān)測目標的電能參數，經通信協議轉換模塊[6]傳送至中央處理器[7]以對數據進行分類收集、存儲，中央處理器[7]將數據通過通信協議轉換模塊[8]進行協議轉換，當收到監(jiān)控平臺服務器[12]發(fā)來的數據傳輸命令時， 以IP包的形式經計算機網絡傳送至電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]，電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]如發(fā)現異常用電情況，通過計算機網絡將控制信息由該部分送至第一部分，控制繼電器模塊[9]將被監(jiān)測目標的電源斷開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非接觸式電能信息采控器。解決了成本高、實施難度大、不能對異常用電進行監(jiān)測控制等問題。該采控器由電能信息采集與處理的部分[10]和電能信息集中、存儲、傳輸與通訊協議轉換部分[11]構成在被監(jiān)控目標的電力線入口加裝非接觸式傳感器，由電磁感應原理檢出電能信息，經電能信息處理模塊[3]、中央處理器[4]處理為所需電能參數，由接口[5]送至第二部分；第二部分接收的電能參數，由通訊協議轉換模塊[6]、中央處理器[7]進行、分類收集、存儲，經通訊協議轉換模塊[8]將電能參數通過計算機網絡送至電能信息監(jiān)控平臺服務器[12]且發(fā)出控制指令至第一部分，從而實現報警并控制繼電器模塊[9]斷電。大幅節(jié)能，實現了低碳用電的監(jiān)控。
文檔編號G01R22/08GK102279314SQ20101019929
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權日2010年6月12日
發(fā)明者劉長利 申請人:劉長利