Konsepsyon 10kV entèlijan bwat-kalite poste ki baze sou platfòm Gizwits IoT + STM32

Konsepsyon 10kV entèlijan bwat-kalite poste ki baze sou platfòm Gizwits IoT + STM32

10kV entèlijan bwat-kalite sistèm kontwòl remote poste prezante nan atik sa a te fèt ak devlope pa Tian Hui nan Xi'an University of Syans ak Teknoloji..

Sistèm nan pran konsepsyon yon sistèm entèlijan pou chanje bwat 10kV pou yon apatman elèv nan yon kolèj kòm background nan jeni., ak desine yon 10kV entèlijan bwat-chanje sistèm ki baze sou la Entènèt bagay yo. Sistèm nan konsiste de twa pati: kouch pèsepsyon, kouch kominikasyon ak kouch aplikasyon. Kouch pèsepsyon a responsab pou koleksyon done Capteur ak transmisyon nan kontwolè jaden an.

Ki gen ladan ekipman sistèm segondè tankou aparèy pwoteksyon mikro, mèt rezo entèlijan, ak entèlijan kontwolè konpansasyon pouvwa reyaktif, osi byen ke ekipman deteksyon anviwònman tankou tanperati ak imidite, lafimen, ak detèktè imèsyon dlo. Kontwolè sou plas la sèvi ak mikwoprosesè STM32 entegre, ki gen ladan LCD ekspozisyon, modil alam vwa, relè ak modil kominikasyon GPRS, elatriye.; kouch kominikasyon an sèvi ak kominikasyon san fil GPRS, ki responsab pou transmisyon done de-fason ant kontwolè sou plas la ak platfòm nwaj la; Platfòm nwaj Gizwits la devlope yon sistèm siveyans aleka ak yon aplikasyon mobil pou transfòmatè bwat, ki responsab pou depo a, analiz ak pwosesis done operasyon transfòmatè bwat-kalite.

Sistèm sa a finalman reyalize siveyans aleka itilizatè a nan paramèt anviwònman an tankou tanperati varyab ak imidite, alam lafimen ak dlo twou fondasyon, osi byen ke paramèt elektrik tankou aktyèl, vòltaj, frekans ak faktè pouvwa, ak estati travay ekipman atravè WEB òdinatè a oswa APP mobil.

Lè gen yon anòmal oswa fòt nan operasyon an nan bwat-kalite transfòmatè a, sistèm siveyans la otomatikman jije nivo fay la, epi voye yon alam atravè diferan konbinezon klòch sou plas, APP telefòn mobil, SMS ak telefòn, elatriye., epi avize anplwaye ki enpòtan yo pou elimine pwoblèm kache nan tan epi anpeche aksidan elektrik. . Li apwopriye pou siveyans aleka ak jesyon santralize nan transfòmatè bwat ak chanm distribisyon pouvwa, epi yo ka amelyore anpil nivo entèlijans ak sekirite ekipman pou pouvwa ak fyab nan ekipman distribisyon pouvwa nan lekòl yo, antrepriz ak kominote yo.

1. Entwodiksyon

Avèk konstriksyon ak devlopman nan ekonomi sosyal ak rezo distribisyon, gen plis ak plis transfòmatè bwat 10kV. Tradisyonèl 10kV bwat-kalite poste a jeneralman adopte mòd operasyon nan enspeksyon regilye poukont ak manyèl., ki gen yon ba degre nan entèlijans ak manke siveyans aleka ak sistèm alam fòt pou anviwònman an ak ekipman. Kounye a, ak devlopman rapid nan teknoloji Capteur entelijan, teknoloji entegre, teknoloji kominikasyon ak teknoloji cloud computing ak rediksyon nan pri, 10kV entelijan bwat-kalite poste ki baze sou entènèt la te vin pi bon chwa pou amelyore ak transfòmasyon tradisyonèl bwat-kalite poste..

Sistèm siveyans elwaye entèlijan bwat-kalite poste ki baze sou Entènèt bagay sa yo ka kontwole anviwònman estasyon bwat-kalite a adistans., paramèt opere ak estati ekipman an tan reyèl. Jan yo montre nan Figi a 1.

Itilizatè yo ka kontwole paramèt anviwònman an, tankou tanperati ak imidite nan bwat la, alam lafimen, ak akimilasyon dlo nan twou fondasyon yo, osi byen ke paramèt elektrik tankou aktyèl, vòltaj, frekans, ak faktè pouvwa, ak estati ekipman atravè òdinatè oswa APP mobil nenpòt ki lè. Lè poste bwat la kouri anòmal oswa echwe, sistèm siveyans la pral otomatikman notifye anplwaye ki enpòtan yo atravè diferan metòd APP telefòn mobil, SMS ak telefòn selon nivo fay la, konsa tankou elimine fay kache nan tan epi anpeche aksidan elektrik.

10kV entelijan bwat-kalite poste ki baze sou entènèt la nan bagay sa yo

Sistèm siveyans aleka nan estasyon entelijan bwat-kalite a konsiste de yon "fieldbus LAN" andedan estasyon bwat-kalite a ak a "rezo platfòm nwaj lajè" andeyò poste bwat-kalite a. Modèl estriktirèl sa a ka aplike nan devlopman sistèm siveyans aleka pou ekipman ekipman rezèv dlo segondè sistèm siveyans aleka, sistèm jesyon chaj elektrisite rezidansyèl yo, ak sistèm siveyans aleka asansè pou amelyore nivo entèlijans ak jesyon ekipman tradisyonèl yo epi ankouraje amelyore endistri tradisyonèl yo.. Li gen bon valè aplikasyon.

2. An jeneral konsepsyon pwogram lan

Konsepsyon sous-tip bwat entelijan ki baze sou Entènèt bagay yo baze sou konsepsyon yon sous-tip bwat entelijan 10kV nan yon apatman elèv kolèj.. Konsepsyon sistèm prensipal transfòmatè 10kV entèlijan bwat-kalite a se menm jan ak transfòmatè tradisyonèl 10kV bwat-kalite., epi li gen tandans gen matirite. Atik sa a konsantre sou konsepsyon entèlijan transfòmatè 10kV entelijan bwat-kalite a. Sa ki anba la a se yon apèsi tou kout sou kontni an konsepsyon nan sistèm prensipal la nan transfòmatè a 10kV entelijan bwat-kalite..

2.1 Prensipal konsepsyon sistèm nan 10kV entèlijan bwat-kalite poste

Chaj pouvwa a nan No. 5 bilding apatman elèv nan yon inivèsite se sitou ekleraj, òdinatè ak chaj èkondisyone ki fèk ajoute. Chak dòtwa kalkile kòm 8 moun, chaj ekleraj la se 100W, chaj òdinatè chak elèv se 200W, epi chak sèso fann 1.5P fèk enstale ak èkondisyone pouvwa a se 1.3kW., ak chaj yon sèl dòtwa se 3.0kW. Dapre la "Endistriyèl ak Sivil Power Supply ak Distribisyon Manyèl konsepsyon", koyefisyan demann pouvwa chaj dòtwa a se 0.7, ak faktè pouvwa a se 0.8.

Lè ou konsidere ogmantasyon chaj elektrisite apatman elèv la nan tan kap vini an, transfòmatè a bezwen rezève yon sèten maj, epi yo chwazi transfòmatè a ak yon kapasite 1000kVA. Lè ou konsidere pri envestisman inisyal la ak pri fonksyònman transfòmatè a, osi byen ke kondisyon yo nan konsèvasyon enèji nasyonal la ak politik rediksyon emisyon, se transfòmatè a ki ba-pèt konplètman sele lwil oliv-immersion S13-M-1000/10-0.4 chwazi pou objektif sa a.

Sou baz kalkil estatistik chaj, kalkil kout sikwi, verifikasyon estabilite dinamik ak verifikasyon estabilite tèmik, se ekipman prensipal la nan sistèm prensipal la nan transfòmatè a bwat-kalite chwazi. Modèl espesifik yo ak paramèt teknik nan ekipman prensipal la nan sistèm prensipal la yo montre nan Tablo 3, Tablo 4, Tablo 5 ak Tablo 6.

Dapre kondisyon konsepsyon No. 5 Soustasyon bwat pwojè apatman etidyan ak kalkil konsepsyon sistèm prensipal la, dyagram nan fil elektrik prensipal nan sistèm prensipal la ki fèt nan No. 5 Soustasyon bwat apatman elèv yo montre nan Figi 2.

Figi 2 : Dyagram nan fil elektrik prensipal nan sistèm prensipal la nan yon sous-tip bwat nan yon apatman elèv nan yon inivèsite

2.2 Entelijan konsepsyon konplo 10kV bwat transfòmatè

Vize sou domaj konsepsyon ak pwoblèm ki egziste nan jesyon operasyon 10kV tradisyonèl bwat-kalite poste a., kle nan rezoud pwoblèm nan manti nan konstriksyon an nan yon sistèm fèmen-bouk pou deteksyon an, siveyans aleka ak alam nan anviwònman ak ekipman entèlijan bwat-kalite poste, ak konsepsyon an gen siveyans aleka nan anviwònman an opere ak ekipman elektrik Sistèm transfòmatè bwat entèlijan ak divès fonksyon ka kolekte epi kontwole paramèt anviwònman an tankou kontwòl aksè transfòmatè bwat., tanperati anbyen ak imidite, alam lafimen, ak dlo nan tranche kab la, osi byen ke vòltaj, aktyèl, pouvwa aktif, pouvwa reyaktif, faktè pouvwa, tanperati kab, transfòmatè transfòmatè, elatriye.

Tanperati kò ak siyal alam gaz ak lòt paramèt opere ekipman yo, fanatik echapman kontwòl remote, aparèy pwoteksyon mikro ak switch disjoncteurs.

Sistèm nan adopte enstriman entelijan ak detèktè entelijan ak fonksyon kominikasyon souvan itilize nan sit endistriyèl, epi transmèt done yo kolekte bay kontwolè jaden an atravè kominikasyon otobis jaden, ak kontwolè jaden an transmèt done yo nan sèvè a oswa òdinatè lame nwaj la atravè yon modil kominikasyon san fil oswa branche. Reyalize fonksyon tankou telemetri, siyal aleka ak kontwòl remote.

Sistèm siveyans aleka nan transfòmatè bwat entèlijan 10kV ki baze sou Entènèt bagay sa yo sèvi ak enstriman entèlijan ak detèktè ak fonksyon kominikasyon dijital de-fason., ak inifòm adopte koòdone otobis RS485 estanda ak pwotokòl kominikasyon Modbus-RTU. Sistèm siveyans aleka nan transfòmatè bwat entèlijan ki baze sou entènèt la nan bagay sa yo konpoze de twa pati: kouch pèsepsyon an, kouch kominikasyon an ak kouch aplikasyon an.
* Kouch pèsepsyon: atravè divès mèt entelijan ak detèktè entelijan pou kolekte divès anviwònman, paramèt opere ekipman ak estati k ap travay ekipman nan transfòmatè bwat la, epi transmèt done yo bay kontwolè jaden an atravè otobis RS485 la. Kontwolè jaden an gen yon sistèm opere entegre epi li gen koleksyon done, Enfòmatik, fonksyon pwosesis ak kontwòl.
* Kouch kominikasyon: Kouch sa a se koneksyon ak lyen nan transmisyon done ak echanj, epi li responsab pou transmisyon done de-fason ant platfòm nwaj la ak kontwolè sou plas la. Dapre kondisyon aktyèl kominikasyon yo nan transfòmatè bwat-kalite a, divès metòd kominikasyon tankou fil elektrik kab optik, Ethernet oswa GPRS san fil ka chwazi transmèt done sou platfòm nwaj la.
*Kouch aplikasyon: Konsepsyon ak devlope yon sistèm siveyans aleka pou transfòmatè bwat-kalite sou platfòm nwaj la, responsab pou voye a, resevwa ak trete done istorik, siveyans aleka nan paramèt opere transfòmatè bwat-kalite, ak dosye depo ak analiz done operasyon evènman yo. Epi devlope WEB ak APP mobil sou platfòm nwaj la, elektrisyen an nan sèvis la ka kontwole done operasyon yo ak estati k ap travay ekipman nan transfòmatè bwat la nenpòt ki lè atravè òdinatè a oswa aplikasyon mobil..

3. Konsepsyon pyès ki nan konpitè sistèm

3.1 Rezo lokal otobis RS485 nan sit transfòmatè bwat la

Avèk devlopman ak pwogrè nan teknoloji entegre ak rediksyon nan pri, anpil enstriman deteksyon, detèktè ak actuators gen mikwo-pwosesè entegre pou enpèfeksyon yo ak pwoblèm nan transmisyon enfòmasyon nan ekipman tradisyonèl bwat-kalite jaden., ki ka konplete ADDA konvèsyon ak linearizasyon ak filtraj dijital. Yo ajoute yon koòdone done kominikasyon seri andedan aparèy jaden dijital sa yo, ak seri kominikasyon de-fason ant aparèy jaden yo ka reyalize lè l sèvi avèk yon pwotokòl kominikasyon estanda inifye.

Sitou itilize rezo otobis endistriyèl kounye a.

Youn nan kle nan konsepsyon sistèm siveyans aleka pou transfòmatè entelijan bwat se chwazi enstriman entelijan ak detèktè ak fonksyon kominikasyon dijital de-fason., epi adopte entèfas otobis estanda ak inifye ak pwotokòl kominikasyon. Kòmanse nan pratik jeni nan konsepsyon transfòmasyon 10kV entelijan bwat-kalite nan No. 5 apatman etidyan, otobis RS485 la ak pwotokòl kominikasyon Modbus-RTU jeneralman sipòte pa detèktè entelijan yo chwazi.

Dapre dyagram nan fil elektrik prensipal nan sistèm prensipal yon bwat-transfòmatè nan yon apatman elèv nan yon kolèj ak dyagram nan blòk sistèm nan 10kV entèlijan bwat-transfòmatè sistèm siveyans aleka, konsepsyon pyès ki nan konpitè sistèm lan pran kontwolè jaden bwat-transfòmatè kòm nwayo a, epi li konsiste de yon aparèy pwoteksyon entegre mikro, yon mèt rezo entèlijan ak yon pouvwa reyaktif entèlijan Ekipman sistèm segondè tankou konpansatè, ak detèktè deteksyon anviwònman tankou detèktè lafimen tanperati ak imidite, Detèktè tanperati PT100 ak detèktè entrizyon dlo fòme rezo lokal otobis RS485 nan sit transfòmasyon bwat-a-bwat la.. Dyagram sistèm rezo lokal otobis RS485 transfòmatè bwat la montre nan Figi a 4.

RS485 otobis rezo lokal dyagram sistèm nan sit la transfòmasyon bwat-kalite

(1) RS485 bis kominikasyon seri

Mòd kominikasyon nan otobis RS485 se mòd mèt-esklav, ak aparèy mèt la sondaj chak aparèy esklav pou kominikasyon, epi yo ka etabli rezo youn-a-milti-pwen pou fòme yon sistèm distribiye. Koòdone nan RS485 se yon koòdone seri ki ba-vitès lajman itilize, ak koòdone RS485 la gen karakteristik sa yo.
* RS485 koòdone.

Kominikasyon koòdone RS485 adopte mòd transmisyon diferans, epi li gen yon konbinezon de chofè balanse ak reseptè diferans, epi sèvi ak diferans vòltaj la nan tou de bout kab la pou transmèt siyal yo, ki anpil amelyore kapasite nan reziste entèferans komen-mòd ak entèferans anti-bri.
* Otobis RS485 gen gwo pousantaj transmisyon ak distans transmisyon long. Distans transmisyon maksimòm lan se sou 1200 mèt, ak pousantaj transmisyon maksimòm lan se 10Mbps; to transmisyon li se envès pwopòsyonèl ak distans transmisyon an, ak distans maksimòm transmisyon an ka rive jwenn lè pousantaj la pi ba pase 20kbps.
* Sipòte plizyè nœuds. An jeneral, yon bouk otobis RS485 ka teyorikman sipòte 247 nœuds aparèy.

(2) Modbus-RTU pwotokòl kominikasyon seri

Pwotokòl Modbus la aplike nan rezo otobis endistriyèl la. Atravè pwotokòl la, kominikasyon done ka fèt ant kontwolè a ak ekipman jaden an. Ekipman ki te pwodwi pa diferan manifaktirè yo ka fòme yon sistèm siveyans rezo otobis endistriyèl apre yon pwotokòl inifye. Pwotokòl la gen yon estrikti mèt-esklav, yon sèl mèt ne nan rezo a, ak lòt yo se nœuds esklav, ak chak ne esklav gen yon adrès aparèy inik.

Nan rezo bis seri a, ne mèt la kòmanse yon lòd, ak tout aparèy esklav pral resevwa kòmandman an. Kòmandman Modbus la gen adrès aparèy esklav ki egzekite lòd la, ak aparèy esklav la deziyen pa aparèy mèt la reponn an premye epi answit egzekite kòmandman an. Gen sòm chèk nan kòmandman Modbus yo pou asire ke kòmandman ki rive yo pa te pèvèti. Kòmandman Modbus yo ka enstwi RTU a chanje valè rejis li yo, li oswa kontwole pò I/O a, epi bay lòd pou aparèy la retounen youn oswa plizyè done anrejistre.

Modbus gen ladann ASCII, RTU ak TCP twa kalite mesaj. Mòd transmisyon ASCII, Sòm chèk LRC, ba efikasite transmisyon, men entwisyon, senp ak fasil debogaj. RTU mòd transmisyon, lè l sèvi avèk chèk CRC, efikasite transmisyon segondè, yon ti kras pi konplike pase ASCII. Anjeneral pale, si kantite done yo dwe transmèt piti, ou ka konsidere itilize pwotokòl ASCII la; si kantite done yo dwe transmèt se relativman gwo, li pi bon pou itilize pwotokòl RTU a. Pou rezon sa a, enstriman entèlijan ak detèktè nan sistèm sa a adopte mòd kominikasyon Modbus-RTU yon fason inifòm.

3.2 Konsepsyon pyès ki nan konpitè nan Field Controller nan bwat transfòmatè

Kontwolè jaden transfòmatè bwat la konpoze de yon sistèm entegre. Sistèm entegre a se aplikasyon-santre, lojisyèl ak pyès ki nan konpitè ka pwepare, ak reyalize automatisation ekipman yo, entèlijans, ak fonksyon siveyans aleka. Li se sitou ki konpoze de mikwoprosesè entegre, pyès ki nan konpitè ki gen rapò, sistèm operasyon entegre, ak sistèm lojisyèl aplikasyon yo.

(1) STM32 mikropwosè sistèm minimòm

Minimòm sistèm embedded microprocesseur gen ladann embedded microprocessor, Reyajiste sikwi ak sikwi debogaj. Sikwi revèy la bay siyal revèy ekstèn obligatwa a, kous la reset bay yon eta inisyal inifye, ak kous la debogaj bay yon koòdone pou telechaje pwogram ak debogaj.
* Opsyon mikroprosesè entegre. Dapre kondisyon yo ki nan 10kV entelijan bwat transfòmatè sistèm siveyans aleka pou pèfòmans nan kontwolè a sou plas, sistèm sa a chwazi chip STM32F103ZET6 kòm mikwoprosesè debaz kontwolè sou plas la.. STM32F103ZET6 entegre mikro, MCU gen gwo entegrasyon, ba konsomasyon pouvwa, ak pèfòmans pri segondè. Li apwopriye pou divès kalite aplikasyon nan domèn medikal endistriyèl, epi yo ka satisfè kondisyon yo nan akizisyon done ak pwosesis an tan reyèl nan sistèm sa a.
* Crystal osilator kous. Sikwi osilator kristal la bay yon batman frekans fiks nan mikwo-pwosesè a pou fè mikro-pwosesè a opere nòmalman.. Mikroprosesè STM32 a gen de osilateur kristal, osilator kristal 8MHz la bay yon revèy ekstèn gwo vitès, ak osilator kristal 32.768KHz bay yon revèy ekstèn ba-vitès..

* Reyajiste kous. Fonksyon sikwi reset mikropwosesè a se rekòmanse sistèm lan. Lè sistèm nan echwe, peze bouton reset la pou rekòmanse aparèy la. Anjeneral, kous la reset itilize yon siyal ki ba-nivo pou rekòmanse.

(2) Konsepsyon sikwi pouvwa

Sistèm nan chwazi yon ekipman pou pouvwa ekstèn DC ak yon vòltaj rated 12V (2A), epi chwazi yon DC 5V (2A) adaptè pouvwa ak yon koòdone USB pou bay pouvwa kontwolè jaden an. Ekipman pou pouvwa 12V DC konekte ak tablo kontwòl la, ak ekipman pou pouvwa DC 12V demisyone pou jwenn yon ekipman pou pouvwa DC 5V atravè modil la LM2596S.. Lè sa a, vòltaj la 5V pase nan chip regilatè AMS1117-3.3V la pou jwenn yon vòltaj 3.3V pou bay pouvwa chip STM32 la.. Dyagram sikwi LM2596S ak regilatè ekipman pou pouvwa AMS1117-3.3V yo montre nan Figi. 8.

(3) RS485 koòdone nan modil TTL

Koòdone RS485 a modil TTL reyalize konvèsyon de-fason ak kominikasyon siyal RS485 ak siyal TTL., men siyal la dwe egzekite altènativman, epi yo pa ka fèt nan de direksyon an menm tan. Tout aparèy jaden yo itilize modil sa a pou konekte avèk mikrokontwolè a, ak dyagram nan fil elektrik yo montre nan Figi 9.

Dyagram fil elektrik TFT-LCD ak STM32 MCU - Figi 9

(4) Modil ekspozisyon LCD

Depi kontwolè sou sit la nan sistèm siveyans aleka ki kalite bwat bezwen montre anpil nimewo ak karaktè, se yon 2.8-pous TFT-LCD ekspozisyon kristal likid chwazi kòm modil la ekspozisyon, epi gen yon kontwolè ILI9341 andedan. Konsidere STM32 ka kominike ak ILI9341 atravè koòdone SPI, 8080 koòdone oswa koòdone RGB. Yo nan lòd yo reyalize yon vitès rafrechir pi vit, TFT-LCD itilize 8080 koòdone otobis done paralèl. STM32 bay done nan memwa kontwolè ILI9341 atravè modil FSMC memwa estatik varyab la.

(5) Modil alam vwa

Lè mikroprosesè STM32 la detekte ke gen yon anòmal oswa fòt nan done operasyon transfòmatè bwat la., li pral voye yon mesaj nan pò a seri epi kòmanse yon alam vwa. Modil alam vwa a chwazi SYN6288 chip vwa souvan itilize, epi otomatikman difize enfòmasyon alam vwa selon pwogram pwograme a. Sistèm nan itilize kòd GB2312, ki se apwopriye pou echanj enfòmasyon nan pwosesis karaktè Chinwa ak kominikasyon karaktè Chinwa. SYN6288 la rekonèt nimewo ak presizyon tou, lè ak dat, ak inite mezi yo souvan itilize.

(6) Modil relè

Kontwolè jaden an chwazi yon gwoup modil relè izolasyon optocoupler 2-fason pou kontwole ouvèti ak fèmti klòch alam DC 12V ak fanatik la., epi yo ka chwazi relè eta solid 220V AC dapre kalite ekipman pou pouvwa a ak pouvwa fanatik echapman bwat-kalite a.. Chak modil sikwi relè gen kontak nòmalman louvri ak nòmalman fèmen, osi byen ke endikasyon estati ki ap dirije; se chak sikwi relè izole pa optocouplers, epi li ekipe ak yon dyod freewheeling pou libere vòltaj pwovoke relè a epi pwoteje sikwi anvan an.. Lè tanperati anbyen nan transfòmatè bwat la depase yon seri sèten, kontwolè sou plas la bay yon wo nivo, ak yon sèl relè izolasyon optocoupler aji pou limen fanatik la pou refwadi; lè defo grav tankou konsantrasyon lafimen twòp rive, Kontwolè a kondwi yon lòt relè izolasyon optokoupleur pou konekte Bouk klòch alam la voye yon alam sou plas.. Pou dyagram nan prensip k ap travay nan relè a ak dyagram nan koneksyon ant modil la relè ak chip la STM32, tanpri kontakte manifakti a epi voye demann lan.

(7) Modil kominikasyon

Dapre kondisyon konsepsyon 10kV entelijan bwat transfòmatè sistèm siveyans aleka, kominikasyon ki genyen ant transfòmatè bwat entelijan ak nwaj la chwazi metòd kominikasyon san fil GPRS ak pri trafik ki ba. Gizwits firmwèr GPRS modil.
*Gizwits firmwèr GPRS modil (G510_GAgent firmwèr). Modil sa a se yon pwogram aplikasyon kap kouri sou plizyè modil kominikasyon, bay fonksyon tankou transmisyon de-fason nan nwaj ak done aparèy pwodwi, konfigirasyon aparèy nan rezo a, dekouvèt ak obligatwa, ak amelyorasyon pwogram yo. Ou ka jwenn dyagram sikwi ant modil GPRS la ak kontwolè prensipal la lè w kontakte manifakti a.

*GPRS-GA6 modil. Modil sa a ka reyalize transmisyon vwa, mesaj kout ak done ak konsomasyon pouvwa ki ba. Li apwopriye pou divès kalite kondisyon konsepsyon nan aplikasyon M2M, espesyalman pou konsepsyon de pwodwi kontra enfòmèl ant. Dezyèmman, pwotokòl kominikasyon an adopte transmisyon otobis pò seri UART, itilize kòmand AT estanda pou kontwole modil la, epi chwazi pousantaj baud 115200bps. Kontakte la IoT manifakti pou dyagram sikwi koneksyon modil GPRS-GA6 ak mikrokontroleur STM32 la.

3.3 Mikwo konpitè aparèy pwoteksyon konplè

Dapre spesifikasyon konsepsyon pwoteksyon transfòmatè pouvwa a (GB/T 50062-2008), 10Transformateur kV anjeneral bezwen enstale pwoteksyon surkouran ak limit tan. Aparèy pwoteksyon mikwo òdinatè a gen pwoteksyon an, mezi ak fonksyon kontwòl nan transfòmatè ak liy, osi byen ke fonksyon yo nan akizisyon done, siveyans ak sistèm oto-enspeksyon, epi li gen gwo sansiblite ak fyab.

Dapre kondisyon konsepsyon 10kV bwat entèlijan chanjman nan apatman elèv la, Ankerui AM3-I aktyèl-kalite aparèy pwoteksyon konplè ak fonksyon kominikasyon RS485 chwazi, ak IA, IB, IC, UA, UB, UC, P, K, Fr ak lòt mezi elektrik Paramèt, 8-chanèl ekstèn switch siyal akizisyon, ak disjoncteurs kontwòl remote ouvèti ak fèmen operasyon yo ak lòt fonksyon. Dyagram nan tèminal fil elektrik AM3-I aparèy pwoteksyon mikro se jan sa a:

Dyagram tèminal fil elektrik AM3-I aparèy pwoteksyon mikro

3.4. Meter rezo entelijan

Mèt rezo entelijan yo itilize pou detekte paramèt elektrik tankou aktyèl twa-faz, vòltaj ak pouvwa nan sikui distribisyon pouvwa ba-vòltaj, osi byen ke estati ouvèti ak fèmen izole switch ak disjoncteurs. Dapre kondisyon konsepsyon sistèm segondè 10kV transfòmatè bwat entèlijan, Ankerui ACR entèlijan rezo mèt ak fonksyon kominikasyon RS485 chwazi, ak dyagram nan fil elektrik nan mèt rezo entèlijan ACR ak ba-vòltaj transfòmatè aktyèl la ak dyagram nan fil elektrik nan opinyon switch ak pwodiksyon yo chwazi.

ACR entelijan rezo mèt ba-vòltaj transfòmatè aktyèl ak dijital opinyon ak pwodiksyon dyagram fil elektrik

ACR mèt rezo entelijan adopte pwotokòl Modbus-RTU, ki ka mezire ak kolekte paramèt pouvwa. Fonksyon an opinyon switch ka detekte estati a chanje nan switch la izole ak disjoncteurs, ak fonksyon an pwodiksyon relè ka adistans vire sou ak koupe disjoncteur la. Mèt rezo entèlijan ACR a gen yon plan inifye pou tab adrès kominikasyon an, ki ka reyalize twa fonksyon yo aleka nan telemetri, siyal aleka ak kontwòl remote.

(1) AD konvèsyon ak kalkil siyal analòg AC

La 3 siyal vòltaj faz ak 3 siyal aktyèl yo (aktyèl siyal pwodiksyon transfòmatè) dirèkteman kolekte pa mèt rezo entelijan ACR yo tout kantite analòg, ki bezwen konvèti nan siyal dijital ki ka rekonèt pa CPU a pou pwosesis done. Premye, la 3 vòltaj faz nan 220V ak 3 analogue aktyèl yo transfòme nan siyal ba-vòltaj atravè konvètisè a, ak konvèti nan vòltaj ki pèmèt konvètisè AD a atravè yon bouk fòme vòltaj; , konvèti nan yon siyal dijital pa AD ak opinyon nan CPU a. Dyagram chema echantiyon an ak pwosesis konvèsyon AD nan kantite analòg AC ka jwenn lè w kontakte manifakti a.

* Konvèsyon vòltaj analòg ak filtraj pasaj ki ba. Fonksyon sikwi fòme vòltaj la se izole elektrik ak transfòme elektrisite a. Anjeneral, konvètisè AD a mande pou siyal la opinyon yo dwe ± 5V ak ± 10V, Se konsa, rapò a transfòmasyon nan konvètisè vòltaj la ka detèmine. Filtè ki ba yo divize an filtè pasif ak filtè aktif. Filtè aktif yo konpoze de kondansateur, rezistans ak anplifikatè operasyonèl entegre, ki anplifye siyal la pandan y ap filtraj. Filtè pasif sèlman gen fonksyon filtraj men pa gen fonksyon anplifikasyon siyal.
* Echantiyon analòg siyal. Pwosesis echantiyon an ta dwe swiv teyorèm echantiyon Shannon a, sa vle di, frekans echantiyon an pa dwe mwens pase 2 fwa frekans ki pi wo nan siyal la opinyon. Pwosesis echantiyon an trè vit. Echantiyon aktyèl AD konvètisè a te rive nan nivo nanosecond, pandan peryòd echantiyonaj sistèm pouvwa aparèy otomatik la se nan nivo milisgond, Se konsa, vòltaj la ak siyal aktyèl nan sis bouk yo ka pataje yon sèl konvètisè AD, men sikwi echantiyon an Dwe ekipe ak yon aparèy echantiyon ak kenbe ak yon switch multiplexeur.
* AD konvèsyon. Konvètisè AD gen ladan apwoksimasyon siksesif, entegral, konte, konparezon paralèl, ak konvètisè vòltaj-frekans VFC. Konvètisè AD apwoksimasyon siksesif la se yon reprezantan tou de vitès ak presizyon nan ADC a, epi li gen yon rezolisyon konvèsyon ki pi wo nan yon pousantaj konvèsyon ki pi wo.

(2) Mwatye sik valè absoli algorithm entegrasyon kantite elektrik sinusoidal

Kle a nan algorithm lojisyèl an se amelyore presizyon ak vitès nan operasyon an algorithm. Kle a nan algorithm echantiyon AC nan mèt entelijan an se rezoud ki jan yo kalkile anplitid la oswa valè efikas nan siyal la echantiyon sinusoidal dapre valè a enstantane nan siyal la sinusoidal.. Algorithm ki pi souvan itilize pou kantite sinis se algorithm entegrasyon valè absoli mwatye sik la. Prensip algorithm entegrasyon valè absoli mwatye sik la se ke entegral valè absoli kantite sinis nan nenpòt mwatye sik se yon konstan S., ak konstan valè entegral S la pa gen anyen fè ak ang kòmanse entegral la . Algorithm entegrasyon valè absoli mwatye sik ki baze sou modèl fonksyon sinis yo montre nan Figi 19.

Algorithm entegrasyon valè absoli mwatye sik ki baze sou modèl fonksyon sinis

Ekspresyon pou kalkile valè efikas aktyèl la lè l sèvi avèk algorithm entegral valè absoli mwatye sik la montre nan figi ki anba a.:

Nan fòmil la, S reprezante entegral valè absoli nan mwatye yon sik; I reprezante valè efikas aktyèl la; i reprezante valè enstantane aktyèl la; w reprezante vitès angilè a; T reprezante sik pouvwa AC; f reprezante frekans pouvwa AC; N reprezante kantite echantiyon nan yon sik ; Ts reprezante peryòd echantiyon an.

3.5 RS485 Capteur lafimen tanperati ak imidite

Lè ou konsidere ke liy ekipman pou pouvwa a nan transfòmatè bwat-kalite a ka gen flit, surcharge, kout sikwi ak twòp rezistans kontak, ki ka lakòz dife, ak echèk transfòmatè gaz lwil la ka lakòz dife. Se poutèt sa, li nesesè enstale yon Capteur lafimen nan transfòmatè a bwat-kalite pou deteksyon dife nan transfòmatè a bwat-kalite.. Yo nan lòd yo detekte echèk potansyèl byen bonè. Yo nan lòd yo asire presizyon nan mezi epi redwi pri a an menm tan an, tanperati RS485 la, imidite ak lafimen twa-an-yon Capteur yo itilize pou detekte tanperati a, imidite ak konsantrasyon lafimen nan transfòmatè bwat la. La Capteur tanperati ak imidite sèvi ak sond SHT30 la. On-site vag ak entèferans batman kè. Capteur a genyen 4 fil: wouj, nwa, jòn, ak vèt. Pou metòd la fil elektrik espesifik nan tanperati a ak imidite Capteur lafimen, tanpri kontakte manifakti IoT la.

Mèt entelijan ak detèktè ki fèt nan sistèm sa a adopte pwotokòl Modbus-RTU, ki ka kominike seryezman nan seri a plen vitès baud nan 1200-115200. Pousantaj baud mèt entelijan ak detèktè yo mete inifòm nan 9600bps. Fòma transmisyon done ak fòma konvèsyon done nan Capteur a se jan sa a:
Capteur done rechèch fòma ankadreman. Capteur a swiv pwotokòl Modbus-RTU estanda, epi lekti Capteur a estoke nan rejis la kenbe, ak kòd fonksyon an se 04. Òdinatè anwo a li fòma ankadreman ankèt done Capteur, ak pi ba òdinatè Capteur done ankèt fòma ankadreman an.

3.6 PT100 transmetè tanperati - prensip k ap travay nan RTD PT100 - prensip k ap travay nan Capteur tanperati

Transmetè tanperati PT100 yo itilize pou detekte tanperati kò transfòmatè, segondè vòltaj ak ba tanperati kab vòltaj, li apwopriye pou divès sit endistriyèl. Transfòmatè ap pwodui pèt pandan operasyon an, sitou pèt fè ak pèt kwiv, ke yo rele tou pèt nwayo ak pèt chaj. Pèt Copper varye ak aktyèl chaj la epi li pwopòsyonèl ak kare aktyèl la chaj. Fòmil kalkil pèt transfòmatè se jan sa a:

Nan fòmil la, P0 reprezante pouvwa aktif transfòmatè a nan operasyon san chaj nan vòltaj nominal la; I1 ak I2 reprezante aktyèl liy segondè-vòltaj la ak aktyèl liy ki ba-vòltaj; R1 ak R2 reprezante rezistans segondè-vòltaj la ak rezistans ki ba-vòltaj.

Transmetè tanperati PT100 la entegre ak koòdone otobis RS485, epi chak transmetè tanperati ka konekte ak 4 PT100 detèktè tanperati.

3.7 Prensip k ap travay nan transmetè imèsyon dlo

Akòz nivo dlo ki ba nan twou san fon fondasyon poste a, gen souvan akimilasyon dlo nan tranche kab la ak twou fondasyon apre gwo lapli a, epi gen yon potansyèl danje sekirite nan flit kab, se konsa enspeksyon iregilye ak drenaj yo obligatwa. Nan konsepsyon sa a, se Capteur a imèsyon dlo yo itilize yo detekte akimilasyon nan dlo nan twou san fon an nan substruktur bwat la. Capteur imèsyon dlo a aplike prensip kondiksyon likid, epi sèvi ak elektwòd pou detekte si gen dlo. Chwazi yon kalite kontak detektè dlo imèsyon ak fonksyon kominikasyon RS485. Prensip k ap travay nan detektè a imèsyon dlo yo montre nan Figi 23.

4. Konsepsyon lojisyèl sistèm

Konsepsyon lojisyèl sistèm lan gen de pati: 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. Mikwo konpitè aparèy pwoteksyon entegre, mèt rezo entelijan ak Capteur entelijan nan rezo lokal otobis jaden an nan transfòmatè bwat la gen lojisyèl aplikasyon entegre, Se konsa, se sèlman konsepsyon pwogram lojisyèl an nan kontwolè jaden an nan transfòmatè bwat la obligatwa.

4.1 Konsepsyon lojisyèl kontwolè jaden pou transfòmatè bwat-kalite

Kontwolè jaden transfòmatè bwat la se yon sistèm entegre, ak sistèm lojisyèl li yo konpoze de pwogram aplikasyon an, API, sistèm operasyon entegre ak BSP (pake sipò tablo). Dapre karakteristik sa yo nan paramèt anpil, anpil travay ak gwo kondisyon an tan reyèl kolekte pa kontwolè jaden an nan transfòmatè a bwat entèlijan 10kV., μC/OS-Ⅲ entegre sistèm operasyon an tan reyèl, ki lajman itilize nan devlopman pwodwi komèsyal ak rechèch ansèyman, se chwazi. μC/OS-Ⅲ konsidere travay kòm inite ki pi piti a, ak nenpòt travay pa bezwen pran swen sou metòd la jesyon espesifik nan resous yo, ki detèmine pa sistèm operasyon an.

4.2 Konsepsyon pwogram lojisyèl nan kontwolè jaden nan transfòmatè bwat-kalite

Tout konsepsyon sistèm lojisyèl an baze sou sistèm distribiye ki konpoze de enstriman entèlijan, detèktè, kontwolè jaden ak platfòm nwaj, ak konsepsyon ak devlopman lojisyèl aplikasyon an te pote soti. Transmisyon done ak echanj, kontwolè sou plas la ak sèvè nwaj Gizwits la sèvi ak pwotokòl kominikasyon Gizwits nan firmwèr GPRS pou transmisyon ak echanj done.. Tablo prensipal la koule pwogram nan lojisyèl an aplikasyon kontwolè jaden nan transfòmatè a bwat-kalite.

*Pwogram prensipal lojisyèl. Premye, inisyalize tout pati nan sistèm nan, tankou GPIO, pò seri, revèy, jesyon memwa, elatriye., epi kreye travay nan μC/OS-Ⅲ. STM32 fè akizisyon done Capteur ak pwosesis, epi voye enfòmasyon kòrèk nan ekspozisyon LCD. An menm tan, STM32 a voye kòmand AT nan modil la GPRS-G510, echanj done, konekte ak platfòm nwaj Gizwits atravè pwotokòl LwM2M, epi jije si modil kominikasyon GPRS la konekte avèk siksè ak sèvè nwaj Gizwits la. Si koneksyon an reyisi, transmisyon done fèt. Lè sa a, jije si done yo trete pi gran pase papòt la fikse.
Si se yon echèk minè nan poste bwat la, voye enfòmasyon done yo nan APP mobil lan atravè platfòm nwaj la; si se yon echèk jeneral, voye enfòmasyon alam done yo nan APP mobil lan atravè platfòm nwaj la, epi kòmanse modil kominikasyon GPRS-GA6 pou voye enfòmasyon alam yo atravè SMS telefòn mobil lan; si Si se yon fot grav, enfòmasyon alam done yo pral voye nan APP telefòn mobil lan atravè platfòm nwaj la, epi modil kominikasyon GPRS-GA6 yo pral aktive pou voye enfòmasyon alam yo atravè mesaj tèks telefòn mobil lan epi rele pèsonèl ki enpòtan prereglaj la..