Dezajno de 10kV inteligenta kesto-speca substacio bazita sur Gizwits IoT-platformo + STM32

Dezajno de 10kV inteligenta kesto-speca substacio bazita sur Gizwits IoT-platformo + STM32

La 10kV inteligenta kesto-tipa substacio teleregila sistemo enkondukita en ĉi tiu artikolo estis desegnita kaj evoluigita de Tian Hui de Xi'an-a Universitato de Scienco kaj Teknologio.

La sistemo prenas la dezajnon de 10kV inteligenta kestoŝanĝa sistemo por studenta loĝejo en kolegio kiel la inĝenieristikfonon., kaj dizajnas 10kV inteligentan kesto-ŝanĝan sistemon bazitan sur la Interreto de Aĵoj. La sistemo konsistas el tri partoj: percepttavolo, komunika tavolo kaj aplika tavolo. La percepttavolo respondecas pri sensildatumkolekto kaj dissendo al la kampregilo.

Inkluzive de sekundara sistema ekipaĵo kiel mikrokomputilprotektaj aparatoj, inteligentaj retaj mezuriloj, kaj inteligentaj reaktivaj kompensaj regiloj, same kiel media detekta ekipaĵo kiel temperaturo kaj humideco, fumi, kaj akvomergaj sensiloj. La surloka regilo uzas STM32 enigitan mikroprocesoron, inkluzive de LCD-ekrano, Voĉa alarmmodulo, relajso kaj GPRS-komunika modulo, ktp.; la komunika tavolo uzas GPRS sendrata komunikado, kiu respondecas pri la dudirekta transdono de datumoj inter la surloka regilo kaj la nuba platformo; La nuba platformo Gizwits disvolvas foran monitoradsistemon kaj moveblan apon por kesto-specaj transformiloj, kiu respondecas pri la stokado, analizo kaj prilaborado de kesto-specaj transformilaj operaciodatenoj.

This system finally realizes the user's remote monitoring of environmental parameters such as variable temperature and humidity, fuma alarmo kaj fundamenta fosaĵakvo, same kiel elektraj parametroj kiel kurento, tensio, ofteco kaj potenca faktoro, kaj ekipaĵo laboranta statuso tra la komputila WEB aŭ movebla APP.

Kiam estas anomalio aŭ misfunkciado en la funkciado de la kesto-speca transformilo, la monitora sistemo aŭtomate juĝas la faŭltan nivelon, kaj sendas alarmon per malsamaj kombinaĵoj de surloka sonorilo, poŝtelefona APP, SMS kaj telefono, ktp., kaj sciigas la koncernan personaron por elimini kaŝitajn problemojn ĝustatempe kaj malhelpi elektrajn akcidentojn. . Ĝi taŭgas por fora monitorado kaj centralizita administrado de kestotransformiloj kaj elektraj distribuaj ĉambroj, kaj povas multe plibonigi la inteligentan nivelon kaj nutrado sekurecon kaj fidindecon de elektrodistribua ekipaĵo en lernejoj, entreprenoj kaj komunumoj.

1. Enkonduko

Kun la konstruado kaj disvolviĝo de socia ekonomio kaj distribua reto, estas pli kaj pli 10kV-skatolaj transformiloj. La tradicia 10kV-skatolo-tipa substacio ĝenerale adoptas la operacian reĝimon de neprizorgita kaj mana regula inspektado, kiu havas malaltan gradon de inteligenteco kaj malhavas malproksiman monitoradon kaj faŭltajn alarmsistemojn por la medio kaj ekipaĵo. Nuntempe, kun la rapida disvolviĝo de inteligenta sensila teknologio, enigita teknologio, komunika teknologio kaj nuba komputika teknologio kaj la redukto de kosto, la inteligenta skatolo-tipa substacio de 10kV bazita sur la Interreto de Aĵoj fariĝis la plej bona elekto por la ĝisdatigo kaj transformo de tradiciaj skatolaj substacioj..

La inteligenta kesto-tipa substacio fora monitoradsistemo bazita sur la Interreto de Aĵoj povas malproksime monitori la kest-tipan substacio-medion, operaciaj parametroj kaj stato de ekipaĵo en reala tempo. Kiel montrite en Figuro 1.

Uzantoj povas malproksime kontroli mediajn parametrojn kiel temperaturo kaj humideco de la skatolo, fuma alarmilo, kaj akumuliĝo en fundamentfosaĵoj, same kiel elektraj parametroj kiel kurento, tensio, frekvenco, kaj potenca faktoro, kaj ekipaĵa stato per komputiloj aŭ moveblaj APP-oj iam ajn. Kiam la kestosubstacio funkcias nenormale aŭ malsukcesas, la monitora sistemo aŭtomate sciigos la koncernan personaron per malsamaj metodoj de poŝtelefona APP, SMS kaj telefono laŭ la faŭltonivelo, por elimini kaŝitajn misfunkciojn ĝustatempe kaj malhelpi elektrajn akcidentojn.

10kV inteligenta kesto-speca substacio bazita sur la Interreto de Aĵoj

La fora monitora sistemo de la inteligenta kesto-speca substacio konsistas el a "kampbusa LAN" ene de la kest-speca substacio kaj a "nuba platformo larĝa areo reto" ekster la kest-speca substacio. Ĉi tiu struktura modelo povas esti aplikita al la disvolviĝo de malproksimaj monitoraj sistemoj por malĉefaj akvoprovizaj ekipaĵoj malproksimaj monitoraj sistemoj, loĝejaj elektraj ŝarĝaj administradsistemoj, kaj liftoforaj monitoradsistemoj por plibonigi la inteligentecan kaj administran nivelon de tradiciaj ekipaĵoj kaj antaŭenigi la ĝisdatigon de tradiciaj industrioj. Ĝi havas bonan aplikan valoron.

2. Entuta programdezajno

La dezajno de inteligenta kesto-speca substacio bazita sur la Interreto de Aĵoj estas bazita sur la dezajno de inteligenta kesto-speca substacio de 10kV en universitata studenta loĝejo.. La primara sistemdezajno de la 10kV inteligenta kesto-speca transformilo estas la sama kiel tiu de la tradicia 10kV-skatolo-speca transformilo, kaj ĝi tendencas esti matura. Ĉi tiu artikolo temigas la inteligentan dezajnon de la 10kV inteligenta kesto-speca transformilo. La sekvanta estas mallonga superrigardo de la dezajna enhavo de la primara sistemo de la inteligenta skatolo-tipa transformilo de 10kV..

2.1 Primara sistemdezajno de 10kV inteligenta kesto-speca substacio

La potenca ŝarĝo de Nr. 5 studenta etaĝkonstruaĵo en universitato estas ĉefe lumigado, komputiloj kaj lastatempe aldonitaj klimatizilaj ŝarĝoj. Ĉiu dormejo estas kalkulita kiel 8 homoj, la lumŝarĝo estas 100W, ĉiu studenta komputila ŝarĝo estas 200W, kaj ĉiu 1.5P dividita pendulo estas nove instalita kun klimatiziloj La potenco estas 1.3kW, kaj la ŝarĝo de ununura dormejo estas 3.0kW. Laŭ la "Industria kaj Civila Elektroprovizo kaj Distribua Dezajno Manlibro", the dormitory's power load demand coefficient is 0.7, kaj la potenca faktoro estas 0.8.

Konsiderante la pliiĝon de la elektra ŝarĝo de la studenta apartamento en la estonteco, la transformilo bezonas rezervi certan marĝenon, kaj la transformilo kun kapablo de 1000kVA estas elektita. Konsiderante la komencan investkoston kaj operacian koston de la transformilo, same kiel la postuloj de la nacia energiŝparpolitiko kaj emisio-redukto, la malaltperda plene sigelita ole-mergita transformilo S13-M-1000/10-0.4 estas elektita por ĉi tiu celo.

Surbaze de ŝarĝa statistika kalkulo, kalkulo pri mallonga cirkvito, kontrolado de dinamika stabileco kaj kontrolado de termika stabileco, la ĉefa ekipaĵo de la primara sistemo de la skatolo-tipa transformilo estas elektita. La specifaj modeloj kaj teknikaj parametroj de la ĉefa ekipaĵo de la primara sistemo estas montritaj en Tabelo 3, Tablo 4, Tablo 5 kaj Tablo 6.

Laŭ la dezajnopostuloj de la Nr. 5 studenta apartamento projekto skatolo substacio kaj la primara sistemo dezajno kalkulo, la ĉefa drata diagramo de la dizajnita primara sistemo de la Nr. 5 studenta apartamento-kestosubstacio estas montrita en Figuro 2.

Figuro 2 : La ĉefa drata diagramo de la primara sistemo de kest-speca substacio en studenta loĝejo en universitato

2.2 Inteligenta Dezajno-Skemo de 10kV Skatolo-Transformilo

Celante la dezajnodifektojn kaj problemojn ekzistantajn en la operacia administrado de la 10kV tradicia kesto-speca substacio, la ŝlosilo por solvi la problemon kuŝas en la konstruado de fermitcirkla sistemo por la detekto, fora monitorado kaj alarmo de la inteligenta skatolo-tipa substacio medio kaj ekipaĵo, kaj la dezajno havas malproksiman monitoradon de la operaciumo kaj elektra ekipaĵo La inteligenta skatola transformilo-sistemo kun diversaj funkcioj povas kolekti kaj monitori mediajn parametrojn kiel ekzemple skatolo-transformilo-alirkontrolo., ĉirkaŭa temperaturo kaj humideco, fuma alarmilo, kaj akvo en la kablotranceo, same kiel tensio, aktuala, aktiva potenco, reaktiva potenco, potenca faktoro, kablo temperaturo, transformilo transformilo, ktp.

Korpa temperaturo kaj gasa alarmsignalo kaj aliaj ekipaĵaj mastrumaj parametroj, teleregilo ellasilo ventolilo, mikrokomputila protekta aparato kaj ŝaltilo.

La sistemo adoptas inteligentajn instrumentojn kaj inteligentajn sensilojn kun komunikaj funkcioj ofte uzataj en industriaj lokoj, kaj transdonas la kolektitajn datenojn al la kampregilo per kampbuskomunikado, kaj la kampregilo transdonas la datumojn al la servilo aŭ nuba mastro-komputilo per sendrata aŭ kablita komunika modulo. Realigu funkciojn kiel telemetrio, fora signalado kaj teleregado.

La fora monitora sistemo de inteligenta skatola transformilo de 10kV bazita sur la Interreto de Aĵoj uzas inteligentajn instrumentojn kaj sensilojn kun cifereca dudirekta komunikado., kaj unuforme adoptas norman busan interfacon RS485 kaj komunikadprotokolon Modbus-RTU. La fora monitora sistemo de inteligenta skatola transformilo bazita sur la Interreto de Aĵoj konsistas el tri partoj: la percepttavolo, la komunika tavolo kaj la aplika tavolo.
* Percepttavolo: tra diversaj saĝaj mezuriloj kaj inteligentaj sensiloj por kolekti diversajn mediojn, ekipaĵo funkcianta parametroj kaj ekipaĵo laboranta statuso de la skatolo transformilo, kaj transdoni la datumojn al la kampregilo per la buso RS485. La kampregilo havas enkonstruitan operaciumon kaj havas datumkolekton, Komputado, pretigaj kaj kontrolaj funkcioj.
* Komunika tavolo: Ĉi tiu tavolo estas la ligo kaj ligo de transdono kaj interŝanĝo de datumoj, kaj respondecas pri la dudirekta transdono de datumoj inter la nuba platformo kaj la surloka regilo. Laŭ la realaj komunikaj kondiĉoj de la skatolo-tipa transformilo, diversaj komunikadmetodoj kiel kablo optika kablo, Eterreto aŭ sendrata GPRS povas esti elektita por transdoni datumojn al la nuba platformo.
*Aplika tavolo: Projektu kaj disvolvu foran monitoran sistemon por skatolaj transformiloj sur la nuba platformo, respondeca por la sendo, ricevo kaj prilaborado de historiaj datumoj, fora monitorado de skatolo-tipa transformilo funkcianta parametroj, kaj registri stokadon kaj analizon de okazaĵaj operaciodatenoj. Kaj disvolvu RETEJN kaj moveblan APP sur la nuba platformo, la elektristo deĵoranta povas kontroli la operaciajn datumojn kaj la laboran staton de la ekipaĵo de la kestotransformilo iam ajn per la komputilo aŭ movebla APP.

3. Sistema aparataro-dezajno

3.1 RS485-busa loka reto de la kestotransformilo

Kun la disvolviĝo kaj progreso de enigita teknologio kaj la redukto de kosto, multaj detektaj instrumentoj, sensiloj kaj aktuarioj havas enkonstruitajn mikroprocesorojn por la mankoj kaj problemoj de informa transdono de tradicia kesto-speca kampo-ekipaĵo, kiu povas kompletigi ADDA konvertiĝon kaj linearigigon kaj ciferecan filtradon. Seria komunikado dateninterfaco estas aldonita ene de tiuj ciferecaj kampaparatoj, kaj la seria dudirekta komunikado inter kampaparatoj povas esti realigita per uzado de unuigita norma komunika protokolo.

Ĉefe uzata industria busreto nuntempe.

Unu el la ŝlosiloj al la dezajno de la fora monitora sistemo por inteligentaj kesto-specaj transformiloj estas elekti inteligentajn instrumentojn kaj sensilojn kun ciferecaj dudirektaj komunikadofunkcioj., kaj adopti normajn kaj unuigitajn businterfacojn kaj komunikajn protokolojn. Komencante de la inĝenieristiko de la 10kV inteligenta kesto-speca transformdezajno en la Nr. 5 studenta loĝejo, la buso RS485 kaj komunika protokolo Modbus-RTU ĝenerale subtenataj de inteligentaj sensiloj estas elektitaj.

Laŭ la ĉefa drata diagramo de la primara sistemo de skatolo-transformilo en studenta apartamento en kolegio kaj la sistema blokdiagramo de la 10kV inteligenta skatolo-transformilo fora monitoradsistemo, la sistemhardvardezajno prenas la kesto-transforman kamporegilon kiel la kernon, kaj konsistas el mikrokomputila integra protekta aparato, inteligenta retmezurilo kaj inteligenta reaktiva potenco Sekundara sistema ekipaĵo kiel ekzemple kompensiloj, kaj mediaj detektaj sensiloj kiel ekzemple temperaturo kaj humideco fumsensiloj, PT100-temperaturaj sensiloj kaj akvaj entrudsensiloj formas la RS485-busan lokan reton de la kesto-al-skatola transformejo. La RS485 busa loka reto sistemdiagramo de la kestotransformilo estas montrita en Figuro 4.

RS485 busa loka reto sistemdiagramo de la kesto-speca transformejo

(1) RS485 seria komunika buso

La komunika reĝimo de RS485-buso estas majstra-sklava reĝimo, kaj la majstra aparato sondas ĉiun sklavan aparaton por komunikado, kaj unu-al-multpunkta retigado povas esti establita por formi distribuitan sistemon. La RS485-interfaco estas vaste uzata malaltrapida seria interfaco, kaj la RS485-interfaco havas la jenajn karakterizaĵojn.
* RS485-interfaco.

RS485-interfaca komunikado adoptas diferencigan transdonon, kaj havas kombinaĵon de ekvilibra ŝoforo kaj diferenciga ricevilo, kaj uzas la tensiodiferencon ĉe ambaŭ finoj de la kablo por elsendi signalojn, kiu multe plibonigas la kapablon rezisti komuna-reĝiman interferon kaj kontraŭ-bruan interferon.
* RS485-buso havas altan transdonon kaj longan dissenddistancon. La maksimuma dissenda distanco estas proksimume 1200 metroj, kaj la maksimuma dissendrapideco estas 10Mbps; ĝia dissendrapideco estas inverse proporcia al la dissenddistanco, kaj la maksimuma dissenda distanco povas esti atingita kiam la indico estas sub 20kbps.
* Subtenu plurajn nodojn. Ĝenerale, RS485 busbuklo povas teorie subteni 247 aparataj nodoj.

(2) Modbus-RTU seria komunika protokolo

La Modbus-protokolo estas aplikata al la industria busreto. Per la protokolo, datumkomunikado povas esti efektivigita inter la regilo kaj la kampa ekipaĵo. La ekipaĵo produktita de malsamaj produktantoj povas formi industrian busretan monitoradsistemon sekvante unuigitan protokolon. La protokolo havas majstran-sklavan strukturon, unu majstra nodo en la reto, kaj la aliaj estas sklavnodoj, kaj ĉiu sklava nodo havas unikan aparato-adreson.

En la seria busa reto, la majstra nodo komencas komandon, kaj ĉiuj sklavaj aparatoj ricevos la komandon. La Modbus-komando enhavas la adreson de la sklava aparato, kiu plenumas la komandon, kaj la sklava aparato indikita de la majstra aparato respondas unue kaj poste plenumas la komandon. Estas ĉeksumoj en la Modbus-komandoj por certigi, ke la alvenantaj komandoj ne estis koruptitaj. Modbus-komandoj povas instrukcii la RTU ŝanĝi ĝian registrovaloron, legi aŭ kontroli la I/O-pordon, kaj ordonu al la aparato resendi unu aŭ plurajn registrajn datumojn.

Modbus inkluzivas ASCII, RTU kaj TCP tri mesaĝspecoj. ASCII dissenda reĝimo, LRC-kontrolsumo, malalta transdona efikeco, sed intuicia, simpla kaj facile sencimigi. RTU-transdona reĝimo, uzante CRC-kontrolon, alta transdona efikeco, iomete pli komplika ol ASCII. Ĝenerale parolante, se la kvanto de datumoj transdonotaj estas malgranda, vi povas konsideri uzi la ASCII-protokolon; se la kvanto de datumoj transdonitaj estas relative granda, plej bone estas uzi la protokolon RTU. Tial, la inteligentaj instrumentoj kaj sensiloj de ĉi tiu sistemo adoptas la komunikadreĝimon Modbus-RTU unuforme.

3.2 Aparataro Dezajno de Kampa Regilo de Skatolo-Transformilo

La kampregilo de la kestotransformilo estas kunmetita de enigita sistemo. La enigita sistemo estas aplikaĵo-centra, programaro kaj aparataro povas esti adaptitaj, kaj realigas ekipaĵaŭtomatigon, inteligenteco, kaj fora monitorado funkcioj. Ĝi estas plejparte kunmetita de enigitaj mikroprocesoroj, rilata aparataro, enigitaj operaciumoj, kaj aplikaj softvarsistemoj.

(1) STM32 mikroprocesoro minimuma sistemo

La minimuma sistemo de enigita mikroprocesoro inkludas enigitan mikroprocesoron, restarigi cirkviton kaj sencimigan cirkviton. La horloĝcirkvito disponigas la postulatan eksteran horloĝsignalon, la rekomencigita cirkvito disponigas unuecan komencan staton, kaj la sencimiga cirkvito disponigas interfacon por programelŝuto kaj senararigado.
* Enigita mikroprocesora opcio. Laŭ la postuloj de la 10kV-inteligenta skatolo-transformilo fora monitora sistemo por la agado de la surloka regilo, ĉi tiu sistemo elektas la peceton STM32F103ZET6 kiel la kernan mikroprocesoron de la surloka regilo. STM32F103ZET6 enigita mikroprocesoro, MCU havas altan integriĝon, malalta energikonsumo, kaj alta kosto-rendimento. Ĝi taŭgas por diversaj aplikaj postuloj en la industria medicina kampo, kaj povas plenumi la postulojn de akiro de datumoj kaj realtempa prilaborado de ĉi tiu sistemo.
* Kristala oscilatora cirkvito. La kristala oscilatora cirkvito disponigas fiksan frekvencan pulson al la mikroprocesoro por igi la mikroprocesoron funkcii normale.. La mikroprocesoro STM32 havas du kristalajn oscilatorojn, la 8MHz-kristala oscilatoro disponigas eksteran altrapidan horloĝon, kaj la 32.768KHz kristala oscilatoro disponigas eksteran malaltrapidan horloĝon.

* Restarigi cirkviton. La funkcio de la mikroprocesora rekomencigita cirkvito estas rekomenci la sistemon. Kiam la sistemo malsukcesas, premu la restarigi butonon por rekomenci la aparaton. Ĝenerale, la rekomencigita cirkvito uzas malalt-nivelan signalon por rekomenci.

(2) Potenca cirkvito dezajno

La sistemo elektas DC eksteran nutradon kun taksita tensio de 12V (2A), kaj elektas DC 5V (2A) elektra adaptilo kun USB-interfaco por provizi potencon al la kampregilo. La 12V DC nutrado estas konektita al la kontrola tabulo, kaj la PK 12V nutrado estas retiriĝita por akiri DC 5V elektroprovizo per la LM2596S-malalta modulo.. La 5V-tensio tiam estas pasita tra la AMS1117-3.3V-reguliga blato por akiri 3.3V-tension por provizi potencon al la STM32-peceto.. La cirkvitodiagramo de LM2596S kaj AMS1117-3.3V elektroprovizoreguligilo estas montrita en Figuro 8.

(3) RS485-interfaco al TTL-modulo

La RS485-interfaco al TTL-modulo realigas la dudirektan konvertiĝon kaj komunikadon de RS485-signalo kaj TTL-signalo, sed la signalo devas esti ekzekutita alterne, kaj ne povas esti efektivigita en du direktoj samtempe. Ĉiuj kampaparatoj uzas ĉi tiun modulon por konekti kun la mikroregilo, kaj la drata diagramo estas montrita en Figuro 9.

Dragramo de TFT-LCD kaj STM32 MCU - Figuro 9

(4) LCD-ekrana modulo

Ĉar la surloka regilo de la kesto-tipa fora monitora sistemo bezonas montri multajn nombrojn kaj signojn, 2,8-cola TFT-LCD likva kristala ekrano estas elektita kiel la ekranmodulo, kaj estas ILI9341-regilo interne. Konsideru, ke STM32 povas komuniki kun ILI9341 per SPI-interfaco, 8080 interfaco aŭ RGB-interfaco. Por atingi pli rapidan refreŝigan indicon, TFT-LCD-uzoj 8080 paralela datumbusa interfaco. STM32 eligas datumojn al la regila memoro ILI9341 per la varia statika memoro FSMC-modulo.

(5) Voĉa alarmmodulo

Kiam la mikroprocesoro STM32 detektas, ke ekzistas anomalio aŭ misfunkciado en la operaciaj datumoj de la kestotransformilo, ĝi sendos mesaĝon al la seria haveno kaj komencos voĉan alarmon. La voĉalarmomodulo elektas la ofte uzatan voĉan blaton SYN6288, kaj aŭtomate dissendas voĉan alarminformojn laŭ la programita programo. La sistemo uzas GB2312-kodon, kiu taŭgas por informinterŝanĝo en prilaborado de ĉinaj literoj kaj komunikado de ĉinaj signoj. La SYN6288 ankaŭ precize rekonas nombrojn, tempoj kaj datoj, kaj kutime uzataj mezurunuoj.

(6) Relajsa modulo

La kampregilo elektas grupon de 2-direktaj optokuplaj izolaj relajsaj moduloj por kontroli la malfermon kaj fermon de la alarmsonorilo kaj ventumilo DC 12V., kaj la 220V AC solidstata relajso povas esti elektita laŭ la elektroprovizo-tipo kaj potenco de la kesto-tipa ellasiga ventolilo. Ĉiu relajsa cirkvitomodulo havas normale malfermitajn kaj normale fermitajn kontaktojn, same kiel LED-statusindiko; ĉiu relajsocirkvito estas izolita per optokupiloj, kaj estas ekipita per liberrada diodo por liberigi la induktitan tension de la relajso kaj protekti la antaŭan cirkviton. Kiam la ĉirkaŭa temperaturo de la kestotransformilo superas certan gamon, la surloka regilo eligas altan nivelon, kaj unu optokupla izolaj relajso agas por ŝalti la ventumilon por malvarmigi; kiam okazas gravaj kulpoj kiel troa fumkoncentriĝo, la regilo veturas alian optokuplilan izolan relajson por konekti La alarmsonorila buklo elsendas surlokan alarmon. Por la laborprincipa diagramo de la relajso kaj la koneksa diagramo inter la relajsa modulo kaj la blato STM32, bonvolu kontakti la fabrikiston kaj sendi la peton.

(7) Komunikada modulo

Laŭ la projektaj postuloj de la 10kV inteligenta skatolo transformilo fora monitorado sistemo, la komunikado inter la inteligenta skatolo transformilo kaj la nubo elektas la GPRS sendrata komunikado metodo kun malalta trafiko kosto. Gizwits-firmvaro GPRS-modulo.
*Gizwits-firmvaro GPRS-modulo (G510_GAgent-firmvaro). Ĉi tiu modulo estas aplika programo funkcianta sur diversaj komunikaj moduloj, disponigante funkciojn kiel dudirekta transdono de nubo kaj produktaparataj datumoj, agordo de aparato en la reton, malkovro kaj ligado, kaj programaj ĝisdatigoj. La cirkvitodiagramo inter la GPRS-modulo kaj la ĉefa regilo povas esti akirita kontaktante la produktanton.

*GPRS-GA6-modulo. Ĉi tiu modulo povas realigi la transdonon de voĉo, mallonga mesaĝo kaj datumoj kun malalta konsumo. Ĝi taŭgas por diversaj dezajnopostuloj en M2M-aplikoj, precipe por la dezajno de kompaktaj produktoj. Due, la komunika protokolo adoptas UART-seriahavenan bustransdonon, uzas normajn AT-komandojn por kontroli la modulon, kaj elektas la baudrapidecon de 115200bps. Kontaktu la IoT-fabrikisto por la koneksa cirkvitodiagramo de la modulo GPRS-GA6 kaj la mikroregilo STM32.

3.3 Mikrokomputilo ampleksa protekta aparato

Laŭ la specifo de dezajno de protekto de potenco de transformilo (GB/T 50062-2008), 10kV-transformiloj kutime bezonas instali superfluan protekton kun tempolimo. La mikrokomputila protekta aparato havas la protekton, mezurado kaj kontrolo funkcioj de transformiloj kaj linioj, same kiel la funkcioj de akiro de datumoj, monitorado kaj sistema mem-inspektado, kaj havas altan sentemon kaj fidindecon.

Laŭ la dezajnaj postuloj de la 10kV inteligenta skatolo ŝanĝiĝas en la studenta apartamento, la Ankerui AM3-I nun-tipa mikrokomputilo ampleksa protekta aparato kun RS485-komunika funkcio estas elektita, kun IA, IB, IC, UA, UB, UC, P, Q, Fr kaj aliaj elektraj Parametro-mezurado, 8-kanalo ekstera ŝaltilo signalakiro, kaj cirkvito breaker teleregilo malfermo kaj fermo operacioj kaj aliaj funkcioj. La kabla terminala diagramo de AM3-I mikrokomputila protekta aparato estas kiel sekvas:

Kabla terminala diagramo de AM3-I mikrokomputila protekta aparato

3.4. Saĝa reto-mezurilo

Inteligentaj retaj mezuriloj estas uzataj por detekti elektrajn parametrojn kiel trifaza kurento, tensio kaj potenco de malalttensiaj elektrodistribuaj cirkvitoj, same kiel la malfermo kaj ferma statuso de izolaj ŝaltiloj kaj ŝaltiloj. Laŭ la dezajnopostuloj de la malĉefa sistemo de 10kV inteligenta skatolo transformilo, Ankerui ACR inteligenta retmezurilo kun RS485-komunika funkcio estas elektita, kaj la kabliga diagramo de ACR-inteligenta reto-mezurilo kaj malalttensia kurenta transformilo kaj la kabliga diagramo de ŝaltilo enigo kaj eligo estas elektitaj.

ACR-inteligenta retomezurilo de malalttensia kurenttransformilo kaj cifereca enigo kaj eliga kabla diagramo

ACR-inteligenta retomezurilo adoptas Modbus-RTU-protokolon, kiu povas mezuri kaj kolekti potencajn parametrojn. La ŝaltila eniga funkcio povas detekti la ŝanĝan staton de la izola ŝaltilo kaj ŝaltilo, kaj la relajsa eligo funkcio povas malproksime ŝalti kaj malŝalti la ŝaltilon. La inteligenta retmezurilo ACR havas unuigitan planon por la komunika adrestabelo, kiu povas realigi la tri malproksimajn funkciojn de telemetrio, fora signalado kaj teleregado.

(1) AD-konverto kaj kalkulo de AC analoga signalo

La 3 fazaj tensiosignaloj kaj 3 aktualaj signaloj (nunaj transformila eligo signaloj) rekte kolektitaj de la inteligenta reto-mezurilo ACR estas ĉiuj analogaj kvantoj, kiuj devas esti konvertitaj en ciferecajn signalojn kiuj povas esti rekonitaj fare de la CPU por datumtraktado. Unue, la 3 fazaj tensioj de 220V kaj 3 nunaj analogoj estas transformitaj en malalttensiajn signalojn per la konvertilo, kaj konvertita en la tension permesitan per la AD-transformilo tra tensio formanta buklo; , konvertita en ciferecan signalon per AD kaj enigo al la CPU. La skema diagramo de la specimena kaj AD-konverta procezo de la AC analoga kvanto povas esti akirita kontaktante la produktanton.

* Analoga tensiokonverto kaj malalt-pasa filtrado. La funkcio de la tensioforma cirkvito estas elektre izoli kaj transformi la elektron. Ĝenerale, la AD-konvertilo postulas, ke la eniga signalo estu ±5V kaj ±10V, do la transformproporcio de la tensiotransformilo povas esti determinita. Malaltpasaj filtriloj estas dividitaj en pasivajn filtrilojn kaj aktivajn filtrilojn. Aktivaj filtriloj estas kunmetitaj de kondensiloj, rezistiloj kaj integraj operaciamplifiloj, kiuj plifortigas la signalon dum filtrado. Pasivaj filtriloj nur havas filtrajn funkciojn sed neniujn signalajn plifortigajn funkciojn.
* Analoga signala specimenigo. The sampling process should follow Shannon's sampling theorem, tio estas, la specimena frekvenco ne devas esti malpli ol 2 fojoj la plej alta frekvenco de la eniga signalo. La prova procezo estas tre rapida. La nuna AD-konvertila specimenigo atingis la nanosekundan nivelon, dum la specimena periodo de la potenca sistemo aŭtomata aparato estas je la milisekunda nivelo, do la tensio- kaj nunaj signaloj de la ses bukloj povas kunhavi unu AD-konvertilon, sed la specimena cirkvito Devas esti ekipita per specimena kaj tena aparato kaj multipleksilo-ŝaltilo.
* AD konvertiĝo. AD-transformiloj inkluzivas sinsekvan aproksimadon, integralo, kalkulante, paralela komparo, kaj VFC tensio-frekvencaj transformiloj. La sinsekva proksimuma AD-transformilo estas reprezentanto de kaj rapideco kaj precizeco en la ADC, kaj ĝi havas pli altan konvertan rezolucion ĉe pli alta konverta indico.

(2) Duoncikla absoluta valoro integriga algoritmo de sinusoida elektra kvanto

La ŝlosilo de la programaro-algoritmo estas plibonigi la precizecon kaj rapidecon de la algoritmo-operacio. La ŝlosilo de la AC-specimena algoritmo de la inteligenta mezurilo estas solvi kiel kalkuli la amplitudon aŭ efikan valoron de la sinusoida specimena signalo laŭ la tuja valoro de la sinusoida signalo.. La plej ofte uzita algoritmo por sinuskvantoj estas la duoncikla absoluta valor-integra algoritmo. La principo de la duoncikla absoluta valorintegra algoritmo estas ke la integralo de la absoluta valoro de la sinuskvanto en iu duonciklo estas konstanta S, kaj la integralvalora konstanto S havas nenion komunan kun la integra startangulo . La duoncikla absoluta valora integriga algoritmo bazita sur la sinusfunkcia modelo estas montrita en Figuro 19.

Algoritmo de duoncikla absoluta valora integriĝo bazita sur sinusfunkcia modelo

La esprimo por kalkuli la efikan valoron de la fluo uzante la duonciklan absolutan valoran integralan algoritmon estas montrita en la figuro malsupre:

En la formulo, S reprezentas la integralon de la absoluta valoro ene de duona ciklo; I reprezentas la efikan valoron de la fluo; i reprezentas la tujan valoron de la kurento; w reprezentas la angulan rapidon; T reprezentas la AC-potencciklon; f reprezentas la AC-potencfrekvencon; N reprezentas la nombron da provaĵoj en unu ciklo ; Ts reprezentas la specimenan periodon.

3.5 RS485-sensilo pri temperaturo kaj humideco

Konsiderante, ke la elektroprovizolinio en la skatolo-tipa transformilo povas havi elfluon, troŝarĝo, fuŝkontakto kaj troa kontaktorezisto, kiu povas kaŭzi fajrojn, kaj la fiasko de la nafto-mergita transformilo povas kaŭzi fajrojn. Tial, necesas instali fumsensilon en la kesto-tipa transformilo por fajrodetekto de la kesto-tipa transformilo. Por detekti eventualajn malsukcesojn frue. Por certigi la mezuran precizecon kaj redukti la koston samtempe, la RS485-temperaturo, humideco kaj fumo tri-en-unu sensilo estas uzata por detekti la temperaturon, humideco kaj fumkoncentriĝo en la kestotransformilo. La sensilo de temperaturo kaj humideco uzas la sondilon SHT30. Surloka pliiĝo kaj pulsinterfero. La sensilo havas 4 dratoj: ruĝa, nigra, flava, kaj verda. Por la specifa drata metodo de la temperaturo kaj humideca fumsensilo, bonvolu kontakti la IoT-fabrikiston.

La inteligentaj mezuriloj kaj sensiloj desegnitaj en ĉi tiu sistemo adoptas la protokolon Modbus-RTU, kiu povas komuniki fidinde ene de la plena baudrapida gamo de 1200-115200. La baudrapideco de inteligentaj mezuriloj kaj sensiloj estas unuforme fiksita al 9600bps. La formato de transdono de datumoj kaj formato de konvertiĝo de datumoj de la sensilo estas kiel sekvas:
Sensila datumo pridemanda kadroformato. La sensilo sekvas la norman Modbus-RTU-protokolon, kaj la sensillegado estas konservita en la tena registro, kaj la funkciokodo estas 04. La supra komputilo legas la sensildatuman demandan kadroformaton, kaj la pli malalta komputila sensilo datumoj enketo kadro formato.

3.6 Temperatura dissendilo PT100 - funkcia principo de RTD PT100 - funkcia principo de temperatursensilo

PT100 temperaturdissendilo estas uzata por detekti transformilon korpotemperaturon, alta tensio kaj malalta tensio kablo temperaturo, ĝi taŭgas por diversaj industriaj ejoj. Transformilo produktos perdojn dum operacio, ĉefe ferperdo kaj kuproperdo, ankaŭ konata kiel kerna perdo kaj ŝarĝoperdo. Kuproperdo varias laŭ la ŝarĝfluo kaj estas proporcia al la kvadrato de la ŝarĝfluo. Transformila perdo-kalkulformulo estas kiel sekvas:

En la formulo, P0 reprezentas la aktivan potencon de la transformilo en senŝarĝa operacio ĉe la taksita tensio; I1 kaj I2 reprezentas la alttensian liniofluon kaj la malalttensian flankan linion; R1 kaj R2 reprezentas la alttensian flankreziston kaj la malalttensian flankreziston.

La temperatursendilo PT100 estas enigita kun RS485-businterfaco, kaj ĉiu temperatursendilo povas esti konektita al 4 PT100 temperatursensiloj.

3.7 Funkcia principo de akvo-merga dissendilo

Pro la malalta akvonivelo de la kestosubstacio fondfosaĵo, estas ofte akvamasiĝo en la kablotranĉeo kaj fundamenta fosaĵo post la pluvego, kaj ekzistas ebla sekureca danĝero de kablofluado, do neregula inspektado kaj drenado estas postulataj. En ĉi tiu dezajno, la akvomerga sensilo estas uzata por detekti la akumuliĝon en la fundamenta fosaĵo de la kestosubstrukturo. La akvomerga sensilo aplikas la principon de likva kondukado, kaj uzas elektrodojn por detekti ĉu ekzistas akvo. Elektu kontaktan akvan mergan detektilon kun RS485-komunika funkcio. La funkcia principo de la akvomerga detektilo estas montrita en Figuro 23.

4. Sistemprogramara dezajno

La sistema programaro dezajno inkluzivas du partojn: the field bus LAN software design of the box-type transformer and the remote monitoring system design of the box-type transformer based on the Gizwits cloud platform. La mikrokomputilo integrita protekta aparato, inteligenta reto-mezurilo kaj inteligenta sensilo en la kampbusa loka reto de la skatolo-transformilo havas enigitan aplikaĵon, do nur la programarprogramdezajno de la kampregilo de la kestotransformilo estas postulata.

4.1 Dezajno de kampregila softvaro por kesto-speca transformilo

La kampregilo de la kestotransformilo estas enigita sistemo, kaj ĝia programara sistemo estas kunmetita de aplika programo, API, enigita operaciumo kaj BSP (tabulsubtena pako). Laŭ la karakterizaĵoj de multaj parametroj, multaj taskoj kaj altaj realtempaj postuloj kolektitaj de la kampregilo de la inteligenta skatolo-tipa transformilo de 10kV, la μC/OS-Ⅲ enigita realtempa operaciumo, kiu estas vaste uzata en komerca produkta disvolviĝo kaj instrua esplorado, estas elektita. μC/OS-Ⅲ rigardas taskojn kiel la plej malgrandan unuon, kaj ajna tasko ne bezonas zorgi pri la specifa administra metodo de rimedoj, kiu estas determinita de la operaciumo.

4.2 Programarprogramdezajno de kamporegilo de kesto-speca transformilo

La tuta programara sistemdezajno baziĝas sur la distribuita sistemo kunmetita de inteligentaj instrumentoj, sensiloj, kamporegiloj kaj nubaj platformoj, kaj la dezajno kaj evoluo de aplikaĵa programaro estas efektivigita. Transdono kaj interŝanĝo de datumoj, la surloka regilo kaj la nuba servilo Gizwits uzas la Gizwits-komunikan protokolon en la GPRS-firmvaro por transdono kaj interŝanĝo de datumoj.. La ĉefa programo fludiagramo de la kampregila aplika programaro de la skatolo-tipa transformilo.

*Ĉefa programo de programaro. Unue, pravalorigi ĉiujn partojn de la sistemo, kiel ekzemple GPIO, seria haveno, horloĝo, administrado de memoro, ktp., kaj krei taskojn en μC/OS-Ⅲ. STM32 realigas akiron kaj prilaboradon de sensilaj datumoj, kaj sendas ĝustajn informojn al LCD-ekrano. Samtempe, la STM32 sendas AT-komandojn al la modulo GPRS-G510, interŝanĝas datumojn, ligas al la nuba platformo Gizwits per la protokolo LwM2M, kaj juĝas ĉu la GPRS-komunika modulo estas sukcese konektita al la nuba servilo Gizwits. Se la konekto estas sukcesa, transdono de datumoj estas farita. Tiam juĝu ĉu la prilaboritaj datumoj estas pli grandaj ol la fiksita sojlo.
Se ĝi estas negrava fiasko de la kestosubstacio, sendu la datumajn informojn al la movebla APP per la nuba platformo; se temas pri ĝenerala fiasko, sendu la datumajn alarminformojn al la movebla APP per la nuba platformo, kaj komencu la komunikadan modulon GPRS-GA6 por sendi la alarminformojn per la poŝtelefona SMS; se Se temas pri grava kulpo, la datumoj alarminformoj estos senditaj al la poŝtelefona APP tra la nuba platformo, kaj la komunika modulo GPRS-GA6 estos aktivigita por sendi la alarminformojn per la poŝtelefona tekstmesaĝo kaj voki la antaŭfiksitan koncernan personaron..