一种基于物联网的智能模块化低压断路器及其操作方法转让专利
申请号 : CN201610342412.2
文献号 : CN105811586A
文献日 : 2016-07-27
发明人 : 马文星 , 张建江 , 卢秀泉 , 王加法 , 王中山
申请人 : 杭州申发电气有限公司 , 吉林大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于物联网的智能模块化低压断路器,其特征在于:包括断路器壳体(1),所述的断路器壳体(1)中设有电源模块(2)、传感器模组、电磁操纵机构(3)、触头系统(4)和嵌入式控制芯片(5),所述的电源模块(2)分别与传感器模组、嵌入式控制芯片(5)相连接;
所述的传感器模组的一端设在断路器壳体(1)的插槽内,传感器模组的一端设与嵌入式控制芯片(5)相连接;所述的传感器模组包括过电流传感器模块(6)、欠电压传感器模块(7)、分励传感器模块(8)和热传感器模块(9),所述的过电流传感器模块(6)、欠电压传感器模块(7)、分励传感器模块(8)和热传感器模块(9),呈并联分布;
所述的电磁操纵机构(3)随导轨滑动控制触头系统(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能模块化低压断路器,其特征在于:所述的断路器壳体(1)中设有与嵌入式控制芯片(5)相连接的空传感器接口(10),所述的空传感器接口(10)的数量为4个。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于物联网的智能模块化低压断路器及其操作方法,其特征在于按以下步骤进行:
(1)、组装:
将电源模块、传感器模组、电磁操纵机构、触头系统和嵌入式控制芯片装至断路器壳体中,传感器模组中的过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块和热传感器模块呈并联分布,传感器模组的一端通过传感器电源线与嵌入式控制芯片相连接,传感器模组的另一端通过IIC线与嵌入式控制芯片相连接,嵌入式控制芯片与区域物联网网关相连接,区域物联网网关通过控制中心控制,嵌入式控制芯片与电磁操纵机构相连接;
(2)、分析控制:
使用由继电器控制的电磁操纵机构控制断路器触头系统触点的通断,针对发生不同电路故障设置了对应的传感器模块,分别为过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块、热传感器模块,当发生相应的电路故障时,传感器模组接收信号,并将信号通过IIC总线传输至嵌入式控制芯片,信号经由嵌入式系统软件进行处理并将电路的实时信息经由区域物联网网关传输至控制中心,电磁操纵机构在接收指令后进行动作,动作完毕后向嵌入式控制系统发送反馈信号,以确认动作是否顺利完成,实现保护功能;
并且还预设了4个传感器模块插槽,一方面可以实现当其他插槽损坏后作为备选之用,提高了可靠性要求;另一方面这几个预设传感器模块插槽还可以根据用户的需求实现其他的控制、保护的功能,应用性更强;
嵌入式控制芯片对断路器各种功能的控制参数经由物联网远程设定和修改;物联网技术利用局部网络或互联网等通信技术把传感器模组、控制中心以及机器、人员和物通过联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化,用户根据自己的需求在嵌入式控制芯片中写入程序,并经由物联网在控制中心远程操控,方便快捷,灵活性变通性更强;
电源模块内部内置蓄电池,当电子设备在电路正常时,会自动使用电路上的交流电经电源模块变压整流后供电,当电路出现故障时,启动蓄电池进行供电,防止断路器在电路突发故障情况下因供电不足而无法工作;
(3)、指令操作:
嵌入式控制芯片通过4G或WIFI把传感器模组的信号向区域物联网网关传递,同时发出让电磁操纵机构工作的指令;区域物联网网关传递信号给控制中心;嵌入式控制芯片与传感器模组的电源由电源模块提供,电源模块内置有蓄电池,当且仅当电源断电时,蓄电池工作,其余情况蓄电池不工作,电由大电源提供;当工作线路出现过电流、欠电压、过热现象时,信号通过信号线传递给相应的传感器模块,相应的传感器模块将信号通过IIC总线传给嵌入式控制芯片,嵌入式控制芯片将指令传递给具有独立电源的电磁操纵机构,电磁操纵机构工作使触头系统分离,起到断路保护的作用;
所有区域的物联网网关都可以传递信号给控制中心,每个区域的物联网网关通过WIFI或4G监控这各个工位的断路器节点,每个断路器节点以嵌入式芯片为中心,通过各式传感器在前方监测反馈信号来自动控制电磁操纵机构的动作。
说明书 :
一种基于物联网的智能模块化低压断路器及其操作方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述的传感器模组的一端设在断路器壳体的插槽内,传感器模组的一端设与嵌入式控制芯片相连接;所述的传感器模组包括过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块和热传感器模块,所述的过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块和热传感器模块呈并联分布;
所述的电磁操纵机构随导轨滑动控制触头系统。
将电源模块、传感器模组、电磁操纵机构、触头系统和嵌入式控制芯片装至断路器壳体中,传感器模组中的过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块和热传感器模块呈并联分布,传感器模组的一端通过传感器电源线与嵌入式控制芯片相连接,传感器模组的另一端通过IIC线与嵌入式控制芯片相连接,嵌入式控制芯片与区域物联网网关相连接,区域物联网网关通过控制中心控制,嵌入式控制芯片与电磁操纵机构相连接;
(2)、分析控制:
使用由继电器控制的电磁操纵机构控制断路器触头系统触点的通断,针对发生不同电路故障设置了对应的传感器模块,分别为过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块、热传感器模块,当发生相应的电路故障时,传感器模组接收信号,并将信号通过IIC总线传输至嵌入式控制芯片,信号经由嵌入式系统软件进行处理并将电路的实时信息经由区域物联网网关传输至控制中心,电磁操纵机构在接收指令后进行动作,动作完毕后向嵌入式控制系统发送反馈信号,以确认动作是否顺利完成,实现保护功能;
并且还预设了4个传感器模块插槽,一方面可以实现当其他插槽损坏后作为备选之用,提高了可靠性要求;另一方面这几个预设传感器模块插槽还可以根据用户的需求实现其他的控制、保护的功能,应用性更强;
嵌入式控制芯片对断路器各种功能的控制参数经由物联网远程设定和修改;物联网技术利用局部网络或互联网等通信技术把传感器模组、控制中心以及机器、人员和物通过联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化,用户根据自己的需求在嵌入式控制芯片中写入程序,并经由物联网在控制中心远程操控,方便快捷,灵活性变通性更强;
电源模块内部内置蓄电池,当电子设备在电路正常时,会自动使用电路上的交流电经电源模块变压整流后供电,当电路出现故障时,启动蓄电池进行供电,防止断路器在电路突发故障情况下因供电不足而无法工作;
(3)、指令操作:
嵌入式控制芯片通过4G或WIFI把传感器模组的信号向区域物联网网关传递,同时发出让电磁操纵机构工作的指令;区域物联网网关传递信号给控制中心;嵌入式控制芯片与传感器模组的电源由电源模块提供,电源模块内置有蓄电池,当且仅当电源断电时,蓄电池工作,其余情况蓄电池不工作,电由大电源提供;当工作线路出现过电流、欠电压、过热现象时,信号通过信号线传递给相应的传感器模块,相应的传感器模块将信号通过IIC总线传给嵌入式控制芯片,嵌入式控制芯片将指令传递给具有独立电源的电磁操纵机构,电磁操纵机构工作使触头系统分离,起到断路保护的作用;
所有区域的物联网网关都可以传递信号给控制中心,每个区域的物联网网关通过WIFI或4G监控这各个工位的断路器节点,每个断路器节点以嵌入式芯片为中心,通过各式传感器在前方监测反馈信号来自动控制电磁操纵机构的动作。
附图说明
图3是本发明作为物联网节点的物联网结构简图。
具体实施方式
所述的电磁操纵机构3随导轨滑动控制触头系统4。
将电源模块、传感器模组、电磁操纵机构、触头系统和嵌入式控制芯片装至断路器壳体中,传感器模组中的过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块和热传感器模块呈并联分布,传感器模组的一端通过传感器电源线与嵌入式控制芯片相连接,传感器模组的另一端通过IIC线与嵌入式控制芯片相连接,嵌入式控制芯片与区域物联网网关相连接,区域物联网网关通过控制中心控制,嵌入式控制芯片与电磁操纵机构相连接;
(2)、分析控制:
使用由继电器控制的电磁操纵机构控制断路器触头系统触点的通断,针对发生不同电路故障设置了对应的传感器模块,分别为过电流传感器模块、欠电压传感器模块、分励传感器模块、热传感器模块,当发生相应的电路故障时,传感器模组接收信号,并将信号通过IIC总线传输至嵌入式控制芯片,信号经由嵌入式系统软件进行处理并将电路的实时信息经由区域物联网网关传输至控制中心,电磁操纵机构在接收指令后进行动作,动作完毕后向嵌入式控制系统发送反馈信号,以确认动作是否顺利完成,实现保护功能;
并且还预设了4个传感器模块插槽,一方面可以实现当其他插槽损坏后作为备选之用,提高了可靠性要求;另一方面这几个预设传感器模块插槽还可以根据用户的需求实现其他的控制、保护的功能,应用性更强;
嵌入式控制芯片对断路器各种功能的控制参数经由物联网远程设定和修改;物联网技术利用局部网络或互联网等通信技术把传感器模组、控制中心以及机器、人员和物通过联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化,用户根据自己的需求在嵌入式控制芯片中写入程序,并经由物联网在控制中心远程操控,方便快捷,灵活性变通性更强;
电源模块内部内置蓄电池,当电子设备在电路正常时,会自动使用电路上的交流电经电源模块变压整流后供电,当电路出现故障时,启动蓄电池进行供电,防止断路器在电路突发故障情况下因供电不足而无法工作;
(3)、指令操作:
嵌入式控制芯片通过4G或WIFI把传感器模组的信号向区域物联网网关传递,同时发出让电磁操纵机构工作的指令;区域物联网网关传递信号给控制中心;嵌入式控制芯片与传感器模组的电源由电源模块提供,电源模块内置有蓄电池,当且仅当电源断电时,蓄电池工作,其余情况蓄电池不工作,电由大电源提供;当工作线路出现过电流、欠电压、过热现象时,信号通过信号线传递给相应的传感器模块,相应的传感器模块将信号通过IIC总线传给嵌入式控制芯片,嵌入式控制芯片将指令传递给具有独立电源的电磁操纵机构,电磁操纵机构工作使触头系统分离,起到断路保护的作用;
所有区域的物联网网关都可以传递信号给控制中心,每个区域的物联网网关通过WIFI或4G监控这各个工位的断路器节点,每个断路器节点以嵌入式芯片为中心,通过各式传感器在前方监测反馈信号来自动控制电磁操纵机构的动作。