Gizwits IoT პლატფორმაზე დაფუძნებული 10 კვ ინტელექტუალური ყუთის ტიპის ქვესადგურის დიზაინი + STM32

10 კვ ინტელექტუალური ყუთის ტიპის ქვესადგურის დისტანციური მართვის სისტემა, რომელიც წარმოდგენილია ამ სტატიაში, შეიქმნა და შეიმუშავა სიანის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის ტიან ჰუის მიერ..

სისტემა იღებს 10 კვ ინტელექტუალური ყუთის შეცვლის სისტემის დიზაინს კოლეჯში სტუდენტური ბინისთვის, როგორც საინჟინრო ფონზე., და შეიმუშავებს 10kV ინტელექტუალური ყუთის შეცვლის სისტემას ნივთების ინტერნეტი. სისტემა შედგება სამი ნაწილისგან: აღქმის ფენა, საკომუნიკაციო ფენა და განაცხადის ფენა. აღქმის ფენა პასუხისმგებელია სენსორის მონაცემების შეგროვებაზე და საველე კონტროლერზე გადაცემაზე.

მეორადი სისტემის მოწყობილობების ჩათვლით, როგორიცაა მიკროკომპიუტერის დამცავი მოწყობილობები, ინტელექტუალური ქსელის მრიცხველები, და ინტელექტუალური რეაქტიული სიმძლავრის კომპენსაციის კონტროლერები, ასევე გარემოს გამოვლენის მოწყობილობა, როგორიცაა ტემპერატურა და ტენიანობა, მოწევა, და წყალში ჩაძირვის სენსორები. ადგილზე კონტროლერი იყენებს STM32 ჩაშენებულ მიკროპროცესორს, LCD დისპლეის ჩათვლით, ხმოვანი განგაშის მოდული, რელე და GPRS საკომუნიკაციო მოდული, და ა.შ.; საკომუნიკაციო ფენა იყენებს GPRS უკაბელო კომუნიკაციას, რომელიც პასუხისმგებელია მონაცემთა ორმხრივ გადაცემაზე ადგილზე კონტროლერსა და ღრუბლოვან პლატფორმას შორის; Gizwits ღრუბლოვანი პლატფორმა ავითარებს დისტანციური მონიტორინგის სისტემას და მობილურ აპლიკაციას ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორებისთვის, რომელიც პასუხისმგებელია შენახვაზე, ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის მუშაობის მონაცემების ანალიზი და დამუშავება.

This system finally realizes the user's remote monitoring of environmental parameters such as variable temperature and humidity, კვამლის სიგნალიზაცია და საძირკვლის ორმოს წყალი, ასევე ელექტრული პარამეტრები, როგორიცაა დენი, ვოლტაჟი, სიხშირე და სიმძლავრის ფაქტორი, და აღჭურვილობის მუშაობის სტატუსი კომპიუტერის WEB ან მობილური აპლიკაციის საშუალებით.

როდესაც არის ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის მუშაობის დარღვევა ან გაუმართაობა, მონიტორინგის სისტემა ავტომატურად აფასებს ხარვეზის დონეს, და აგზავნის სიგნალიზაციას ადგილზე ზარის სხვადასხვა კომბინაციით, მობილური ტელეფონის აპლიკაცია, SMS და ტელეფონი, და ა.შ., და აცნობებს შესაბამის პერსონალს, რათა დროულად აღმოიფხვრას ფარული პრობლემები და თავიდან აიცილოს ელექტრო ავარიები. . იგი განკუთვნილია დისტანციური მონიტორინგისა და ყუთის ტრანსფორმატორებისა და ელექტროგადამცემი ოთახების ცენტრალიზებული მართვისთვის, და შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სკოლებში ელექტროგადამცემი აღჭურვილობის დაზვერვის დონე და ელექტრომომარაგების უსაფრთხოება და საიმედოობა, საწარმოები და თემები.

1. შესავალი

სოციალური ეკონომიკისა და სადისტრიბუციო ქსელის მშენებლობა-განვითარებით, სულ უფრო და უფრო მეტია 10 კვ ყუთი ტრანსფორმატორები. ტრადიციული 10 კვ ყუთის ტიპის ქვესადგური ზოგადად იღებს უყურადღებო და ხელით რეგულარული შემოწმების მუშაობის რეჟიმს., რომელსაც აქვს ინტელექტის დაბალი ხარისხი და არ გააჩნია დისტანციური მონიტორინგის და გაუმართაობის სიგნალიზაციის სისტემები გარემოსა და აღჭურვილობისთვის. Ამჟამად, ჭკვიანი სენსორის ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარებით, ჩაშენებული ტექნოლოგია, საკომუნიკაციო ტექნოლოგია და ღრუბლოვანი კომპიუტერული ტექნოლოგია და ღირებულების შემცირება, 10 კვ სმარტ ბოქსის ტიპის ქვესადგური, რომელიც დაფუძნებულია ნივთების ინტერნეტზე, გახდა საუკეთესო არჩევანი ტრადიციული ყუთის ტიპის ქვესადგურების განახლებისა და ტრანსფორმაციისთვის..

ინტელექტუალური ყუთის ტიპის ქვესადგურის დისტანციური მონიტორინგის სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია ნივთების ინტერნეტზე, შეუძლია დისტანციურად აკონტროლოს ყუთის ტიპის ქვესადგურის გარემო, ოპერაციული პარამეტრები და აღჭურვილობის სტატუსი რეალურ დროში. როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1.

მომხმარებლებს შეუძლიათ დისტანციურად აკონტროლონ გარემო პარამეტრები, როგორიცაა ყუთის ტემპერატურა და ტენიანობა, კვამლის სიგნალიზაცია, და წყლის დაგროვება საძირკვლის ორმოებში, ასევე ელექტრული პარამეტრები, როგორიცაა დენი, ვოლტაჟი, სიხშირე, და სიმძლავრის ფაქტორი, და აღჭურვილობის სტატუსი კომპიუტერების ან მობილური აპების საშუალებით ნებისმიერ დროს. როდესაც ბოქსის ქვესადგური მუშაობს არანორმალურად ან იშლება, მონიტორინგის სისტემა ავტომატურად აცნობებს შესაბამის პერსონალს მობილური ტელეფონის აპლიკაციის სხვადასხვა მეთოდით, SMS და ტელეფონი ხარვეზის დონის მიხედვით, რათა დროულად აღმოიფხვრას ფარული ხარვეზები და თავიდან აიცილოს ელექტრო ავარიები.

10kV ჭკვიანი ყუთის ტიპის ქვესადგური, რომელიც დაფუძნებულია ნივთების ინტერნეტზე

ჭკვიანი ბოქსის ტიპის ქვესადგურის დისტანციური მონიტორინგის სისტემა შედგება ა "საველე ავტობუსის LAN" ბოქსის ტიპის ქვესადგურის შიგნით და ა "ღრუბლოვანი პლატფორმის ფართო ქსელი" ყუთის ტიპის ქვესადგურის გარეთ. ეს სტრუქტურული მოდელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას დისტანციური მონიტორინგის სისტემების შემუშავებაში მეორადი წყალმომარაგების მოწყობილობების დისტანციური მონიტორინგის სისტემებისთვის, საცხოვრებელი ელექტროენერგიის გადასახადის მართვის სისტემები, და ლიფტის დისტანციური მონიტორინგის სისტემები ტრადიციული აღჭურვილობის დაზვერვისა და მართვის დონის გასაუმჯობესებლად და ტრადიციული ინდუსტრიების განახლების ხელშეწყობისთვის. მას აქვს კარგი განაცხადის ღირებულება.

2. პროგრამის საერთო დიზაინი

სმარტ ბოქსის ტიპის ქვესადგურის დიზაინი, რომელიც დაფუძნებულია ნივთების ინტერნეტზე, ეფუძნება 10 კვ სმარტ ყუთის ტიპის ქვესადგურის დიზაინს კოლეჯის სტუდენტურ ბინაში.. 10kV ინტელექტუალური ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის პირველადი სისტემის დიზაინი იგივეა, რაც ტრადიციული 10kV ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის., და ის მიდრეკილია სექსუალურობისკენ. ეს სტატია ყურადღებას ამახვილებს 10 კვ სმარტ ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის ინტელექტუალურ დიზაინზე. ქვემოთ მოცემულია 10 კვ სმარტ ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის პირველადი სისტემის დიზაინის მოკლე მიმოხილვა..

2.1 10 კვ ინტელექტუალური ყუთის ტიპის ქვესადგურის პირველადი სისტემის დიზაინი

ძალაუფლების დატვირთვა No. 5 სტუდენტური საცხოვრებელი კორპუსი უნივერსიტეტში ძირითადად განათებულია, კომპიუტერები და ახლად დამატებული კონდიციონერი იტვირთება. თითოეული საერთო საცხოვრებელი გამოითვლება როგორც 8 ხალხი, განათების დატვირთვა არის 100 W, თითოეული სტუდენტის კომპიუტერის დატვირთვა არის 200 W, და ყოველი 1.5P სპლიტ ტიპის საკიდი არის ახალი დაყენებული კონდიციონერებით სიმძლავრე 1.3კვტ, ხოლო ერთი საერთო საცხოვრებლის დატვირთვა არის 3.0კვტ. მიხედვით "სამრეწველო და სამოქალაქო ელექტრომომარაგებისა და განაწილების დიზაინის სახელმძღვანელო", the dormitory's power load demand coefficient is 0.7, და სიმძლავრის ფაქტორი არის 0.8.

სამომავლოდ სტუდენტური ბინის ელექტროენერგიის დატვირთვის გაზრდის გათვალისწინებით, ტრანსფორმატორს სჭირდება გარკვეული მარჟის დაჯავშნა, და შერჩეულია ტრანსფორმატორი 1000კვა სიმძლავრის. ტრანსფორმატორის საწყისი საინვესტიციო ღირებულებისა და ექსპლუატაციის ღირებულების გათვალისწინებით, ასევე ენერგორესურსების დაზოგვისა და ემისიის შემცირების ეროვნული პოლიტიკის მოთხოვნები, ამ მიზნით შერჩეულია დაბალი დანაკარგის სრულად დალუქული ზეთით ჩაძირული ტრანსფორმატორი S13-M-1000/10-0.4..

დატვირთვის სტატისტიკური გაანგარიშების საფუძველზე, მოკლე ჩართვის გაანგარიშება, დინამიური სტაბილურობის შემოწმება და თერმული სტაბილურობის შემოწმება, შერჩეულია ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის პირველადი სისტემის ძირითადი აღჭურვილობა. პირველადი სისტემის ძირითადი აღჭურვილობის სპეციფიკური მოდელები და ტექნიკური პარამეტრები ნაჩვენებია ცხრილში 3, მაგიდა 4, მაგიდა 5 და მაგიდა 6.

No.-ის დიზაინის მოთხოვნების შესაბამისად. 5 სტუდენტური ბინის პროექტი ბოქს ქვესადგური და პირველადი სისტემის დიზაინის გაანგარიშება, No.-ის დაპროექტებული პირველადი სისტემის ძირითადი გაყვანილობის სქემა. 5 სტუდენტური ბინის ბოქსის ქვესადგური ნაჩვენებია ნახატზე 2.

ფიგურა 2 : უნივერსიტეტის სტუდენტურ ბინაში ყუთის ტიპის ქვესადგურის პირველადი სისტემის ძირითადი გაყვანილობის დიაგრამა

2.2 10 კვ ბოქს ტრანსფორმატორის ინტელექტუალური დიზაინის სქემა

მიზნად ისახავს 10 კვ ტრადიციული ბოქსის ტიპის ქვესადგურის ექსპლუატაციის მართვაში არსებულ საპროექტო დეფექტებს და პრობლემებს, პრობლემის გადაჭრის გასაღები მდგომარეობს გამოვლენის დახურული მარყუჟის სისტემის აგებაში, ყუთის ტიპის ინტელექტუალური ქვესადგურის გარემოსა და აღჭურვილობის დისტანციური მონიტორინგი და განგაში, და დიზაინს აქვს საოპერაციო გარემოსა და ელექტრო მოწყობილობების დისტანციური მონიტორინგი. ინტელექტუალური ყუთის ტრანსფორმატორის სისტემას სხვადასხვა ფუნქციით შეუძლია შეაგროვოს და აკონტროლოს გარემოსდაცვითი პარამეტრები, როგორიცაა ყუთის ტრანსფორმატორის წვდომის კონტროლი, გარემოს ტემპერატურა და ტენიანობა, კვამლის სიგნალიზაცია, და წყალი საკაბელო თხრილში, ასევე ძაბვის, მიმდინარე, აქტიური ძალა, რეაქტიული სიმძლავრე, ძალაუფლების ფაქტორი, საკაბელო ტემპერატურა, ტრანსფორმატორი ტრანსფორმატორი, და ა.შ.

სხეულის ტემპერატურისა და გაზის განგაშის სიგნალი და სხვა აღჭურვილობის მუშაობის პარამეტრები, დისტანციური მართვის გამონაბოლქვი ვენტილატორი, მიკროკომპიუტერის დაცვის მოწყობილობა და ამომრთველის ჩამრთველი.

სისტემა იყენებს ჭკვიან ინსტრუმენტებს და ჭკვიან სენსორებს საკომუნიკაციო ფუნქციებით, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ინდუსტრიულ ობიექტებში, და შეგროვებულ მონაცემებს გადასცემს საველე კონტროლერს საველე ავტობუსის კომუნიკაციის საშუალებით, და საველე კონტროლერი გადასცემს მონაცემებს სერვერზე ან ღრუბლოვან მასპინძელ კომპიუტერზე უსადენო ან სადენიანი კომუნიკაციის მოდულის მეშვეობით. გააცნობიერე ისეთი ფუნქციები, როგორიცაა ტელემეტრია, დისტანციური სიგნალიზაცია და დისტანციური მართვა.

10 კვტ ინტელექტუალური ყუთის ტრანსფორმატორის დისტანციური მონიტორინგის სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია ნივთების ინტერნეტზე, იყენებს ინტელექტუალურ ინსტრუმენტებს და სენსორებს ციფრული ორმხრივი კომუნიკაციის ფუნქციით., და ერთნაირად იღებს სტანდარტულ RS485 ავტობუსის ინტერფეისს და Modbus-RTU საკომუნიკაციო პროტოკოლს. ინტელექტუალური ყუთის ტრანსფორმატორის დისტანციური მონიტორინგის სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია ნივთების ინტერნეტზე, შედგება სამი ნაწილისგან: აღქმის ფენა, საკომუნიკაციო ფენა და აპლიკაციის ფენა.
* აღქმის ფენა: სხვადასხვა ჭკვიანი მრიცხველებისა და ჭკვიანი სენსორების მეშვეობით სხვადასხვა გარემოს შესაგროვებლად, აღჭურვილობის მუშაობის პარამეტრები და ყუთის ტრანსფორმატორის აღჭურვილობის მუშაობის სტატუსი, და გადასცეს მონაცემები საველე კონტროლერს RS485 ავტობუსის მეშვეობით. საველე კონტროლერს აქვს ჩაშენებული ოპერაციული სისტემა და აქვს მონაცემთა შეგროვება, გამოთვლა, დამუშავებისა და კონტროლის ფუნქციები.
* საკომუნიკაციო ფენა: ეს ფენა არის მონაცემთა გადაცემისა და გაცვლის კავშირი და ბმული, და პასუხისმგებელია მონაცემთა ორმხრივ გადაცემაზე ღრუბლოვან პლატფორმასა და ადგილზე კონტროლერს შორის. ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის ფაქტობრივი კომუნიკაციის პირობების მიხედვით, კომუნიკაციის სხვადასხვა მეთოდი, როგორიცაა სადენიანი ოპტიკური კაბელი, Ethernet ან უკაბელო GPRS შეიძლება შეირჩეს მონაცემთა ღრუბლოვან პლატფორმაზე გადასაცემად.
*განაცხადის ფენა: შეიმუშავეთ და განავითარეთ დისტანციური მონიტორინგის სისტემა ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორებისთვის ღრუბლოვან პლატფორმაზე, პასუხისმგებელია გაგზავნაზე, ისტორიული მონაცემების მიღება და დამუშავება, ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის მუშაობის პარამეტრების დისტანციური მონიტორინგი, და ჩანაწერი შენახვა და ანალიზი მოვლენის ოპერაციის მონაცემები. და განავითარეთ WEB და მობილური APP ღრუბლოვან პლატფორმაზე, მორიგე ელექტრიკოსს შეუძლია ნებისმიერ დროს კომპიუტერის ან მობილური აპლიკაციის საშუალებით აკონტროლოს ოპერაციული მონაცემები და აღჭურვილობის სამუშაო მდგომარეობა ყუთის ტრანსფორმატორის საშუალებით.

3. სისტემის აპარატურის დიზაინი

3.1 RS485 ავტობუსის ლოკალური ქსელი ყუთის ტრანსფორმატორის საიტი

ჩაშენებული ტექნოლოგიის განვითარებითა და პროგრესით და ღირებულების შემცირებით, მრავალი გამოვლენის ინსტრუმენტი, სენსორებსა და აქტივატორებს აქვთ ჩაშენებული მიკროპროცესორები ტრადიციული ყუთის ტიპის საველე აღჭურვილობის ინფორმაციის გადაცემის ხარვეზებისა და პრობლემებისთვის., რომელსაც შეუძლია დაასრულოს ADDA კონვერტაცია და ხაზოვანი და ციფრული ფილტრაცია. სერიული საკომუნიკაციო მონაცემთა ინტერფეისი დამატებულია ამ ციფრული ველის მოწყობილობებში, და სერიული ორმხრივი კომუნიკაცია საველე მოწყობილობებს შორის შეიძლება განხორციელდეს ერთიანი სტანდარტული საკომუნიკაციო პროტოკოლის გამოყენებით.

ამჟამად ძირითადად გამოიყენება სამრეწველო ავტობუსების ქსელი.

ჭკვიანი ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორების დისტანციური მონიტორინგის სისტემის დიზაინის ერთ-ერთი გასაღები არის ჭკვიანი ინსტრუმენტების და სენსორების შერჩევა ციფრული ორმხრივი საკომუნიკაციო ფუნქციებით., და მიიღოს სტანდარტული და ერთიანი ავტობუსის ინტერფეისები და საკომუნიკაციო პროტოკოლები. დაწყებული 10 კვ სმარტ ყუთის ტიპის ტრანსფორმაციის დიზაინის საინჟინრო პრაქტიკიდან No. 5 სტუდენტური ბინა, არჩეულია RS485 ავტობუსი და Modbus-RTU საკომუნიკაციო პროტოკოლი, რომელიც ზოგადად მხარდაჭერილია ჭკვიანი სენსორებით.

კოლეჯის სტუდენტურ ბინაში ყუთ-ტრანსფორმატორის პირველადი სისტემის ძირითადი გაყვანილობის სქემის მიხედვით და 10 კვ ინტელექტუალური ყუთ-ტრანსფორმატორის დისტანციური მონიტორინგის სისტემის სისტემის ბლოკ-სქემის მიხედვით, სისტემის ტექნიკის დიზაინი ბირთვად იღებს ყუთ-ტრანსფორმატორის საველე კონტროლერს, და შედგება მიკროკომპიუტერის ინტეგრირებული დამცავი მოწყობილობისგან, ინტელექტუალური ქსელის მრიცხველი და ინტელექტუალური რეაქტიული სიმძლავრე მეორადი სისტემის აღჭურვილობა, როგორიცაა კომპენსატორები, და გარემოს გამოვლენის სენსორები, როგორიცაა ტემპერატურისა და ტენიანობის კვამლის სენსორები, PT100 ტემპერატურის სენსორები და წყლის შეღწევის სენსორები ქმნიან RS485 ავტობუსის ლოკალურ ქსელს ყუთიდან ყუთში ტრანსფორმაციის ადგილის. ყუთის ტრანსფორმატორის RS485 ავტობუსის ლოკალური ქსელის სისტემის დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 4.

RS485 ავტობუსის ლოკალური ქსელის სისტემის დიაგრამა ყუთის ტიპის ტრანსფორმაციის ადგილის

(1) RS485 სერიული საკომუნიკაციო ავტობუსი

RS485 ავტობუსის კომუნიკაციის რეჟიმი არის master-slave რეჟიმი, და სამაგისტრო მოწყობილობა ამოწმებს თითოეულ მონურ მოწყობილობას კომუნიკაციისთვის, და ერთიდან მრავალ წერტილამდე ქსელი შეიძლება შეიქმნას განაწილებული სისტემის ფორმირებისთვის. RS485 ინტერფეისი არის ფართოდ გამოყენებული დაბალი სიჩქარის სერიული ინტერფეისი, და RS485 ინტერფეისს აქვს შემდეგი მახასიათებლები.
* RS485 ინტერფეისი.

RS485 ინტერფეისის კომუნიკაცია იყენებს დიფერენციალურ გადაცემის რეჟიმს, და აქვს დაბალანსებული დრაივერის და დიფერენციალური მიმღების კომბინაცია, და იყენებს ძაბვის განსხვავებას კაბელის ორივე ბოლოში სიგნალების გადასაცემად, რაც მნიშვნელოვნად აძლიერებს საერთო რეჟიმის ჩარევას და ხმაურის საწინააღმდეგო ჩარევის უნარს.
* RS485 ავტობუსს აქვს გადაცემის მაღალი სიჩქარე და დიდი მანძილი. გადაცემის მაქსიმალური მანძილი დაახლოებით 1200 მეტრი, ხოლო გადაცემის მაქსიმალური სიჩქარეა 10 Mbps; მისი გადაცემის სიჩქარე უკუპროპორციულია გადაცემის მანძილისა, და გადაცემის მაქსიმალური მანძილის მიღწევა შესაძლებელია, როდესაც სიჩქარე 20 კბიტ/წმ-ზე დაბალია.
* მრავალი კვანძის მხარდაჭერა. Ზოგადად, RS485 ავტობუსის მარყუჟს თეორიულად შეუძლია მხარდაჭერა 247 მოწყობილობის კვანძები.

(2) Modbus-RTU სერიული საკომუნიკაციო პროტოკოლი

Modbus პროტოკოლი გამოიყენება სამრეწველო ავტობუსის ქსელზე. პროტოკოლის მეშვეობით, მონაცემთა კომუნიკაცია შეიძლება განხორციელდეს კონტროლერსა და საველე აღჭურვილობას შორის. სხვადასხვა მწარმოებლის მიერ წარმოებულ აღჭურვილობას შეუძლია შექმნას სამრეწველო ავტობუსის ქსელის მონიტორინგის სისტემა ერთიანი პროტოკოლის მიხედვით. პროტოკოლს აქვს master-slave სტრუქტურა, ერთი სამაგისტრო კვანძი ქსელში, და სხვები მონა კვანძებია, და თითოეულ სლავურ კვანძს აქვს მოწყობილობის უნიკალური მისამართი.

სერიულ ავტობუსების ქსელში, სამაგისტრო კვანძი იწყებს ბრძანებას, და ყველა მონური მოწყობილობა მიიღებს ბრძანებას. Modbus ბრძანება შეიცავს slave მოწყობილობის მისამართს, რომელიც ახორციელებს ბრძანებას, და ძირითადი მოწყობილობის მიერ დანიშნული slave მოწყობილობა ჯერ პასუხობს და შემდეგ ასრულებს ბრძანებას. Modbus ბრძანებებში არის შემოწმების ჯამები, რათა დარწმუნდეთ, რომ შემოსული ბრძანებები არ არის დაზიანებული. Modbus ბრძანებებს შეუძლიათ დაავალონ RTU-ს შეცვალოს თავისი რეგისტრის მნიშვნელობა, I/O პორტის წაკითხვა ან კონტროლი, და შეუკვეთეთ მოწყობილობას დააბრუნოს ერთი ან მეტი სარეგისტრაციო მონაცემი.

მოდბუსში შედის ASCII, RTU და TCP სამი ტიპის შეტყობინებები. ASCII გადაცემის რეჟიმი, LRC საკონტროლო ჯამი, დაბალი გადაცემის ეფექტურობა, მაგრამ ინტუიციური, მარტივი და მარტივი გამართვა. RTU გადაცემის რეჟიმი, CRC შემოწმების გამოყენებით, მაღალი გადაცემის ეფექტურობა, ოდნავ უფრო რთული ვიდრე ASCII. Ზოგადად, თუ გადასაცემი მონაცემების რაოდენობა მცირეა, შეგიძლიათ განიხილოთ ASCII პროტოკოლის გამოყენება; თუ გადასაცემი მონაცემების რაოდენობა შედარებით დიდია, უმჯობესია გამოიყენოთ RTU პროტოკოლი. Ამ მიზეზით, ამ სისტემის ინტელექტუალური ინსტრუმენტები და სენსორები ერთნაირად იღებენ Modbus-RTU კომუნიკაციის რეჟიმს.

3.2 Box Transformer-ის საველე კონტროლერის აპარატურის დიზაინი

ყუთის ტრანსფორმატორის საველე კონტროლერი შედგება ჩაშენებული სისტემისგან. ჩაშენებული სისტემა არის აპლიკაციაზე ორიენტირებული, პროგრამული უზრუნველყოფის და აპარატურის მორგება შესაძლებელია, და ახორციელებს აღჭურვილობის ავტომატიზაციას, ინტელექტი, და დისტანციური მონიტორინგის ფუნქციები. იგი ძირითადად შედგება ჩაშენებული მიკროპროცესორებისგან, დაკავშირებული აპარატურა, ჩაშენებული ოპერაციული სისტემები, და აპლიკაციის პროგრამული სისტემები.

(1) STM32 მიკროპროცესორული მინიმალური სისტემა

ჩაშენებული მიკროპროცესორის მინიმალური სისტემა მოიცავს ჩაშენებულ მიკროპროცესორს, გადატვირთვის წრე და გამართვის წრე. საათის წრე უზრუნველყოფს საჭირო გარე საათის სიგნალს, გადატვირთვის წრე უზრუნველყოფს ერთიან საწყის მდგომარეობას, და გამართვის წრე უზრუნველყოფს პროგრამის ჩამოტვირთვისა და გამართვის ინტერფეისს.
* ჩაშენებული მიკროპროცესორის ვარიანტი. 10 კვ ინტელექტუალური ყუთის ტრანსფორმატორის დისტანციური მონიტორინგის სისტემის მოთხოვნების შესაბამისად ადგილზე კონტროლერის მუშაობისთვის, ეს სისტემა ირჩევს STM32F103ZET6 ჩიპს, როგორც ადგილზე კონტროლერის ძირითად მიკროპროცესორს. STM32F103ZET6 ჩაშენებული მიკროპროცესორი, MCU-ს აქვს მაღალი ინტეგრაცია, დაბალი ენერგიის მოხმარება, და მაღალი ღირებულება შესრულება. იგი განკუთვნილია სხვადასხვა გამოყენების მოთხოვნებისთვის სამრეწველო სამედიცინო სფეროში, და შეუძლია დააკმაყოფილოს ამ სისტემის მონაცემთა შეძენისა და რეალურ დროში დამუშავების მოთხოვნები.
* კრისტალური ოსცილატორის წრე. კრისტალური ოსცილატორის წრე უზრუნველყოფს მიკროპროცესორს ფიქსირებული სიხშირის პულსს, რათა მიკროპროცესორმა ნორმალურად იმუშაოს.. STM32 მიკროპროცესორს აქვს ორი კრისტალური ოსცილატორი, 8MHz კრისტალური ოსცილატორი უზრუნველყოფს გარე მაღალსიჩქარიან საათს, და 32,768KHz კრისტალური ოსცილატორი უზრუნველყოფს გარე დაბალი სიჩქარის საათს.

* წრის გადატვირთვა. მიკროპროცესორის გადატვირთვის მიკროსქემის ფუნქციაა სისტემის გადატვირთვა. როდესაც სისტემა მარცხდება, დააჭირეთ გადატვირთვის ღილაკს მოწყობილობის გადატვირთვისთვის. საერთოდ, გადატვირთვის წრე იყენებს დაბალი დონის სიგნალს გადატვირთვისთვის.

(2) დენის მიკროსქემის დიზაინი

სისტემა ირჩევს DC გარე კვების წყაროს ნომინალური ძაბვით 12 ვ (2ა), და ირჩევს DC 5V (2ა) კვების ადაპტერი USB ინტერფეისით საველე კონტროლერისთვის ენერგიის მიწოდებისთვის. 12V DC კვების წყარო დაკავშირებულია საკონტროლო დაფაზე, და DC 12V დენის მიწოდება მცირდება DC 5V კვების წყაროს მისაღებად LM2596S დაწევის მოდულის მეშვეობით. შემდეგ 5V ძაბვა გადადის AMS1117-3.3V რეგულატორის ჩიპში, რათა მიიღოთ 3.3V ძაბვა STM32 ჩიპისთვის ენერგიის მიწოდებისთვის.. LM2596S და AMS1117-3.3V ელექტრომომარაგების რეგულატორის მიკროსქემის დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 8.

(3) RS485 ინტერფეისი TTL მოდულთან

RS485 ინტერფეისი TTL მოდულში ახორციელებს RS485 სიგნალის და TTL სიგნალის ორმხრივ კონვერტაციას და კომუნიკაციას, მაგრამ სიგნალი უნდა შესრულდეს მონაცვლეობით, და არ შეიძლება განხორციელდეს ერთდროულად ორი მიმართულებით. ყველა საველე მოწყობილობა იყენებს ამ მოდულს მიკროკონტროლერთან დასაკავშირებლად, და გაყვანილობის დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 9.

TFT-LCD და STM32 MCU გაყვანილობის დიაგრამა - ფიგურა 9

(4) LCD დისპლეის მოდული

ვინაიდან ყუთის ტიპის დისტანციური მონიტორინგის სისტემის ადგილზე კონტროლერს სჭირდება მრავალი რიცხვისა და სიმბოლოს ჩვენება, დისპლეის მოდულად არჩეულია 2.8 დიუმიანი TFT-LCD თხევადკრისტალური დისპლეი, და შიგნით არის ILI9341 კონტროლერი. განვიხილოთ STM32-ს შეუძლია დაუკავშირდეს ILI9341-თან SPI ინტერფეისის საშუალებით, 8080 ინტერფეისი ან RGB ინტერფეისი. უფრო სწრაფი განახლების სიჩქარის მისაღწევად, TFT-LCD იყენებს 8080 პარალელური მონაცემთა ავტობუსის ინტერფეისი. STM32 აწვდის მონაცემებს ILI9341 კონტროლერის მეხსიერებაში ცვლადი სტატიკური მეხსიერების FSMC მოდულის მეშვეობით.

(5) ხმის განგაშის მოდული

როდესაც STM32 მიკროპროცესორი აღმოაჩენს, რომ არის ანომალია ან ხარვეზი ყუთის ტრანსფორმატორის მუშაობის მონაცემებში, ის გაგზავნის შეტყობინებას სერიულ პორტში და დაიწყებს ხმოვან სიგნალიზაციას. ხმოვანი განგაშის მოდული ირჩევს ჩვეულებრივ ხმოვან ჩიპს SYN6288, და ავტომატურად გადასცემს ხმოვანი განგაშის ინფორმაციას დაპროგრამებული პროგრამის მიხედვით. სისტემა იყენებს GB2312 კოდს, რომელიც შესაფერისია ინფორმაციის გაცვლისთვის ჩინური სიმბოლოების დამუშავებისა და ჩინური სიმბოლოების კომუნიკაციისთვის. SYN6288 ასევე ზუსტად ცნობს ციფრებს, დრო და თარიღები, და ხშირად გამოყენებული საზომი ერთეულები.

(6) სარელეო მოდული

საველე კონტროლერი ირჩევს ორმხრივი ოპტოდაწყვილების იზოლაციის რელე მოდულების ჯგუფს DC 12V განგაშის ზარის და ვენტილატორის გახსნისა და დახურვის გასაკონტროლებლად, და 220V AC მყარი მდგომარეობის რელე შეიძლება შეირჩეს ელექტრომომარაგების ტიპისა და ყუთის ტიპის გამონაბოლქვი ვენტილატორის სიმძლავრის მიხედვით. რელეს მიკროსქემის თითოეულ მოდულს აქვს ჩვეულებრივ ღია და ჩვეულებრივ დახურული კონტაქტები, ასევე LED სტატუსის ჩვენება; თითოეული სარელეო წრე იზოლირებულია ოპტოკუპლერებით, და აღჭურვილია თავისუფალი მოძრავი დიოდით, რათა გაათავისუფლოს რელეს ინდუცირებული ძაბვა და დაიცვას წინა წრე. როდესაც ყუთის ტრანსფორმატორის გარემოს ტემპერატურა აღემატება გარკვეულ დიაპაზონს, ადგილზე კონტროლერი გამოსცემს მაღალ დონეს, და ერთი ოპტოკოპლერის იზოლაციის რელე მოქმედებს, რომ ჩართოს ვენტილატორი გასაცივებლად; როდესაც ხდება სერიოზული ხარვეზები, როგორიცაა კვამლის გადაჭარბებული კონცენტრაცია, კონტროლერი მართავს სხვა ოპტოდაწყვილების იზოლაციის რელეს დასაკავშირებლად. განგაშის ზარის ციკლი აგზავნის ადგილზე განგაშის. რელეს მუშაობის პრინციპის დიაგრამასა და რელეს მოდულსა და STM32 ჩიპს შორის კავშირის დიაგრამას, გთხოვთ, დაუკავშირდეთ მწარმოებელს და გამოაგზავნოთ მოთხოვნა.

(7) კომუნიკაციის მოდული

10kV ინტელექტუალური ყუთის ტრანსფორმატორის დისტანციური მონიტორინგის სისტემის დიზაინის მოთხოვნების შესაბამისად, ინტელექტუალური ყუთის ტრანსფორმატორსა და ღრუბელს შორის კომუნიკაცია ირჩევს GPRS უკაბელო კომუნიკაციის მეთოდს დაბალი ტრაფიკის ხარჯით. Gizwits firmware GPRS მოდული.
*Gizwits firmware GPRS მოდული (G510_GAgent firmware). ეს მოდული არის აპლიკაციის პროგრამა, რომელიც მუშაობს სხვადასხვა საკომუნიკაციო მოდულზე, უზრუნველყოფს ფუნქციებს, როგორიცაა ღრუბლის და პროდუქტის მოწყობილობის მონაცემების ორმხრივი გადაცემა, მოწყობილობის კონფიგურაცია ქსელში, აღმოჩენა და სავალდებულო, და პროგრამის განახლება. მიკროსქემის დიაგრამა GPRS მოდულსა და მთავარ კონტროლერს შორის შეგიძლიათ მიიღოთ მწარმოებელთან დაკავშირებით.

*GPRS-GA6 მოდული. ამ მოდულს შეუძლია გააცნობიეროს ხმის გადაცემა, მოკლე შეტყობინება და მონაცემები დაბალი ენერგიის მოხმარებით. იგი შესაფერისია დიზაინის სხვადასხვა მოთხოვნებისთვის M2M აპლიკაციებში, განსაკუთრებით კომპაქტური პროდუქტების დიზაინისთვის. მეორეც, საკომუნიკაციო პროტოკოლი იღებს UART სერიული პორტის ავტობუსის გადაცემას, იყენებს სტანდარტულ AT ბრძანებებს მოდულის გასაკონტროლებლად, და ირჩევს ბაუდის სიჩქარეს 115200 bps. დაუკავშირდით IoT მწარმოებელი GPRS-GA6 მოდულის და STM32 მიკროკონტროლერის შეერთების სქემისთვის.

3.3 მიკროკომპიუტერის ყოვლისმომცველი დაცვის მოწყობილობა

დენის ტრანსფორმატორის დაცვის დიზაინის სპეციფიკაციის მიხედვით (GB/T 50062-2008), 10კვ ტრანსფორმატორებს, როგორც წესი, სჭირდებათ ჭარბი დენის დაცვის დაყენება დროის ლიმიტით. მიკროკომპიუტერის დამცავ მოწყობილობას აქვს დაცვა, ტრანსფორმატორებისა და ხაზების საზომი და კონტროლის ფუნქციები, ასევე მონაცემთა მოპოვების ფუნქციები, მონიტორინგი და სისტემის თვითინსპექტირება, და აქვს მაღალი მგრძნობელობა და საიმედოობა.

10 კვ ინტელექტუალური ყუთის დიზაინის მოთხოვნების მიხედვით იცვლება სტუდენტურ ბინაში, არჩეულია Ankerui AM3-I მიმდინარე ტიპის მიკროკომპიუტერის ყოვლისმომცველი დაცვის მოწყობილობა RS485 საკომუნიკაციო ფუნქციით, IA-სთან, IB, IC, UA, UB, UC, პ, ქ, Fr და სხვა ელექტრული პარამეტრის გაზომვა, 8-არხის გარე გადამრთველის სიგნალის მიღება, და ამომრთველის დისტანციური მართვის გახსნისა და დახურვის ოპერაციები და სხვა ფუნქციები. AM3-I მიკროკომპიუტერის დამცავი მოწყობილობის გაყვანილობის ტერმინალის დიაგრამა შემდეგია:

AM3-I მიკროკომპიუტერის დამცავი მოწყობილობის გაყვანილობის ტერმინალის დიაგრამა

3.4. ჭკვიანი ქსელის მრიცხველი

ჭკვიანი ქსელის მრიცხველები გამოიყენება ელექტრული პარამეტრების დასადგენად, როგორიცაა სამფაზიანი დენი, დაბალი ძაბვის გამანაწილებელი სქემების ძაბვა და სიმძლავრე, ასევე საიზოლაციო გადამრთველებისა და ამომრთველების გახსნისა და დახურვის სტატუსი. 10 კვ ინტელექტუალური ყუთის ტრანსფორმატორის მეორადი სისტემის საპროექტო მოთხოვნების მიხედვით, არჩეულია Ankerui ACR ინტელექტუალური ქსელის მრიცხველი RS485 საკომუნიკაციო ფუნქციით, და არჩეულია ACR ინტელექტუალური ქსელის მრიცხველის და დაბალი ძაბვის დენის ტრანსფორმატორის გაყვანილობის დიაგრამა და გადამრთველის შეყვანისა და გამომავალი გაყვანილობის დიაგრამა.

ACR ჭკვიანი ქსელის მრიცხველი დაბალი ძაბვის დენის ტრანსფორმატორი და ციფრული შეყვანის და გამომავალი გაყვანილობის დიაგრამა

ACR ჭკვიანი ქსელის მრიცხველი იღებს Modbus-RTU პროტოკოლს, რომელსაც შეუძლია სიმძლავრის პარამეტრების გაზომვა და შეგროვება. გადამრთველის შეყვანის ფუნქციას შეუძლია გამოავლინოს საიზოლაციო გადამრთველისა და ამომრთველის გადართვის სტატუსი, და სარელეო გამომავალი ფუნქციას შეუძლია დისტანციურად ჩართოს და გამორთოს ამომრთველი. ACR ინტელექტუალური ქსელის მრიცხველს აქვს ერთიანი გეგმა საკომუნიკაციო მისამართების ცხრილისთვის, რომელსაც შეუძლია ტელემეტრიის სამი დისტანციური ფუნქციის რეალიზება, დისტანციური სიგნალიზაცია და დისტანციური მართვა.

(1) AD კონვერტაცია და AC ანალოგური სიგნალის გაანგარიშება

The 3 ფაზის ძაბვის სიგნალები და 3 მიმდინარე სიგნალები (დენის ტრანსფორმატორის გამომავალი სიგნალები) ACR ჭკვიანი ქსელის მრიცხველის მიერ პირდაპირ შეგროვებული ყველა ანალოგური რაოდენობაა, რომლებიც უნდა გარდაიქმნას ციფრულ სიგნალებად, რომელთა ამოცნობა შესაძლებელია CPU-ს მიერ მონაცემთა დამუშავებისთვის. Პირველი, The 3 ფაზური ძაბვები 220 ვ და 3 მიმდინარე ანალოგები გარდაიქმნება დაბალი ძაბვის სიგნალებად კონვერტორის საშუალებით, და გარდაიქმნება AD კონვერტორის მიერ დაშვებულ ძაბვაში ძაბვის ფორმირების მარყუჟის მეშვეობით; , გარდაიქმნება ციფრულ სიგნალად AD-ით და შეყვანილია CPU-ში. AC ანალოგური რაოდენობის შერჩევისა და AD კონვერტაციის პროცესის სქემატური დიაგრამა შეგიძლიათ მიიღოთ მწარმოებელთან დაკავშირებით.

* ანალოგური ძაბვის კონვერტაცია და დაბალი გამტარი ფილტრაცია. ძაბვის ფორმირების მიკროსქემის ფუნქციაა ელექტროენერგიის ელექტრული იზოლაცია და გარდაქმნა. საერთოდ, AD კონვერტორი მოითხოვს შეყვანის სიგნალს იყოს ±5V და ±10V, ასე რომ, შეიძლება განისაზღვროს ძაბვის გადამყვანის ტრანსფორმაციის კოეფიციენტი. დაბალი გამტარი ფილტრები იყოფა პასიურ და აქტიურ ფილტრებად. აქტიური ფილტრები შედგება კონდენსატორებისგან, რეზისტორები და ინტეგრირებული ოპერაციული გამაძლიერებლები, რომლებიც აძლიერებენ სიგნალს ფილტრაციის დროს. პასიურ ფილტრებს აქვთ მხოლოდ ფილტრაციის ფუნქციები, მაგრამ არა სიგნალის გამაძლიერებელი ფუნქციები.
* ანალოგური სიგნალის ნიმუშის აღება. The sampling process should follow Shannon's sampling theorem, ანუ, სინჯის აღების სიხშირე არ უნდა იყოს ნაკლები 2 შეყვანის სიგნალის უმაღლეს სიხშირეზე გამრავლებული. ნიმუშის აღების პროცესი ძალიან სწრაფია. მიმდინარე AD-ის კონვერტორის სინჯმა მიაღწია ნანოწამის დონეს, ხოლო ენერგოსისტემის ავტომატური მოწყობილობის შერჩევის პერიოდი მილიწამის დონეზეა, ასე რომ, ექვსი მარყუჟის ძაბვისა და დენის სიგნალებს შეუძლიათ ერთი AD კონვერტორის გაზიარება, მაგრამ სინჯის აღების წრე აღჭურვილი უნდა იყოს სინჯის დამჭერი მოწყობილობით და მულტიპლექსერის გადამრთველით.
* AD კონვერტაცია. AD კონვერტორები მოიცავს თანმიმდევრულ დაახლოებას, განუყოფელი, ითვლიდა, პარალელური შედარება, და VFC ძაბვა-სიხშირის გადამყვანები. თანმიმდევრული მიახლოებითი AD კონვერტორი არის როგორც სიჩქარის, ასევე სიზუსტის წარმომადგენელი ADC-ში, და მას აქვს უფრო მაღალი კონვერტაციის გარჩევადობა უფრო მაღალი კონვერტაციის კურსით.

(2) სინუსოიდური ელექტრული სიდიდის ნახევარციკლის აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრაციის ალგორითმი

პროგრამული ალგორითმის გასაღები არის ალგორითმის მუშაობის სიზუსტისა და სიჩქარის გაუმჯობესება. ჭკვიანი მრიცხველის AC შერჩევის ალგორითმის გასაღები არის იმის ამოხსნა, თუ როგორ გამოვთვალოთ სინუსოიდური შერჩევის სიგნალის ამპლიტუდა ან ეფექტური მნიშვნელობა სინუსოიდური სიგნალის მყისიერი მნიშვნელობის მიხედვით.. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ალგორითმი სინუსური სიდიდეებისთვის არის ნახევარციკლის აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრაციის ალგორითმი.. ნახევარციკლის აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრაციის ალგორითმის პრინციპი არის ის, რომ სინუსური სიდიდის აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრალი ნებისმიერ ნახევარციკლში არის მუდმივი S., და ინტეგრალური მნიშვნელობა მუდმივი S არაფერ შუაშია ინტეგრალურ დაწყების კუთხესთან . ნახევარციკლის აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრაციის ალგორითმი სინუსური ფუნქციის მოდელზე დაფუძნებული ნაჩვენებია ნახატზე 19.

ნახევარციკლის აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრაციის ალგორითმი სინუსური ფუნქციის მოდელის საფუძველზე

დენის ეფექტური მნიშვნელობის გამოსათვლელი გამოხატულება ნახევარციკლის აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრალური ალგორითმის გამოყენებით ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:

ფორმულაში, S წარმოადგენს აბსოლუტური მნიშვნელობის ინტეგრალს ნახევარ ციკლში; მე წარმოადგენს დენის ეფექტურ მნიშვნელობას; i წარმოადგენს დენის მყისიერ მნიშვნელობას; w წარმოადგენს კუთხის სიჩქარეს; T წარმოადგენს AC დენის ციკლს; f წარმოადგენს AC დენის სიხშირეს; N წარმოადგენს ნიმუშების რაოდენობას ერთ ციკლში ; Ts წარმოადგენს შერჩევის პერიოდს.

3.5 RS485 ტემპერატურისა და ტენიანობის კვამლის სენსორი

იმის გათვალისწინებით, რომ ელექტრომომარაგების ხაზს ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორში შეიძლება ჰქონდეს გაჟონვა, გადატვირთვა, მოკლე ჩართვა და გადაჭარბებული კონტაქტის წინააღმდეგობა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი, ხოლო მაზუთში ჩაძირული ტრანსფორმატორის გაუმართაობამ შესაძლოა გამოიწვიოს ხანძარი. ამიტომ, ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორში აუცილებელია კვამლის სენსორის დაყენება ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის ხანძრის გამოსავლენად. პოტენციური წარუმატებლობის ადრეული გამოვლენის მიზნით. გაზომვის სიზუსტის უზრუნველსაყოფად და ამავე დროს ხარჯების შესამცირებლად, RS485 ტემპერატურა, ტენიანობის და კვამლის სამი ერთში სენსორი გამოიყენება ტემპერატურის დასადგენად, ტენიანობა და კვამლის კონცენტრაცია ყუთის ტრანსფორმატორში. The ტემპერატურის და ტენიანობის სენსორი იყენებს SHT30 ზონდს. ადგილზე გადაჭარბება და პულსის ჩარევა. სენსორს აქვს 4 მავთულები: წითელი, შავი, ყვითელი, და მწვანე. ტემპერატურისა და ტენიანობის კვამლის სენსორის სპეციფიკური გაყვანილობის მეთოდისთვის, გთხოვთ დაუკავშირდეთ IoT მწარმოებელს.

ამ სისტემაში შექმნილი ჭკვიანი მრიცხველები და სენსორები იღებენ Modbus-RTU პროტოკოლს, რომელსაც შეუძლია საიმედოდ დაუკავშირდეს ბაუდის სიჩქარის სრულ დიაპაზონში 1200-115200. ჭკვიანი მრიცხველებისა და სენსორების ბაუდის სიხშირე ერთნაირად არის დაყენებული 9600 bps-ზე. სენსორის მონაცემთა გადაცემის ფორმატი და მონაცემთა კონვერტაციის ფორმატი შემდეგია:
სენსორის მონაცემთა შეკითხვის ჩარჩოს ფორმატი. სენსორი მიჰყვება სტანდარტულ Modbus-RTU პროტოკოლს, და სენსორის კითხვა ინახება ჰოლდინგის რეესტრში, და ფუნქციის კოდი არის 04. ზედა კომპიუტერი კითხულობს სენსორის მონაცემთა გამოკითხვის ჩარჩოს ფორმატს, და ქვედა კომპიუტერის სენსორის მონაცემთა გამოკითხვის ჩარჩოს ფორმატი.

3.6 PT100 ტემპერატურის გადამცემი - RTD PT100 მუშაობის პრინციპი - ტემპერატურის სენსორის მუშაობის პრინციპი

PT100 ტემპერატურის გადამცემი გამოიყენება ტრანსფორმატორის სხეულის ტემპერატურის დასადგენად, მაღალი ძაბვის და დაბალი ძაბვის კაბელის ტემპერატურა, იგი განკუთვნილია სხვადასხვა სამრეწველო ობიექტებისთვის. ტრანსფორმატორი გამოიმუშავებს დანაკარგებს ექსპლუატაციის დროს, ძირითადად რკინის დაკარგვა და სპილენძის დაკარგვა, ასევე ცნობილია როგორც ძირითადი დაკარგვა და დატვირთვის დაკარგვა. სპილენძის დანაკარგი იცვლება დატვირთვის დენის მიხედვით და პროპორციულია დატვირთვის დენის კვადრატისა. ტრანსფორმატორის დანაკარგის გამოთვლის ფორმულა შემდეგია:

ფორმულაში, P0 წარმოადგენს ტრანსფორმატორის აქტიურ სიმძლავრეს ნომინალურ ძაბვაზე დატვირთვის გარეშე მუშაობისას; I1 და I2 წარმოადგენს მაღალი ძაბვის ხაზის დენს და დაბალი ძაბვის გვერდითი ხაზის დენს; R1 და R2 წარმოადგენს მაღალი ძაბვის მხარის წინააღმდეგობას და დაბალი ძაბვის მხარეს წინააღმდეგობას.

PT100 ტემპერატურის გადამცემი ჩართულია RS485 ავტობუსის ინტერფეისით, და თითოეული ტემპერატურის გადამცემი შეიძლება იყოს დაკავშირებული 4 PT100 ტემპერატურის სენსორები.

3.7 წყლის ჩაძირვის გადამცემის მუშაობის პრინციპი

ყუთის ქვესადგურის საძირკვლის ორმოს წყლის დაბალი დონის გამო, ძლიერი წვიმის შემდეგ ხშირია წყლის დაგროვება საკაბელო თხრილში და საძირკვლის ორმოში, და არსებობს კაბელის გაჟონვის უსაფრთხოების პოტენციური საფრთხე, ამიტომ საჭიროა არარეგულარული შემოწმება და დრენაჟი. ამ დიზაინში, წყლის ჩაძირვის სენსორი გამოიყენება ყუთის ქვესტრუქტურის საძირკვლის ორმოში წყლის დაგროვების დასადგენად. წყლის ჩაძირვის სენსორი იყენებს სითხის გამტარობის პრინციპს, და იყენებს ელექტროდებს იმის დასადგენად, არის თუ არა წყალი. აირჩიეთ კონტაქტის ტიპის წყლის ჩაძირვის დეტექტორი RS485 საკომუნიკაციო ფუნქციით. წყლის ჩაძირვის დეტექტორის მუშაობის პრინციპი ნაჩვენებია სურათზე 23.

4. სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი

სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი მოიცავს ორ ნაწილს: 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. მიკროკომპიუტერის ინტეგრირებული დამცავი მოწყობილობა, ჭკვიანი ქსელის მრიცხველი და სმარტ სენსორი ყუთის ტრანსფორმატორის საველე ავტობუსის ლოკალურ ქსელში აქვს ჩაშენებული აპლიკაციის პროგრამული უზრუნველყოფა, ასე რომ, საჭიროა მხოლოდ ყუთის ტრანსფორმატორის საველე კონტროლერის პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი.

4.1 საველე კონტროლერის პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორისთვის

ყუთის ტრანსფორმატორის საველე კონტროლერი არის ჩაშენებული სისტემა, და მისი პროგრამული სისტემა შედგება აპლიკაციური პროგრამისგან, API, ჩაშენებული ოპერაციული სისტემა და BSP (დაფის მხარდაჭერის პაკეტი). მრავალი პარამეტრის მახასიათებლების მიხედვით, 10 კვ ინტელექტუალური ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის საველე კონტროლერის მიერ შეგროვებული მრავალი დავალება და რეალურ დროში მაღალი მოთხოვნები, μC/OS-Ⅲ ჩაშენებული რეალურ დროში ოპერაციული სისტემა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება კომერციული პროდუქტის შემუშავებასა და სწავლების კვლევაში, შერჩეულია. μC/OS-Ⅲ განიხილავს ამოცანებს, როგორც ყველაზე პატარა ერთეულს, და არცერთ ამოცანას არ სჭირდება ზრუნვა რესურსების მართვის კონკრეტულ მეთოდზე, რომელსაც განსაზღვრავს ოპერაციული სისტემა.

4.2 ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის საველე კონტროლერის პროგრამული პროგრამული დიზაინი

მთელი პროგრამული სისტემის დიზაინი ეფუძნება განაწილებულ სისტემას, რომელიც შედგება ინტელექტუალური ინსტრუმენტებისგან, სენსორები, საველე კონტროლერები და ღრუბლოვანი პლატფორმები, და ხორციელდება აპლიკაციის პროგრამული უზრუნველყოფის დიზაინი და განვითარება. მონაცემთა გადაცემა და გაცვლა, ადგილზე კონტროლერი და Gizwits ღრუბლოვანი სერვერი იყენებენ Gizwits საკომუნიკაციო პროტოკოლს GPRS firmware-ში მონაცემთა გადაცემისა და გაცვლისთვის. ყუთის ტიპის ტრანსფორმატორის საველე კონტროლერის აპლიკაციის პროგრამის ძირითადი პროგრამის ნაკადის სქემა.

*პროგრამული უზრუნველყოფის ძირითადი პროგრამა. Პირველი, სისტემის ყველა ნაწილის ინიციალიზაცია, როგორიცაა GPIO, სერიული პორტი, საათი, მეხსიერების მართვა, და ა.შ., და შექმენით ამოცანები μC/OS-Ⅲ-ში. STM32 ახორციელებს სენსორული მონაცემების მოპოვებას და დამუშავებას, და აგზავნის სწორ ინფორმაციას LCD ეკრანზე. Ამავე დროს, STM32 აგზავნის AT ბრძანებებს GPRS-G510 მოდულზე, ცვლის მონაცემებს, უკავშირდება Gizwits ღრუბლოვან პლატფორმას LwM2M პროტოკოლის მეშვეობით, და განსჯის, არის თუ არა GPRS საკომუნიკაციო მოდული წარმატებით დაკავშირებული Gizwits ღრუბლოვან სერვერთან. თუ კავშირი წარმატებულია, მონაცემთა გადაცემა ხორციელდება. შემდეგ განსაჯეთ არის თუ არა დამუშავებული მონაცემები დადგენილ ზღვარზე მეტი.
თუ ეს არის ბოქსის ქვესადგურის მცირე უკმარისობა, გაგზავნეთ მონაცემები მობილური აპლიკაციაში ღრუბლოვანი პლატფორმის საშუალებით; თუ ეს არის ზოგადი მარცხი, გაგზავნეთ მონაცემთა განგაშის ინფორმაცია მობილური აპისთვის ღრუბლოვანი პლატფორმის საშუალებით, და გაუშვით GPRS-GA6 საკომუნიკაციო მოდული, რათა გაგზავნოთ განგაშის ინფორმაცია მობილური ტელეფონის SMS-ით; თუ ეს სერიოზული ბრალია, მონაცემთა განგაშის ინფორმაცია გადაეგზავნება მობილური ტელეფონის აპლიკაციას ღრუბლოვანი პლატფორმის საშუალებით, და GPRS-GA6 საკომუნიკაციო მოდული გააქტიურდება განგაშის ინფორმაციის გასაგზავნად მობილური ტელეფონის ტექსტური შეტყობინების საშუალებით და წინასწარ დაყენებულ შესაბამის პერსონალს დაურეკავს.