Gizwits IoT प्लॅटफॉर्मवर आधारित 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-प्रकार सबस्टेशनचे डिझाइन + STM32

या लेखात सादर केलेली 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-टाइप सबस्टेशन रिमोट कंट्रोल सिस्टीम शिआन युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीच्या तियान हुई यांनी डिझाइन आणि विकसित केली आहे..

ही प्रणाली अभियांत्रिकी पार्श्वभूमी म्हणून महाविद्यालयातील विद्यार्थी अपार्टमेंटसाठी 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-चेंजिंग सिस्टमचे डिझाइन घेते., आणि वर आधारित 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-चेंजिंग सिस्टम डिझाइन करते गोष्टींचे इंटरनेट. सिस्टममध्ये तीन भाग असतात: समज स्तर, संप्रेषण स्तर आणि अनुप्रयोग स्तर. सेन्सर डेटा संकलन आणि फील्ड कंट्रोलरला प्रसारित करण्यासाठी परसेप्शन लेयर जबाबदार आहे.

मायक्रो कॉम्प्युटर संरक्षण उपकरणांसारख्या दुय्यम प्रणाली उपकरणांसह, बुद्धिमान नेटवर्क मीटर, आणि बुद्धिमान प्रतिक्रियाशील शक्ती भरपाई नियंत्रक, तसेच तापमान आणि आर्द्रता यांसारखी पर्यावरणीय तपासणी उपकरणे, धूर, आणि पाणी विसर्जन सेन्सर. ऑन-साइट कंट्रोलर STM32 एम्बेडेड मायक्रोप्रोसेसर वापरतो, एलसीडी डिस्प्लेसह, व्हॉइस अलार्म मॉड्यूल, रिले आणि जीपीआरएस कम्युनिकेशन मॉड्यूल, इ.; कम्युनिकेशन लेयर GPRS वायरलेस कम्युनिकेशन वापरते, जे ऑन-साइट कंट्रोलर आणि क्लाउड प्लॅटफॉर्म दरम्यान द्वि-मार्ग डेटा ट्रान्समिशनसाठी जबाबदार आहे; गिझविट्स क्लाउड प्लॅटफॉर्म बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरसाठी रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टम आणि मोबाइल अॅप विकसित करतो, जे स्टोरेजसाठी जबाबदार आहे, बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मर ऑपरेशन डेटाचे विश्लेषण आणि प्रक्रिया.

This system finally realizes the user's remote monitoring of environmental parameters such as variable temperature and humidity, स्मोक अलार्म आणि फाउंडेशन पिट पाणी, तसेच विद्युत मापदंड जसे की वर्तमान, विद्युतदाब, वारंवारता आणि शक्ती घटक, आणि संगणक WEB किंवा मोबाईल APP द्वारे उपकरणे कार्यरत स्थिती.

जेव्हा बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या ऑपरेशनमध्ये असामान्यता किंवा दोष असतो, मॉनिटरिंग सिस्टम आपोआप फॉल्ट लेव्हल ठरवते, आणि ऑन-साइट बेलच्या वेगवेगळ्या संयोजनाद्वारे अलार्म पाठवते, मोबाइल फोन अॅप, एसएमएस आणि टेलिफोन, इ., आणि वेळेत लपविलेले त्रास दूर करण्यासाठी आणि विद्युत अपघात टाळण्यासाठी संबंधित कर्मचार्‍यांना सूचित करते. . हे बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर आणि पॉवर डिस्ट्रीब्युशन रूमच्या रिमोट मॉनिटरिंग आणि केंद्रीकृत व्यवस्थापनासाठी योग्य आहे, आणि शाळांमधील वीज वितरण उपकरणांची बुद्धिमत्ता पातळी आणि वीज पुरवठा सुरक्षितता आणि विश्वासार्हता मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते, उपक्रम आणि समुदाय.

1. परिचय

सामाजिक अर्थव्यवस्था आणि वितरण नेटवर्कच्या बांधकाम आणि विकासासह, अधिकाधिक 10kV बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर आहेत. पारंपारिक 10kV बॉक्स-प्रकारचे सबस्टेशन सामान्यत: अप्राप्य आणि मॅन्युअल नियमित तपासणीचे ऑपरेशन मोड स्वीकारते, ज्याची बुद्धिमत्ता कमी आहे आणि पर्यावरण आणि उपकरणांसाठी रिमोट मॉनिटरिंग आणि फॉल्ट अलार्म सिस्टमचा अभाव आहे. सध्या, स्मार्ट सेन्सर तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासासह, एम्बेडेड तंत्रज्ञान, संप्रेषण तंत्रज्ञान आणि क्लाउड संगणन तंत्रज्ञान आणि खर्चात कपात, इंटरनेट ऑफ थिंग्जवर आधारित 10kV स्मार्ट बॉक्स-प्रकारचे सबस्टेशन पारंपारिक बॉक्स-प्रकार सबस्टेशन्सच्या अपग्रेडिंग आणि परिवर्तनासाठी सर्वोत्तम पर्याय बनले आहे..

इंटरनेट ऑफ थिंग्सवर आधारित इंटेलिजेंट बॉक्स-टाइप सबस्टेशन रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टम बॉक्स-प्रकार सबस्टेशन वातावरणाचे दूरस्थपणे निरीक्षण करू शकते., रिअल टाइममध्ये ऑपरेटिंग पॅरामीटर्स आणि उपकरणांची स्थिती. आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे 1.

वापरकर्ते बॉक्सचे तापमान आणि आर्द्रता यासारख्या पर्यावरणीय मापदंडांचे दूरस्थपणे निरीक्षण करू शकतात, स्मोक अलार्म, आणि पायाच्या खड्ड्यांमध्ये पाणी साचते, तसेच विद्युत मापदंड जसे की वर्तमान, विद्युतदाब, वारंवारता, आणि पॉवर फॅक्टर, आणि कोणत्याही वेळी संगणक किंवा मोबाइल अॅप्सद्वारे उपकरणांची स्थिती. जेव्हा बॉक्स सबस्टेशन असामान्यपणे चालते किंवा अयशस्वी होते, मॉनिटरिंग सिस्टम मोबाईल फोन APP च्या विविध पद्धतींद्वारे आपोआप संबंधित कर्मचाऱ्यांना सूचित करेल, फॉल्ट लेव्हलनुसार एसएमएस आणि टेलिफोन, जेणेकरून छुपे दोष वेळेत दूर करता येतील आणि विद्युत अपघात टाळता येतील.

10इंटरनेट ऑफ थिंग्जवर आधारित kV स्मार्ट बॉक्स-प्रकारचे सबस्टेशन

स्मार्ट बॉक्स-प्रकारच्या सबस्टेशनच्या रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टममध्ये अ "फील्डबस LAN" बॉक्स-प्रकार सबस्टेशनच्या आत आणि ए "क्लाउड प्लॅटफॉर्म वाइड-एरिया नेटवर्क" बॉक्स-प्रकार सबस्टेशनच्या बाहेर. हे स्ट्रक्चरल मॉडेल दुय्यम पाणी पुरवठा उपकरणे रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टमसाठी रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टमच्या विकासासाठी लागू केले जाऊ शकते., निवासी वीज शुल्क व्यवस्थापन प्रणाली, आणि पारंपारिक उपकरणांची बुद्धिमत्ता आणि व्यवस्थापन पातळी सुधारण्यासाठी आणि पारंपारिक उद्योगांच्या अपग्रेडला प्रोत्साहन देण्यासाठी लिफ्ट रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टम. त्याचे चांगले अनुप्रयोग मूल्य आहे.

2. एकूण कार्यक्रम डिझाइन

इंटरनेट ऑफ थिंग्सवर आधारित स्मार्ट बॉक्स-टाइप सबस्टेशनची रचना महाविद्यालयीन विद्यार्थ्यांच्या अपार्टमेंटमधील 10kV स्मार्ट बॉक्स-प्रकारच्या सबस्टेशनच्या डिझाइनवर आधारित आहे.. 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-टाइप ट्रान्सफॉर्मरचे प्राथमिक सिस्टम डिझाइन पारंपारिक 10kV बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरसारखेच आहे., आणि ते प्रौढ होण्यास प्रवृत्त होते. हा लेख 10kV स्मार्ट बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या बुद्धिमान डिझाइनवर लक्ष केंद्रित करतो. खालील 10kV स्मार्ट बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक प्रणालीच्या डिझाइन सामग्रीचे संक्षिप्त विहंगावलोकन आहे.

2.1 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-प्रकार सबस्टेशनची प्राथमिक प्रणाली डिझाइन

चे वीज भार क्र. 5 विद्यापीठातील विद्यार्थी अपार्टमेंट इमारत प्रामुख्याने प्रकाश आहे, संगणक आणि नवीन जोडलेले एअर कंडिशनर लोड. प्रत्येक शयनगृहाची गणना म्हणून केली जाते 8 लोक, प्रकाश लोड 100W आहे, प्रत्येक विद्यार्थी संगणक लोड 200W आहे, आणि प्रत्येक 1.5P स्प्लिट-टाइप हॅन्गर नवीन एअर कंडिशनर्ससह स्थापित केले आहे, पॉवर 1.3kW आहे, आणि एका शयनगृहाचा भार 3.0kW आहे. त्यानुसार "औद्योगिक आणि नागरी वीज पुरवठा आणि वितरण डिझाइन मॅन्युअल", the dormitory's power load demand coefficient is 0.7, आणि पॉवर फॅक्टर आहे 0.8.

भविष्यात विद्यार्थी अपार्टमेंटचे विजेचे भारमान वाढणे लक्षात घेऊन, ट्रान्सफॉर्मरला विशिष्ट मार्जिन आरक्षित करणे आवश्यक आहे, आणि 1000kVA क्षमतेचा ट्रान्सफॉर्मर निवडला आहे. प्रारंभिक गुंतवणुकीचा खर्च आणि ट्रान्सफॉर्मरची ऑपरेटिंग किंमत लक्षात घेऊन, तसेच राष्ट्रीय ऊर्जा संवर्धन आणि उत्सर्जन कमी धोरणाच्या आवश्यकता, या उद्देशासाठी कमी-तोटा पूर्णपणे सीलबंद तेल-मग्न ट्रान्सफॉर्मर S13-M-1000/10-0.4 निवडला आहे..

लोड सांख्यिकीय गणना आधारावर, शॉर्ट सर्किट गणना, डायनॅमिक स्थिरता सत्यापन आणि थर्मल स्थिरता सत्यापन, बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक प्रणालीचे मुख्य उपकरण निवडले आहे. प्राथमिक प्रणालीच्या मुख्य उपकरणांचे विशिष्ट मॉडेल आणि तांत्रिक मापदंड टेबलमध्ये दर्शविले आहेत 3, टेबल 4, टेबल 5 आणि टेबल 6.

क्र. च्या डिझाइन आवश्यकतांनुसार. 5 विद्यार्थी अपार्टमेंट प्रकल्प बॉक्स सबस्टेशन आणि प्राथमिक प्रणाली डिझाइन गणना, क्र. च्या डिझाइन केलेल्या प्राथमिक प्रणालीचे मुख्य वायरिंग आकृती. 5 विद्यार्थी अपार्टमेंट बॉक्स सबस्टेशन आकृतीमध्ये दर्शविले आहे 2.

आकृती 2 : विद्यापीठातील विद्यार्थी अपार्टमेंटमधील बॉक्स-प्रकारच्या सबस्टेशनच्या प्राथमिक प्रणालीचे मुख्य वायरिंग आकृती

2.2 10kV बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरची इंटेलिजेंट डिझाइन योजना

10kV पारंपारिक बॉक्स-प्रकार सबस्टेशनच्या ऑपरेशन मॅनेजमेंटमध्ये असलेल्या डिझाईनमधील दोष आणि समस्यांवर लक्ष केंद्रित करणे, समस्येचे निराकरण करण्याची गुरुकिल्ली शोधण्यासाठी बंद-लूप प्रणालीच्या बांधकामामध्ये आहे, बुद्धिमान बॉक्स-प्रकार सबस्टेशन वातावरण आणि उपकरणांचे दूरस्थ निरीक्षण आणि अलार्म, आणि डिझाइनमध्ये ऑपरेटिंग वातावरण आणि इलेक्ट्रिकल उपकरणांचे रिमोट मॉनिटरिंग आहे. विविध फंक्शन्ससह इंटेलिजेंट बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर सिस्टम बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर ऍक्सेस कंट्रोल सारख्या पर्यावरणीय घटकांचे संकलन आणि परीक्षण करू शकते., सभोवतालचे तापमान आणि आर्द्रता, स्मोक अलार्म, आणि केबल खंदकात पाणी, तसेच व्होल्टेज, वर्तमान, सक्रिय शक्ती, प्रतिक्रियाशील शक्ती, शक्ती घटक, केबल तापमान, ट्रान्सफॉर्मर ट्रान्सफॉर्मर, इ.

शरीराचे तापमान आणि गॅस अलार्म सिग्नल आणि इतर उपकरणे ऑपरेटिंग पॅरामीटर्स, रिमोट कंट्रोल एक्झॉस्ट फॅन, मायक्रो कॉम्प्युटर संरक्षण उपकरण आणि सर्किट ब्रेकर स्विच.

सिस्टीम स्मार्ट इन्स्ट्रुमेंट्स आणि स्मार्ट सेन्सर्सचा अवलंब करते ज्यामध्ये सामान्यतः औद्योगिक साइट्समध्ये वापरल्या जाणार्‍या कम्युनिकेशन फंक्शन्स आहेत., आणि गोळा केलेला डेटा फील्ड बस कम्युनिकेशनद्वारे फील्ड कंट्रोलरला प्रसारित करतो, आणि फील्ड कंट्रोलर वायरलेस किंवा वायर्ड कम्युनिकेशन मॉड्यूलद्वारे सर्व्हर किंवा क्लाउड होस्ट संगणकावर डेटा प्रसारित करतो. टेलीमेट्रीसारख्या फंक्शन्सची जाणीव करा, रिमोट सिग्नलिंग आणि रिमोट कंट्रोल.

इंटरनेट ऑफ थिंग्सवर आधारित 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरची रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टम डिजिटल द्वि-मार्गी संप्रेषण कार्यासह बुद्धिमान उपकरणे आणि सेन्सर वापरते., आणि समान रीतीने मानक RS485 बस इंटरफेस आणि मॉडबस-आरटीयू कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल स्वीकारतो. इंटरनेट ऑफ थिंग्सवर आधारित इंटेलिजेंट बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरची रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टम तीन भागांनी बनलेली आहे: समज स्तर, संप्रेषण स्तर आणि अनुप्रयोग स्तर.
* धारणा स्तर: विविध स्मार्ट मीटर आणि स्मार्ट सेन्सरद्वारे विविध वातावरणे गोळा करण्यासाठी, उपकरणे ऑपरेटिंग पॅरामीटर्स आणि बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरची उपकरणे कार्यरत स्थिती, आणि RS485 बसद्वारे फील्ड कंट्रोलरला डेटा प्रसारित करा. फील्ड कंट्रोलरमध्ये अंगभूत ऑपरेटिंग सिस्टम आहे आणि डेटा संग्रह आहे, संगणन, प्रक्रिया आणि नियंत्रण कार्ये.
* संप्रेषण स्तर: हा स्तर डेटा ट्रान्समिशन आणि एक्सचेंजचे कनेक्शन आणि लिंक आहे, आणि क्लाउड प्लॅटफॉर्म आणि ऑन-साइट कंट्रोलर दरम्यान डेटाच्या द्वि-मार्गी प्रसारणासाठी जबाबदार आहे. बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या वास्तविक संप्रेषण परिस्थितीनुसार, विविध संवाद पद्धती जसे की वायर्ड ऑप्टिकल केबल, क्लाउड प्लॅटफॉर्मवर डेटा प्रसारित करण्यासाठी इथरनेट किंवा वायरलेस जीपीआरएस निवडले जाऊ शकतात.
*अनुप्रयोग स्तर: क्लाउड प्लॅटफॉर्मवर बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरसाठी रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टम डिझाइन आणि विकसित करा, पाठवण्यासाठी जबाबदार, ऐतिहासिक डेटा प्राप्त करणे आणि त्यावर प्रक्रिया करणे, बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मर ऑपरेटिंग पॅरामीटर्सचे दूरस्थ निरीक्षण, आणि रेकॉर्ड स्टोरेज आणि इव्हेंट ऑपरेशन डेटाचे विश्लेषण. आणि क्लाउड प्लॅटफॉर्मवर वेब आणि मोबाइल अॅप विकसित करा, ड्युटीवर असलेले इलेक्ट्रिशियन संगणक किंवा मोबाईल एपीपीद्वारे कधीही बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरच्या ऑपरेशन डेटा आणि उपकरणाच्या कामाच्या स्थितीचे निरीक्षण करू शकतात..

3. सिस्टम हार्डवेअर डिझाइन

3.1 RS485 बस बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर साइटचे लोकल एरिया नेटवर्क

एम्बेडेड तंत्रज्ञानाच्या विकास आणि प्रगतीसह आणि खर्चात कपात, अनेक शोध साधने, पारंपारिक बॉक्स-प्रकार फील्ड उपकरणांच्या माहितीच्या प्रसारणातील त्रुटी आणि समस्यांसाठी सेन्सर्स आणि अॅक्ट्युएटर्समध्ये अंगभूत मायक्रोप्रोसेसर आहेत., जे ADDA रूपांतरण आणि रेखीयकरण आणि डिजिटल फिल्टरिंग पूर्ण करू शकते. या डिजिटल फील्ड उपकरणांमध्ये सीरियल कम्युनिकेशन डेटा इंटरफेस जोडला जातो, आणि फील्ड उपकरणांमधील अनुक्रमिक द्वि-मार्ग संप्रेषण एक एकीकृत मानक संप्रेषण प्रोटोकॉल वापरून साकार केले जाऊ शकते.

सध्या प्रामुख्याने औद्योगिक बस नेटवर्क वापरले जाते.

स्मार्ट बॉक्स-टाइप ट्रान्सफॉर्मरसाठी रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टमच्या डिझाइनची एक किल्ली म्हणजे डिजिटल द्वि-मार्ग संप्रेषण कार्यांसह स्मार्ट उपकरणे आणि सेन्सर निवडणे., आणि मानक आणि युनिफाइड बस इंटरफेस आणि संप्रेषण प्रोटोकॉल स्वीकारणे. 10kV स्मार्ट बॉक्स-टाइप ट्रान्सफॉर्मेशन डिझाइनच्या अभियांत्रिकी सरावापासून सुरुवात. 5 विद्यार्थी अपार्टमेंट, RS485 बस आणि मॉडबस-आरटीयू कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल सामान्यतः स्मार्ट सेन्सर्सद्वारे समर्थित आहेत.

महाविद्यालयातील विद्यार्थी अपार्टमेंटमधील बॉक्स-ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक प्रणालीच्या मुख्य वायरिंग आकृतीनुसार आणि 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-ट्रान्सफॉर्मर रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टमच्या सिस्टम ब्लॉक आकृतीनुसार, सिस्टम हार्डवेअर डिझाइन बॉक्स-ट्रान्सफॉर्मर फील्ड कंट्रोलरला कोर म्हणून घेते, आणि त्यात मायक्रो कॉम्प्युटर इंटिग्रेटेड प्रोटेक्शन डिव्हाईस असते, इंटेलिजेंट नेटवर्क मीटर आणि इंटेलिजेंट रिऍक्टिव्ह पॉवर दुय्यम प्रणाली उपकरणे जसे की भरपाई देणारे, आणि पर्यावरण शोध सेन्सर जसे की तापमान आणि आर्द्रता स्मोक सेन्सर्स, PT100 तापमान सेन्सर्स आणि वॉटर इंट्रुजन सेन्सर्स बॉक्स-टू-बॉक्स ट्रान्सफॉर्मेशन साइटचे RS485 बस लोकल एरिया नेटवर्क तयार करतात. बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरचा RS485 बस लोकल एरिया नेटवर्क सिस्टम आकृती आकृतीमध्ये दर्शविला आहे 4.

RS485 बस लोकल एरिया नेटवर्क सिस्टम बॉक्स-प्रकार परिवर्तन साइटचा आकृती

(1) RS485 सीरियल कम्युनिकेशन बस

RS485 बसचा संवाद मोड मास्टर-स्लेव्ह मोड आहे, आणि संप्रेषणासाठी मास्टर डिव्हाइस प्रत्येक गुलाम उपकरणाचे मतदान करते, आणि वितरित प्रणाली तयार करण्यासाठी एक-टू-मल्टी-पॉइंट नेटवर्किंग स्थापित केले जाऊ शकते. RS485 इंटरफेस हा मोठ्या प्रमाणावर वापरला जाणारा लो-स्पीड सीरियल इंटरफेस आहे, आणि RS485 इंटरफेसमध्ये खालील वैशिष्ट्ये आहेत.
* RS485 इंटरफेस.

RS485 इंटरफेस संप्रेषण विभेदक ट्रान्समिशन मोड स्वीकारतो, आणि संतुलित ड्रायव्हर आणि डिफरेंशियल रिसीव्हरचे संयोजन आहे, आणि सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी केबलच्या दोन्ही टोकांना व्होल्टेज फरक वापरतो, जे कॉमन-मोड इंटरफेरन्स आणि अँटी-नॉईज इंटरफेरन्सचा प्रतिकार करण्याची क्षमता मोठ्या प्रमाणात वाढवते.
* RS485 बसमध्ये उच्च प्रक्षेपण दर आणि लांब पारेषण अंतर आहे. जास्तीत जास्त प्रसारण अंतर सुमारे आहे 1200 मीटर, आणि कमाल ट्रान्समिशन दर 10Mbps आहे; त्याचा प्रसार दर प्रसार अंतराच्या व्यस्त प्रमाणात आहे, आणि जेव्हा दर 20kbps पेक्षा कमी असेल तेव्हा जास्तीत जास्त ट्रान्समिशन अंतर गाठले जाऊ शकते.
* एकाधिक नोड्स समर्थन. सामान्यतः, एक RS485 बस लूप सैद्धांतिकरित्या समर्थन करू शकते 247 डिव्हाइस नोड्स.

(2) मॉडबस-आरटीयू सीरियल कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल

मॉडबस प्रोटोकॉल औद्योगिक बस नेटवर्कवर लागू केला जातो. प्रोटोकॉलद्वारे, कंट्रोलर आणि फील्ड इक्विपमेंट दरम्यान डेटा कम्युनिकेशन केले जाऊ शकते. विविध उत्पादकांनी उत्पादित केलेली उपकरणे एका एकीकृत प्रोटोकॉलनुसार औद्योगिक बस नेटवर्क मॉनिटरिंग सिस्टम तयार करू शकतात. प्रोटोकॉलमध्ये मास्टर-स्लेव्ह रचना आहे, नेटवर्कमधील एक मास्टर नोड, आणि इतर स्लेव्ह नोड्स आहेत, आणि प्रत्येक स्लेव्ह नोडचा एक अद्वितीय डिव्हाइस पत्ता असतो.

सीरियल बस नेटवर्कमध्ये, मास्टर नोड कमांड सुरू करतो, आणि सर्व स्लेव्ह उपकरणांना कमांड प्राप्त होईल. Modbus कमांडमध्ये स्लेव्ह डिव्हाईसचा पत्ता असतो जो कमांड कार्यान्वित करतो, आणि मास्टर डिव्हाइसद्वारे नियुक्त केलेले स्लेव्ह डिव्हाइस प्रथम प्रतिसाद देते आणि नंतर कमांड कार्यान्वित करते. मॉडबस कमांड्समध्ये चेकसम आहेत याची खात्री करण्यासाठी की येणार्‍या कमांड्स दूषित झाल्या नाहीत.. Modbus कमांड RTU ला त्याचे रजिस्टर व्हॅल्यू बदलण्याची सूचना देऊ शकतात, I/O पोर्ट वाचा किंवा नियंत्रित करा, आणि डिव्हाइसला एक किंवा अधिक नोंदणीकृत डेटा परत करण्याचा आदेश द्या.

Modbus मध्ये ASCII समाविष्ट आहे, RTU आणि TCP तीन संदेश प्रकार. ASCII ट्रान्समिशन मोड, LRC चेकसम, कमी प्रेषण कार्यक्षमता, पण अंतर्ज्ञानी, साधे आणि डीबग करणे सोपे. RTU ट्रान्समिशन मोड, CRC चेक वापरून, उच्च प्रसारण कार्यक्षमता, ASCII पेक्षा थोडे अधिक क्लिष्ट. साधारणतः बोलातांनी, जर प्रसारित केल्या जाणार्‍या डेटाचे प्रमाण कमी असेल, तुम्ही ASCII प्रोटोकॉल वापरण्याचा विचार करू शकता; जर प्रसारित केला जाणारा डेटा तुलनेने मोठा असेल, RTU प्रोटोकॉल वापरणे चांगले. या कारणास्तव, या प्रणालीची बुद्धिमान उपकरणे आणि सेन्सर मॉडबस-आरटीयू कम्युनिकेशन मोड एकसमानपणे स्वीकारतात.

3.2 बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरच्या फील्ड कंट्रोलरचे हार्डवेअर डिझाइन

बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरचा फील्ड कंट्रोलर एम्बेडेड सिस्टमने बनलेला आहे. एम्बेडेड प्रणाली अनुप्रयोग-केंद्रित आहे, सॉफ्टवेअर आणि हार्डवेअर तयार केले जाऊ शकतात, आणि उपकरणांचे ऑटोमेशन जाणवते, बुद्धिमत्ता, आणि रिमोट मॉनिटरिंग फंक्शन्स. हे प्रामुख्याने एम्बेडेड मायक्रोप्रोसेसरचे बनलेले आहे, संबंधित हार्डवेअर, एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम, आणि अनुप्रयोग सॉफ्टवेअर प्रणाली.

(1) STM32 मायक्रोप्रोसेसर किमान प्रणाली

एम्बेडेड मायक्रोप्रोसेसरच्या किमान प्रणालीमध्ये एम्बेडेड मायक्रोप्रोसेसरचा समावेश होतो, सर्किट आणि डीबगिंग सर्किट रीसेट करा. घड्याळ सर्किट आवश्यक बाह्य घड्याळ सिग्नल प्रदान करते, रीसेट सर्किट एक एकीकृत प्रारंभिक स्थिती प्रदान करते, आणि डीबगिंग सर्किट प्रोग्राम डाउनलोड आणि डीबगिंगसाठी इंटरफेस प्रदान करते.
* एम्बेडेड मायक्रोप्रोसेसर पर्याय. ऑन-साइट कंट्रोलरच्या कार्यक्षमतेसाठी 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टमच्या आवश्यकतांनुसार, ही प्रणाली STM32F103ZET6 चिप ऑन-साइट कंट्रोलरचा कोर मायक्रोप्रोसेसर म्हणून निवडते.. STM32F103ZET6 एम्बेडेड मायक्रोप्रोसेसर, MCU मध्ये उच्च एकत्रीकरण आहे, कमी वीज वापर, आणि उच्च किमतीची कामगिरी. हे औद्योगिक वैद्यकीय क्षेत्रातील विविध अनुप्रयोग आवश्यकतांसाठी योग्य आहे, आणि या प्रणालीच्या डेटा संपादन आणि रिअल-टाइम प्रक्रियेच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकतात.
* क्रिस्टल ऑसिलेटर सर्किट. क्रिस्टल ऑसिलेटर सर्किट मायक्रोप्रोसेसरला सामान्यपणे कार्य करण्यासाठी एक निश्चित वारंवारता पल्स प्रदान करते.. STM32 मायक्रोप्रोसेसरमध्ये दोन क्रिस्टल ऑसिलेटर आहेत, 8MHz क्रिस्टल ऑसिलेटर बाह्य हाय-स्पीड घड्याळ प्रदान करते, आणि 32.768KHz क्रिस्टल ऑसीलेटर बाह्य लो-स्पीड घड्याळ प्रदान करतो.

* सर्किट रीसेट करा. मायक्रोप्रोसेसर रीसेट सर्किटचे कार्य सिस्टम रीस्टार्ट करणे आहे. जेव्हा सिस्टम अयशस्वी होते, डिव्हाइस रीस्टार्ट करण्यासाठी रीसेट बटण दाबा. साधारणपणे, रीसेट सर्किट रीस्टार्ट करण्यासाठी निम्न-स्तरीय सिग्नल वापरते.

(2) पॉवर सर्किट डिझाइन

सिस्टम 12V च्या रेट केलेल्या व्होल्टेजसह डीसी बाह्य वीज पुरवठा निवडते (2ए), आणि DC 5V निवडते (2ए) फील्ड कंट्रोलरला वीज पुरवण्यासाठी USB इंटरफेससह पॉवर अॅडॉप्टर. 12V DC पॉवर सप्लाय कंट्रोल बोर्डशी जोडलेला आहे, आणि LM2596S स्टेप-डाउन मॉड्यूलद्वारे DC 5V पॉवर सप्लाय मिळवण्यासाठी DC 12V पॉवर सप्लाय स्टेप डाउन केला जातो.. STM32 चिपला वीज पुरवण्यासाठी 3.3V व्होल्टेज मिळविण्यासाठी 5V व्होल्टेज नंतर AMS1117-3.3V रेग्युलेटर चिपमधून जातो.. LM2596S आणि AMS1117-3.3V पॉवर सप्लाय रेग्युलेटरचा सर्किट डायग्राम आकृतीमध्ये दर्शविला आहे 8.

(3) RS485 इंटरफेस ते TTL मॉड्यूल

RS485 इंटरफेस टू TTL मॉड्यूल RS485 सिग्नल आणि TTL सिग्नलचे द्वि-मार्गी रूपांतरण आणि संप्रेषण लक्षात घेते., परंतु सिग्नल आळीपाळीने कार्यान्वित करणे आवश्यक आहे, आणि एकाच वेळी दोन दिशांनी चालवता येत नाही. सर्व फील्ड उपकरणे मायक्रोकंट्रोलरशी जोडण्यासाठी हे मॉड्यूल वापरतात, आणि वायरिंग आकृती आकृतीमध्ये दर्शविली आहे 9.

TFT-LCD आणि STM32 MCU चे वायरिंग डायग्राम - आकृती 9

(4) एलसीडी डिस्प्ले मॉड्यूल

बॉक्स-प्रकार रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टमच्या ऑन-साइट कंट्रोलरला अनेक संख्या आणि वर्ण प्रदर्शित करणे आवश्यक आहे, 2.8-इंचाचा TFT-LCD लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले डिस्प्ले मॉड्यूल म्हणून निवडला आहे, आणि आत ILI9341 कंट्रोलर आहे. STM32 SPI इंटरफेसद्वारे ILI9341 शी संवाद साधू शकतो याचा विचार करा, 8080 इंटरफेस किंवा RGB इंटरफेस. जलद रीफ्रेश दर प्राप्त करण्यासाठी, TFT-LCD वापरते 8080 समांतर डेटा बस इंटरफेस. STM32 व्हेरिएबल स्टॅटिक मेमरी FSMC मॉड्यूलद्वारे ILI9341 कंट्रोलर मेमरीमध्ये डेटा आउटपुट करते.

(5) व्हॉइस अलार्म मॉड्यूल

जेव्हा STM32 मायक्रोप्रोसेसरला बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरच्या ऑपरेशन डेटामध्ये असामान्यता किंवा दोष असल्याचे आढळते, ते सीरियल पोर्टवर संदेश पाठवेल आणि व्हॉइस अलार्म सुरू करेल. व्हॉइस अलार्म मॉड्यूल सामान्यतः वापरलेली व्हॉइस चिप SYN6288 निवडते, आणि प्रोग्राम केलेल्या प्रोग्रामनुसार व्हॉइस अलार्म माहिती स्वयंचलितपणे प्रसारित करते. सिस्टम GB2312 कोड वापरते, जे चीनी वर्ण प्रक्रिया आणि चीनी वर्ण संप्रेषण मध्ये माहिती देवाणघेवाण योग्य आहे. SYN6288 देखील संख्या अचूकपणे ओळखते, वेळा आणि तारखा, आणि सामान्यतः वापरलेली मोजमापाची एकके.

(6) रिले मॉड्यूल

फील्ड कंट्रोलर DC 12V अलार्म बेल आणि फॅन उघडणे आणि बंद करणे नियंत्रित करण्यासाठी 2-वे ऑप्टोकपलर आयसोलेशन रिले मॉड्यूल्सचा एक गट निवडतो., आणि 220V AC सॉलिड स्टेट रिले पॉवर सप्लाय प्रकार आणि बॉक्स-प्रकार एक्झॉस्ट फॅनच्या पॉवरनुसार निवडले जाऊ शकते.. प्रत्येक रिले सर्किट मॉड्यूलमध्ये सामान्यपणे उघडे आणि सामान्यपणे बंद संपर्क असतात, तसेच LED स्थिती संकेत; प्रत्येक रिले सर्किट ऑप्टोकपलर्सद्वारे वेगळे केले जाते, आणि रिलेचे प्रेरित व्होल्टेज सोडण्यासाठी आणि मागील सर्किटचे संरक्षण करण्यासाठी फ्रीव्हीलिंग डायोडसह सुसज्ज आहे. जेव्हा बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरचे वातावरणीय तापमान एका विशिष्ट श्रेणीपेक्षा जास्त असते, ऑन-साइट कंट्रोलर उच्च पातळी आउटपुट करतो, आणि एक ऑप्टोकपलर आयसोलेशन रिले पंखा थंड होण्यासाठी चालू करण्याचे कार्य करते; जेव्हा जास्त धूर एकाग्रता यासारखे गंभीर दोष उद्भवतात, कंट्रोलर कनेक्ट करण्यासाठी दुसरा ऑप्टोकपलर आयसोलेशन रिले चालवतो अलार्म बेल लूप ऑन-साइट अलार्म पाठवतो. रिलेच्या कामकाजाच्या तत्त्वाच्या आकृतीसाठी आणि रिले मॉड्यूल आणि STM32 चिपमधील कनेक्शन आकृतीसाठी, कृपया निर्मात्याशी संपर्क साधा आणि विनंती पाठवा.

(7) संप्रेषण मॉड्यूल

10kV इंटेलिजेंट बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर रिमोट मॉनिटरिंग सिस्टमच्या डिझाइन आवश्यकतांनुसार, इंटेलिजेंट बॉक्स ट्रान्सफॉर्मर आणि क्लाउडमधील संवाद कमी रहदारी खर्चासह GPRS वायरलेस कम्युनिकेशन पद्धत निवडतो. Gizwits फर्मवेअर GPRS मॉड्यूल.
*Gizwits फर्मवेअर GPRS मॉड्यूल (G510_GAgent फर्मवेअर). हे मॉड्यूल विविध कम्युनिकेशन मॉड्यूल्सवर चालणारा एक ऍप्लिकेशन प्रोग्राम आहे, क्लाउड आणि उत्पादन उपकरण डेटाचे द्वि-मार्गी प्रसारण यासारखी कार्ये प्रदान करणे, नेटवर्कमध्ये डिव्हाइस कॉन्फिगरेशन, शोध आणि बंधनकारक, आणि प्रोग्राम अपग्रेड. जीपीआरएस मॉड्यूल आणि मुख्य नियंत्रक यांच्यातील सर्किट आकृती निर्मात्याशी संपर्क साधून मिळवता येते..

*GPRS-GA6 मॉड्यूल. हे मॉड्युल आवाजाचे प्रसारण ओळखू शकते, कमी उर्जा वापरासह लहान संदेश आणि डेटा. हे M2M अनुप्रयोगांमध्ये विविध डिझाइन आवश्यकतांसाठी योग्य आहे, विशेषतः कॉम्पॅक्ट उत्पादनांच्या डिझाइनसाठी. दुसरे म्हणजे, कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल UART सीरियल पोर्ट बस ट्रान्समिशनचा अवलंब करतो, मॉड्यूल नियंत्रित करण्यासाठी मानक AT कमांड वापरते, आणि 115200bps चा बॉड दर निवडतो. यांच्याशी संपर्क साधा IoT निर्माता GPRS-GA6 मॉड्यूल आणि STM32 मायक्रोकंट्रोलरच्या कनेक्शन सर्किट डायग्रामसाठी.

3.3 मायक्रो कॉम्प्युटर सर्वसमावेशक संरक्षण उपकरण

पॉवर ट्रान्सफॉर्मर संरक्षण डिझाइन तपशीलानुसार (GB/T 50062-2008), 10kV ट्रान्सफॉर्मरना सहसा वेळेच्या मर्यादेसह ओव्हरकरंट संरक्षण स्थापित करणे आवश्यक असते. मायक्रो कॉम्प्युटर संरक्षण उपकरणाला संरक्षण असते, ट्रान्सफॉर्मर आणि लाइन्सचे मापन आणि नियंत्रण कार्ये, तसेच डेटा संपादनाची कार्ये, देखरेख आणि सिस्टम स्व-तपासणी, आणि उच्च संवेदनशीलता आणि विश्वासार्हता आहे.

विद्यार्थी अपार्टमेंटमध्ये 10kV बुद्धिमान बॉक्सच्या डिझाइनच्या आवश्यकतांनुसार बदल, RS485 कम्युनिकेशन फंक्शनसह Ankerui AM3-I वर्तमान-प्रकारचे मायक्रो कॉम्प्युटर सर्वसमावेशक संरक्षण उपकरण निवडले आहे, IA सह, आयबी, आयसी, UA, UB, UC, पी, प्र, Fr आणि इतर इलेक्ट्रिक पॅरामीटर मोजमाप, 8-चॅनेल बाह्य स्विच सिग्नल संपादन, आणि सर्किट ब्रेकर रिमोट कंट्रोल ओपनिंग आणि क्लोजिंग ऑपरेशन्स आणि इतर फंक्शन्स. AM3-I मायक्रो कॉम्प्युटर संरक्षण उपकरणाचे वायरिंग टर्मिनल आकृती खालीलप्रमाणे आहे:

AM3-I मायक्रो कॉम्प्युटर संरक्षण उपकरणाचे वायरिंग टर्मिनल डायग्राम

3.4. स्मार्ट नेटवर्क मीटर

स्मार्ट नेटवर्क मीटरचा वापर इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्स जसे की थ्री-फेज करंट शोधण्यासाठी केला जातो, व्होल्टेज आणि लो-व्होल्टेज पॉवर वितरण सर्किट्सची शक्ती, तसेच विलग करणारे स्विच आणि सर्किट ब्रेकर उघडण्याची आणि बंद करण्याची स्थिती. 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम प्रणालीच्या डिझाइन आवश्यकतांनुसार, RS485 कम्युनिकेशन फंक्शनसह Ankerui ACR इंटेलिजेंट नेटवर्क मीटर निवडले आहे, आणि ACR इंटेलिजेंट नेटवर्क मीटरचे वायरिंग डायग्राम आणि लो-व्होल्टेज करंट ट्रान्सफॉर्मर आणि स्विच इनपुट आणि आउटपुटचे वायरिंग डायग्राम निवडले आहेत.

ACR स्मार्ट नेटवर्क मीटर लो-व्होल्टेज करंट ट्रान्सफॉर्मर आणि डिजिटल इनपुट आणि आउटपुट वायरिंग डायग्राम

ACR स्मार्ट नेटवर्क मीटर मॉडबस-आरटीयू प्रोटोकॉल स्वीकारते, जे पॉवर पॅरामीटर्स मोजू शकतात आणि गोळा करू शकतात. स्विच इनपुट फंक्शन पृथक स्विच आणि सर्किट ब्रेकरची स्विचिंग स्थिती शोधू शकते, आणि रिले आउटपुट फंक्शन सर्किट ब्रेकर दूरस्थपणे चालू आणि बंद करू शकते. ACR इंटेलिजेंट नेटवर्क मीटरमध्ये कम्युनिकेशन अॅड्रेस टेबलसाठी एक एकीकृत योजना आहे, जे टेलिमेट्रीच्या तीन रिमोट फंक्शन्सची जाणीव करू शकते, रिमोट सिग्नलिंग आणि रिमोट कंट्रोल.

(1) एसी अॅनालॉग सिग्नलचे एडी रूपांतरण आणि गणना

द 3 फेज व्होल्टेज सिग्नल आणि 3 वर्तमान सिग्नल (वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर आउटपुट सिग्नल) ACR स्मार्ट नेटवर्क मीटरद्वारे थेट संकलित केलेले सर्व अॅनालॉग परिमाण आहेत, जे डिजिटल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करणे आवश्यक आहे जे डेटा प्रक्रियेसाठी CPU द्वारे ओळखले जाऊ शकते. पहिला, द 3 220V चे फेज व्होल्टेज आणि 3 वर्तमान अॅनालॉग्स कन्व्हर्टरद्वारे लो-व्होल्टेज सिग्नलमध्ये रूपांतरित होतात, आणि व्होल्टेज फॉर्मिंग लूपद्वारे एडी कन्व्हर्टरने परवानगी दिलेल्या व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित केले; , AD द्वारे डिजिटल सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले आणि CPU मध्ये इनपुट केले. एसी अॅनालॉग प्रमाणाचे सॅम्पलिंग आणि एडी रूपांतरण प्रक्रियेचे योजनाबद्ध आकृती निर्मात्याशी संपर्क साधून मिळवता येते..

* अॅनालॉग व्होल्टेज रूपांतरण आणि कमी-पास फिल्टरिंग. व्होल्टेज फॉर्मिंग सर्किटचे कार्य विद्युतरित्या विलग करणे आणि विजेचे रूपांतर करणे आहे. साधारणपणे, AD कनवर्टरला इनपुट सिग्नल ±5V आणि ±10V असणे आवश्यक आहे, त्यामुळे व्होल्टेज कन्व्हर्टरचे ट्रान्सफॉर्मेशन रेशो ठरवता येते. लो-पास फिल्टर्स निष्क्रिय फिल्टर आणि सक्रिय फिल्टरमध्ये विभागलेले आहेत. सक्रिय फिल्टर कॅपेसिटरने बनलेले असतात, प्रतिरोधक आणि एकात्मिक ऑपरेशनल अॅम्प्लीफायर्स, जे फिल्टर करताना सिग्नल वाढवते. पॅसिव्ह फिल्टर्समध्ये फक्त फिल्टरिंग फंक्शन्स असतात परंतु सिग्नल अॅम्प्लीफिकेशन फंक्शन्स नाहीत.
* अॅनालॉग सिग्नल सॅम्पलिंग. The sampling process should follow Shannon's sampling theorem, ते आहे, पेक्षा कमी नसावे 2 इनपुट सिग्नलच्या सर्वोच्च वारंवारतेच्या पट. सॅम्पलिंग प्रक्रिया खूप वेगवान आहे. सध्याचे AD कनवर्टर सॅम्पलिंग नॅनोसेकंद पातळीवर पोहोचले आहे, पॉवर सिस्टम स्वयंचलित यंत्राचा नमुना कालावधी मिलिसेकंद स्तरावर असताना, त्यामुळे सहा लूपचे व्होल्टेज आणि वर्तमान सिग्नल एक AD कनवर्टर सामायिक करू शकतात, परंतु सॅम्पलिंग सर्किट सॅम्पल-अँड-होल्ड डिव्हाइस आणि मल्टीप्लेक्सर स्विचसह सुसज्ज असले पाहिजे.
* एडी रूपांतरण. AD कन्व्हर्टरमध्ये क्रमिक अंदाजे समाविष्ट आहेत, अविभाज्य, मोजणी, समांतर तुलना, आणि VFC व्होल्टेज-फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर. अनुक्रमिक अंदाजे AD कनवर्टर हे ADC मधील वेग आणि अचूकता या दोन्हींचा प्रतिनिधी आहे, आणि उच्च रूपांतरण दराने त्याचे उच्च रूपांतरण रिझोल्यूशन आहे.

(2) सायनसॉइडल इलेक्ट्रिक क्वांटिटीचे अर्ध चक्र निरपेक्ष मूल्य एकत्रीकरण अल्गोरिदम

अल्गोरिदम ऑपरेशनची अचूकता आणि गती सुधारणे हे सॉफ्टवेअर अल्गोरिदमची मुख्य गोष्ट आहे. स्मार्ट मीटरच्या एसी सॅम्पलिंग अल्गोरिदमची गुरुकिल्ली म्हणजे साइनसॉइडल सिग्नलच्या तात्कालिक मूल्यानुसार सायनसॉइडल सॅम्पलिंग सिग्नलचे मोठेपणा किंवा प्रभावी मूल्य कसे मोजायचे याचे निराकरण करणे.. साइन परिमाणांसाठी सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे अल्गोरिदम हा अर्ध-चक्र परिपूर्ण मूल्य एकत्रीकरण अल्गोरिदम आहे. अर्ध-चक्र परिपूर्ण मूल्य एकत्रीकरण अल्गोरिदमचे तत्त्व असे आहे की कोणत्याही अर्ध चक्रातील साइन परिमाणाच्या परिपूर्ण मूल्याचा अविभाज्य एक स्थिर S असतो., आणि अविभाज्य मूल्य स्थिरांक S चा अविभाज्य प्रारंभ कोनाशी काहीही संबंध नाही . साइन फंक्शन मॉडेलवर आधारित अर्ध-सायकल परिपूर्ण मूल्य एकत्रीकरण अल्गोरिदम आकृतीमध्ये दर्शविले आहे 19.

साइन फंक्शन मॉडेलवर आधारित अर्ध-सायकल निरपेक्ष मूल्य एकत्रीकरणाचा अल्गोरिदम

अर्ध-चक्र परिपूर्ण मूल्य अविभाज्य अल्गोरिदम वापरून विद्युत् प्रवाहाच्या प्रभावी मूल्याची गणना करण्यासाठी अभिव्यक्ती खालील आकृतीमध्ये दर्शविली आहे:

सूत्रात, S अर्ध्या चक्रातील परिपूर्ण मूल्याचा अविभाज्य भाग दर्शवतो; मी विद्युत् प्रवाहाचे प्रभावी मूल्य दर्शवितो; मी विद्युत् प्रवाहाचे तात्कालिक मूल्य दर्शवितो; w हा कोनीय वेग दर्शवतो; टी एसी पॉवर सायकलचे प्रतिनिधित्व करतो; f AC पॉवर वारंवारता दर्शवते; N एका चक्रातील नमुन्यांची संख्या दर्शवते ; Ts सॅम्पलिंग कालावधी दर्शवतो.

3.5 RS485 तापमान आणि आर्द्रता स्मोक सेन्सर

बॉक्स टाईप ट्रान्सफॉर्मरमधील वीज पुरवठा लाइनला गळती असू शकते हे लक्षात घेऊन, ओव्हरलोड, शॉर्ट-सर्किट आणि अत्यधिक संपर्क प्रतिकार, ज्यामुळे आग लागू शकते, आणि इंधन तेल बुडवलेल्या ट्रान्सफॉर्मरमध्ये बिघाड झाल्यामुळे आग लागू शकते. त्यामुळे, बॉक्स-प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मरच्या आग ओळखण्यासाठी बॉक्स-प्रकारच्या ट्रान्सफॉर्मरमध्ये स्मोक सेन्सर स्थापित करणे आवश्यक आहे. संभाव्य अपयश लवकर शोधण्यासाठी. मापन अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी आणि त्याच वेळी किंमत कमी करण्यासाठी, RS485 तापमान, तापमान शोधण्यासाठी आर्द्रता आणि धूर थ्री-इन-वन सेन्सर वापरला जातो, बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरमध्ये आर्द्रता आणि धुराची एकाग्रता. द तापमान आणि आर्द्रता सेन्सर SHT30 प्रोब वापरते. ऑन-साइट लाट आणि नाडी हस्तक्षेप. सेन्सर आहे 4 तारा: लाल, काळा, पिवळा, आणि हिरवा. तापमान आणि आर्द्रता स्मोक सेन्सरच्या विशिष्ट वायरिंग पद्धतीसाठी, कृपया IoT निर्मात्याशी संपर्क साधा.

या प्रणालीमध्ये डिझाइन केलेले स्मार्ट मीटर आणि सेन्सर मॉडबस-आरटीयू प्रोटोकॉलचा अवलंब करतात, च्या पूर्ण बॉड रेट श्रेणीमध्ये विश्वसनीयरित्या संवाद साधू शकतो 1200-115200. स्मार्ट मीटर आणि सेन्सर्सचा बॉड रेट एकसमान 9600bps वर सेट केला आहे. सेन्सरचे डेटा ट्रान्समिशन स्वरूप आणि डेटा रूपांतरण स्वरूप खालीलप्रमाणे आहे:
सेन्सर डेटा क्वेरी फ्रेम स्वरूप. सेन्सर मानक Modbus-RTU प्रोटोकॉलचे अनुसरण करतो, आणि सेन्सर रीडिंग होल्डिंग रजिस्टरमध्ये साठवले जाते, आणि फंक्शन कोड आहे 04. वरचा संगणक सेन्सर डेटा चौकशी फ्रेम स्वरूप वाचतो, आणि कमी संगणक सेन्सर डेटा चौकशी फ्रेम स्वरूप.

3.6 PT100 तापमान ट्रान्समीटर - RTD PT100 चे कार्य तत्त्व - तापमान सेन्सरचे कार्य तत्त्व

PT100 तापमान ट्रान्समीटर ट्रान्सफॉर्मर शरीराचे तापमान शोधण्यासाठी वापरले जाते, उच्च व्होल्टेज आणि कमी व्होल्टेज केबल तापमान, हे विविध औद्योगिक साइटसाठी योग्य आहे. ट्रान्सफॉर्मर ऑपरेशन दरम्यान तोटा निर्माण करेल, प्रामुख्याने लोह आणि तांब्याचे नुकसान, कोर लॉस आणि लोड लॉस म्हणून देखील ओळखले जाते. तांब्याचे नुकसान लोड करंटनुसार बदलते आणि लोड करंटच्या स्क्वेअरच्या प्रमाणात असते. ट्रान्सफॉर्मर नुकसान गणना सूत्र खालीलप्रमाणे आहे:

सूत्रात, P0 रेट केलेल्या व्होल्टेजवर नो-लोड ऑपरेशनमध्ये ट्रान्सफॉर्मरची सक्रिय शक्ती दर्शवते; I1 आणि I2 उच्च-व्होल्टेज लाईन करंट आणि लो-व्होल्टेज साइड लाइन करंटचे प्रतिनिधित्व करतात; R1 आणि R2 उच्च-व्होल्टेज बाजूचा प्रतिकार आणि कमी-व्होल्टेज बाजूचा प्रतिकार दर्शवतात.

PT100 तापमान ट्रान्समीटर RS485 बस इंटरफेससह एम्बेड केलेले आहे, आणि प्रत्येक तापमान ट्रान्समीटरला जोडले जाऊ शकते 4 PT100 तापमान सेन्सर.

3.7 पाणी विसर्जन ट्रान्समीटरचे कार्य तत्त्व

बॉक्स सबस्टेशन पाया खड्डा पाणी पातळी कमी आहे, मुसळधार पावसानंतर केबल ट्रेंच आणि फाउंडेशन पिटमध्ये अनेकदा पाणी साचते, आणि केबल गळतीचा संभाव्य सुरक्षितता धोका आहे, त्यामुळे अनियमित तपासणी आणि ड्रेनेज आवश्यक आहे. या डिझाइनमध्ये, वॉटर इमर्सन सेन्सरचा वापर बॉक्स सबस्ट्रक्चरच्या फाउंडेशन पिटमध्ये पाणी साचण्यासाठी केला जातो.. पाणी विसर्जन सेन्सर द्रव वहन तत्त्व लागू करतो, आणि पाणी आहे की नाही हे शोधण्यासाठी इलेक्ट्रोड वापरते. RS485 कम्युनिकेशन फंक्शनसह संपर्क प्रकार वॉटर विसर्जन डिटेक्टर निवडा. पाणी विसर्जन डिटेक्टरचे कार्य तत्त्व आकृतीमध्ये दर्शविले आहे 23.

4. सिस्टम सॉफ्टवेअर डिझाइन

सिस्टम सॉफ्टवेअर डिझाइनमध्ये दोन भाग समाविष्ट आहेत: 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. मायक्रो कॉम्प्युटर इंटिग्रेटेड प्रोटेक्शन डिव्हाईस, बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरच्या फील्ड बस लोकल एरिया नेटवर्कमधील स्मार्ट नेटवर्क मीटर आणि स्मार्ट सेन्सरमध्ये एम्बेडेड अॅप्लिकेशन सॉफ्टवेअर आहे, त्यामुळे बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरच्या फील्ड कंट्रोलरचे सॉफ्टवेअर प्रोग्राम डिझाइन आवश्यक आहे.

4.1 बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरसाठी फील्ड कंट्रोलर सॉफ्टवेअरची रचना

बॉक्स ट्रान्सफॉर्मरचा फील्ड कंट्रोलर एक एम्बेडेड सिस्टम आहे, आणि त्याची सॉफ्टवेअर प्रणाली ऍप्लिकेशन प्रोग्रामने बनलेली आहे, API, एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम आणि BSP (बोर्ड समर्थन पॅकेज). अनेक पॅरामीटर्सच्या वैशिष्ट्यांनुसार, 10kV इंटेलिजेंट बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या फील्ड कंट्रोलरद्वारे संकलित केलेली अनेक कार्ये आणि उच्च रिअल-टाइम आवश्यकता, μC/OS-Ⅲ एम्बेडेड रिअल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम, ज्याचा मोठ्या प्रमाणावर व्यावसायिक उत्पादन विकास आणि शिक्षण संशोधनात वापर केला जातो, निवडले आहे. μC/OS-Ⅲ कार्यांना सर्वात लहान एकक मानते, आणि कोणत्याही कार्यासाठी संसाधनांच्या विशिष्ट व्यवस्थापन पद्धतीची काळजी करण्याची आवश्यकता नाही, जे ऑपरेटिंग सिस्टमद्वारे निर्धारित केले जाते.

4.2 बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या फील्ड कंट्रोलरचे सॉफ्टवेअर प्रोग्राम डिझाइन

संपूर्ण सॉफ्टवेअर सिस्टम डिझाइन बुद्धिमान साधनांनी बनलेल्या वितरित प्रणालीवर आधारित आहे, सेन्सर्स, फील्ड कंट्रोलर आणि क्लाउड प्लॅटफॉर्म, आणि अॅप्लिकेशन सॉफ्टवेअरची रचना आणि विकास केला जातो. डेटा ट्रान्समिशन आणि एक्सचेंज, ऑन-साइट कंट्रोलर आणि Gizwits क्लाउड सर्व्हर डेटा ट्रान्समिशन आणि एक्सचेंजसाठी GPRS फर्मवेअरमधील Gizwits कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल वापरतात. बॉक्स-प्रकार ट्रान्सफॉर्मरच्या फील्ड कंट्रोलर ऍप्लिकेशन सॉफ्टवेअरचा मुख्य प्रोग्राम फ्लो चार्ट.

*सॉफ्टवेअर मुख्य कार्यक्रम. पहिला, सिस्टमचे सर्व भाग सुरू करा, जसे की GPIO, सिरियल पोर्ट, घड्याळ, मेमरी व्यवस्थापन, इ., आणि μC/OS-Ⅲ मध्ये कार्ये तयार करा. STM32 सेन्सर डेटा संपादन आणि प्रक्रिया करते, आणि एलसीडी डिस्प्लेला योग्य माहिती पाठवते. त्याच वेळी, STM32 GPRS-G510 मॉड्यूलला AT कमांड पाठवते, डेटाची देवाणघेवाण करते, LwM2M प्रोटोकॉलद्वारे Gizwits क्लाउड प्लॅटफॉर्मशी कनेक्ट होते, आणि जीपीआरएस कम्युनिकेशन मॉड्यूल गिझविट्स क्लाउड सर्व्हरशी यशस्वीरित्या कनेक्ट झाले आहे की नाही हे ठरवते. कनेक्शन यशस्वी झाल्यास, डेटा ट्रान्समिशन केले जाते. नंतर प्रक्रिया केलेला डेटा सेट थ्रेशोल्डपेक्षा मोठा आहे की नाही याचा न्याय करा.
जर तो बॉक्स सबस्टेशनचा किरकोळ बिघाड असेल, क्लाउड प्लॅटफॉर्मद्वारे मोबाइल अॅपवर डेटा माहिती पाठवा; जर ते सामान्य अपयश असेल, क्लाउड प्लॅटफॉर्मद्वारे डेटा अलार्म माहिती मोबाइल अॅपवर पाठवा, आणि मोबाईल फोन एसएमएसद्वारे अलार्म माहिती पाठवण्यासाठी GPRS-GA6 कम्युनिकेशन मॉड्यूल सुरू करा; जर तो गंभीर दोष असेल तर, डेटा अलार्म माहिती क्लाउड प्लॅटफॉर्मद्वारे मोबाइल फोन APP वर पाठविली जाईल, आणि GPRS-GA6 संप्रेषण मॉड्यूल मोबाइल फोन मजकूर संदेशाद्वारे अलार्म माहिती पाठविण्यासाठी आणि प्रीसेट संबंधित कर्मचार्‍यांना कॉल करण्यासाठी सक्रिय केले जाईल..