Тарҳрезии зеристгоҳи интеллектуалии 10 кВ дар асоси платформаи Gizwits IoT + STM32

Системаи идоракунии дурдасти зеристгоҳи 10 кВ-и қуттӣ, ки дар ин мақола муаррифӣ шудааст, аз ҷониби Тян Хуи аз Донишгоҳи илм ва технологияи Сиан тарҳрезӣ ва таҳия шудааст..

Система тарҳи системаи интеллектуалии 10кВ-ро барои як хонаи донишҷӯӣ дар коллеҷ ҳамчун заминаи муҳандисӣ мегирад., ва тарҳрезии системаи интеллектуалии 10kV қуттии иваз дар асоси Интернети чизҳо. Система аз се қисм иборат аст: қабати дарк, қабати коммуникатсия ва қабати барномавӣ. Қабати дарк барои ҷамъоварӣ ва интиқоли маълумоти сенсорӣ ба контролери саҳроӣ масъул аст.

Аз ҷумла таҷҳизоти дуюмдараҷаи система, ба монанди дастгоҳҳои муҳофизати микрокомпьютер, ҳисобкунакҳои шабакаи интеллектуалӣ, ва контроллерҳои ҷуброни нерӯи реактивӣ, инчунин таҷҳизоти муайянкунандаи муҳити зист ба монанди ҳарорат ва намӣ, дуд, ва сенсорҳои обкашӣ. Назоратчии сайт микропросессори дарунсохт STM32-ро истифода мебарад, аз ҷумла дисплейи LCD, модули занги овозӣ, реле ва модули алоқаи GPRS, ва гайра.; қабати алоқа алоқаи бесими GPRS-ро истифода мебарад, ки барои интиқоли дуҷонибаи маълумот байни контроллер дар сайт ва платформаи абр масъул аст; Платформаи абрии Gizwits системаи назорати дурдаст ва барномаи мобилиро барои трансформаторҳои қуттӣ таҳия мекунад, ки барои нигох доштан масъул аст, тахлил ва кор карда баромадани маълумотхои кори трансформаторхои куттй.

This system finally realizes the user's remote monitoring of environmental parameters such as variable temperature and humidity, сигнали дуд ва оби чохи тахкурсй, инчунин параметрхои электрики, ба монанди чараён, Шиддат, басомад ва омили қувва, ва ҳолати кори таҷҳизот тавассути WEB компютер ё APP мобилӣ.

Вакте ки дар кори транс-форматори типи куттй но-муътадилй ё норасой ба амал меояд, системаи мониторинг ба таври худкор сатҳи хатогиро доварӣ мекунад, ва тавассути таркиби гуногуни занги дар сомона ҳушдор мефиристад, APP телефони мобилӣ, SMS ва телефон, ва гайра., барои сари вакт бартараф намудани норасоихои пинхонй ва пешгирй кардани ходисахои нохуши электр ба коркунони дахлдор хабар медихад. . Он барои назорати фосилавӣ ва идоракунии мутамаркази трансформаторҳои қуттӣ ва утоқҳои тақсимоти нерӯ мувофиқ аст, ва метавонад сатҳи иктишофӣ ва бехатарӣ ва эътимоднокии таҷҳизоти тақсимоти нерӯи барқро дар мактабҳо хеле беҳтар кунад, корхонахо ва чамъиятхо.

1. Муқаддима

Бо сохтан ва тараккй додани хочагии чамъиятй ва сети таксимот, трансформаторхои куттии 10 кВ зиёд шуда истодаанд. Стансияи анъанавии 10 кВ-и қуттӣ одатан режими кори санҷиши мунтазами беназорат ва дастиро қабул мекунад., ки дарачаи пасти разведка дорад ва системахои назорати фосилавй ва сигнализацияи вайронкунии мухити атроф ва тачхизот надоранд. Дар айни ҳол, бо рушди босуръати технологияи сенсории интеллектуалӣ, технологияи воридшуда, технологияи коммуникатсионӣ ва технологияи роёниши абрӣ ва кам кардани хароҷот, зеристгоҳи интеллектуалии навъи қуттии 10 кВ, ки ба Интернети ашё асос ёфтааст, беҳтарин интихоб барои навсозӣ ва табдилдиҳии зеристгоҳҳои анъанавии қуттӣ гардид.

Системаи интеллектуалии мониторинги дурдасти зеристгоҳи қуттии бар асоси Интернети ашё метавонад муҳити зеристгоҳи навъи қуттиро фосилаи дур назорат кунад, параметрҳои корӣ ва ҳолати таҷҳизот дар вақти воқеӣ. Чунон ки дар расм нишон дода шудааст 1.

Истифодабарандагон метавонанд аз фосилаи дур параметрҳои муҳити зист, аз қабили ҳарорат ва намии қуттиро назорат кунанд, ҳушдордиҳии дуд, ва дар чоҳҳои таҳкурсӣ ҷамъ шудани об, инчунин параметрхои электрики, ба монанди чараён, Шиддат, басомад, ва омили қувва, ва ҳолати таҷҳизот тавассути компютерҳо ё барномаҳои мобилӣ дар вақти дилхоҳ. Вакте ки станцияи ёрирасони куттй гайримукаррарй кор мекунад ё аз кор мебарояд, системаи мониторинг ба таври худкор кормандони дахлдор тавассути усулҳои гуногуни APP телефони мобилӣ огоҳ хоҳад кард, SMS ва телефон мувофиқи сатҳи хато, то ки камбудихои пинхонй дар сари вакт бартараф карда, ходисахои фалокати электр пешгирй карда шавад.

10кВ зеристгоҳи интеллектуалии қуттии бар асоси Интернет ашё

Системаи назорати фосилавии зеристгоҳи қуттии интеллектуалӣ иборат аст аз як "fieldbus LAN" дар дохили станцияи типи куттй ва а "платформаи абрӣ шабакаи васеъ" берун аз станцияи типи куттй. Ин модели сохториро барои таҳияи системаҳои назорати фосилавии таҷҳизоти дуюмдараҷаи обтаъминкунии системаҳои назорати фосилавӣ истифода бурдан мумкин аст, системаҳои идоракунии пардохтҳои барқи истиқоматӣ, ва системаҳои назорати фосилавии лифт барои баланд бардоштани сатҳи зеҳнӣ ва идоракунии таҷҳизоти анъанавӣ ва мусоидат ба такмили соҳаҳои анъанавӣ. Он арзиши хуби барнома дорад.

2. Тарҳрезии умумии барнома

Тарҳрезии зеристгоҳи интеллектуалии навъи қуттӣ дар асоси Интернети ашё ба тарҳи як зеристгоҳи интеллектуалии 10 кВ дар хонаи донишҷӯёни коллеҷ асос ёфтааст.. Тарҳрезии системаи ибтидоии трансформатори интеллектуалии навъи қуттии 10 кВ ҳамон тавре аст, ки трансформатори анъанавии қуттии 10 кВ аст., ва он ба камолот майл дорад. Ин мақола ба тарҳрезии интеллектуалии трансформатори қуттии интеллектуалии 10 кВ тамаркуз мекунад. Дар зер шарҳи мухтасари мундариҷаи тарҳрезии системаи ибтидоии трансформатори қуттии интеллектуалии 10 кВ оварда шудааст..

2.1 Тарҳрезии системаи ибтидоии зеристгоҳи интеллектуалии 10 кВ

Сарбории барқи №. 5 бинои истиқоматии донишҷӯён дар донишгоҳ асосан рӯшноӣ аст, компютерҳо ва борҳои кондитсионерҳои нав иловашуда. Х,ар як хобгох хамчун хисоб карда мешавад 8 одамон, сарбории равшанӣ 100W аст, Ҳар як сарбории компютери донишҷӯ 200 Вт аст, ва ҳар як овезон навъи 1,5P бо кондитсионерҳо нав насб карда шудааст Қувваи 1,3 кВт аст., ва сарбории як хобгоҳ 3,0 кВт аст. Мувофики "Дастур оид ба тарҳрезии таъминот ва тақсимоти барқи саноатӣ ва шаҳрвандӣ", the dormitory's power load demand coefficient is 0.7, ва омили қувват аст 0.8.

Дар оянда зиёд шудани сарбории электрикии квартираи студентонро ба назар гирифта, трансформатор бояд маржаи муайянро захира кунад, ва трансформатори иктидори 1000 кВА интихоб карда мешавад. Бо назардошти арзиши ибтидоии сармоягузорӣ ва арзиши истифодаи трансформатор, инчунин талаботи сиёсати миллии сарфаи энергия ва кам кардани партовхо, Бо ин максад трансформатори кам-талафоти пурраи бо равган гудохташуда S13-M-1000/10-0,4 интихоб карда шудааст..

Дар асоси хисоби статистикии сарборй, ҳисобкунии ноқилҳои кӯтоҳ, тафтиши устувории динамикӣ ва санҷиши устувории гармӣ, тачхизоти асосии системаи ибтидоии трансформатори куттй интихоб карда мешавад. Моделҳои мушаххас ва параметрҳои техникии таҷҳизоти асосии системаи ибтидоӣ дар ҷадвал нишон дода шудаанд 3, Ҷадвал 4, Ҷадвал 5 ва Ҷадвал 6.

Мувофиқи талаботи тарҳрезии №. 5 Лоихаи квартираи студентй станцияи ёрирасон ва хисобкунии лоихаи системам ибтидой, диаграммаи асосии васлкунии системаи ибтидоии тарҳрезишудаи №. 5 зеристгоҳи қуттии истиқоматии донишҷӯён дар расм нишон дода шудааст 2.

Расм 2 : Диаграммаи асосии сими системаи ибтидоии ёрирасони типи қуттӣ дар хонаи донишҷӯён дар донишгоҳ

2.2 Схемаи тарроҳии интеллектуалии трансформатори қуттии 10кВ

Ҳадаф ба бартараф кардани камбудиҳои тарҳрезӣ ва мушкилоти мавҷуда дар идоракунии истифодабарии зеристгоҳи анъанавии типи 10 кВ, калиди халли масъала дар сохтмоии системам пушида барои ошкор кардан аст, мониторинги дурдаст ва ҳушдордиҳии муҳити интеллектуалии зеристгоҳ ва таҷҳизот, ва тарроҳӣ дорои мониторинги фосилавии муҳити корӣ ва таҷҳизоти барқӣ мебошад., ҳарорати муҳити атроф ва намӣ, ҳушдордиҳии дуд, ва об дар хандакҳои кабелӣ, инчунин шиддат, ҷорӣ, қувваи фаъол, қувваи реактивӣ, омили қувва, ҳарорати кабел, трансформатори трансформатор, ва гайра.

Ҳарорати бадан ва сигнали газ ва дигар параметрҳои кори таҷҳизот, вентилятори ихроҷкунандаи идоракунии дурдаст, дастгоҳи муҳофизати микрокомпьютер ва гузаргоҳи барқгиранда.

Система асбобҳои интеллектуалӣ ва сенсорҳои интеллектуалиро бо функсияҳои иртиботӣ, ки одатан дар сайтҳои саноатӣ истифода мешаванд, қабул мекунад, ва маълумоти ҷамъовардашударо ба воситаи алоқаи автобуси саҳроӣ ба контролери саҳроӣ интиқол медиҳад, ва контролери саҳроӣ маълумотро ба сервер ё компютери мизбони абр тавассути модули алоқаи бесим ё симӣ интиқол медиҳад. Функсияҳоро ба монанди телеметрия иҷро кунед, сигнализация ва идоракунии дурдаст.

Системаи назорати фосилавии трансформатори интеллектуалии 10 кВ дар асоси Интернети ашё асбобҳо ва сенсорҳои интеллектуалиро бо функсияи рақамии алоқаи дуҷониба истифода мебарад., ва яксон интерфейси автобуси стандартии RS485 ва протоколи алоқаи Modbus-RTU-ро қабул мекунад. Системаи назорати фосилавии трансформатори интеллектуалии қуттӣ дар асоси Интернети ашё аз се қисм иборат аст: қабати дарк, қабати коммуникатсия ва қабати барномавӣ.
* Қабати дарк: тавассути ҳисобкунакҳои гуногуни интеллектуалӣ ва сенсорҳои интеллектуалӣ барои ҷамъоварии муҳити гуногун, параметрхои кори тачхизот ва холати кори тачхизот трансформатори куттй, ва маълумотро тавассути автобуси RS485 ба контролери саҳроӣ интиқол диҳед. Назоратчии саҳро дорои системаи оператсионии дарунсохт ва ҷамъоварии маълумот мебошад, Ҳисоббарорӣ, функсияҳои коркард ва назорат.
* Қабати коммуникатсия: Ин қабат пайванд ва пайванди интиқол ва мубодилаи маълумот мебошад, ва барои интиқоли дуҷонибаи маълумот байни платформаи абрӣ ва контроллер дар сайт масъул аст. Мувофики шароити вокеии алокаи трансформатори куттй, усулҳои гуногуни алоқа, аз қабили сими оптикии симӣ, Барои интиқоли маълумот ба платформаи абрӣ Ethernet ё GPRS-и бесим интихоб кардан мумкин аст.
*Қабати барнома: Тарҳрезӣ ва таҳияи системаи назорати фосилавӣ барои трансформаторҳои қуттӣ дар платформаи абрӣ, барои фиристодан масъул аст, қабул ва коркарди маълумотҳои таърихӣ, назорати фосилавии параметрхои кори трансформатори куттй, ва сабти нигоҳдорӣ ва таҳлили маълумоти амалиёти ҳодиса. Ва таҳияи WEB ва APP мобилӣ дар платформаи абр, электрики навбатдор метавонад маълумоти кор ва ҳолати кори таҷҳизоти трансформатори қуттӣ дар вақти дилхоҳ тавассути компютер ё APP мобилӣ назорат кунад.

3. Тарҳрезии сахтафзори система

3.1 Шабакаи маҳаллии автобуси RS485 сайти трансформатори қуттӣ

Бо инкишоф ва пешрафти технологияи дарунсохташуда ва арзон кардани арзиши аслии он, бисьёр асбобхои муайянкунанда, сенсорҳо ва фаъолкунандаҳо микропросессорҳои дарунсохт барои камбудиҳо ва мушкилоти интиқоли иттилооти таҷҳизоти саҳроии навъи қуттӣ доранд, ки метавонад табдили ADDA ва хаттӣ ва филтри рақамиро анҷом диҳад. Дар дохили ин дастгоҳҳои майдони рақамӣ интерфейси иттилоотии иртиботӣ илова карда шудааст, ва иртиботи пайдарпайи дуҷонибаи байни дастгоҳҳои саҳроӣ бо истифода аз протоколи ягонаи стандартии алоқа амалӣ карда мешавад.

Дар айни замон асосан сети автобусҳои саноатӣ истифода мешавад.

Яке аз калидҳои тарҳрезии системаи назорати фосилавӣ барои трансформаторҳои навъи қуттӣ ин интихоби асбобҳо ва сенсорҳои интеллектуалӣ бо функсияҳои рақамии алоқаи дуҷониба мебошад., ва қабул кардани интерфейсҳои стандартӣ ва ягонаи автобусҳо ва протоколҳои алоқа. Аз таҷрибаи муҳандисии тарҳи трансформатсияи навъи қуттии интеллектуалӣ дар № 10 кВ сар карда. 5 квартираи студентй, автобуси RS485 ва протоколи алоқаи Modbus-RTU, ки одатан аз ҷониби сенсорҳои интеллектуалӣ дастгирӣ мешаванд, интихоб карда мешаванд.

Мувофиқи диаграммаи асосии сими системаи ибтидоии қуттии трансформатор дар хонаи донишҷӯӣ дар коллеҷ ва схемаи блоки системаи системаи назорати дурдасти қуттии трансформатори 10 кВ, тарҳи сахтафзор система контроллер майдони қуттии-трансформаторӣ ҳамчун аслӣ мегирад, ва аз дастгоҳи муҳофизати ҳамгирошудаи микрокомпьютер иборат аст, як ҳисобкунаки шабакавии интеллектуалӣ ва нерӯи интеллектуалии реактивӣ Таҷҳизоти системаи дуюмдараҷа ба монанди компенсаторҳо, ва сенсорҳои муайянкунандаи муҳити зист ба монанди датчикхои харорат ва намии дуд, Сенсорҳои ҳарорати PT100 ва сенсорҳои воридшавии об шабакаи маҳаллии автобуси RS485-и сайти табдили қуттӣ ба қуттиро ташкил медиҳанд. Диаграммаи системаи шабакаи маҳаллии автобуси RS485 трансформатори қуттӣ дар расм нишон дода шудааст 4.

Диаграммаи системаи шабакаи маҳаллии автобуси RS485 аз сайти табдили қуттӣ

(1) RS485 автобуси алоқаи силсилавӣ

Ҳолати иртиботи автобуси RS485 режими усто-ғулом аст, ва дастгоҳи асосӣ ҳар як дастгоҳи ғуломро барои муошират пурсиш мекунад, ва шабакаи як-ба чанд нуқта метавонад барои ташкили системаи тақсимшуда таъсис дода шавад. Интерфейси RS485 интерфейси силсилавии пастсуръати васеъ истифодашаванда мебошад, ва интерфейси RS485 дорои хусусиятҳои зерин.
* Интерфейси RS485.

Муоширати интерфейси RS485 режими интиқоли дифференсиалиро қабул мекунад, ва дорои маҷмӯи ронандаи мутавозин ва қабулкунаки дифференсиалӣ, ва барои интиқоли сигналҳо фарқияти шиддатро дар ҳар ду канори кабел истифода мебарад, ки кобилияти муковимат ба мудохилаи режими умумй ва мудохилаи зидди садоро хеле баланд мебардорад.
* Автобуси RS485 дорои суръати баланди интиқол ва масофаи дарози интиқол мебошад. Масофаи максималии интиқол тақрибан аст 1200 метр, ва суръати максималии интиқол 10 Мбит / сония аст; суръати интиқоли он ба масофаи интиқол мутаносиби баръакс аст, ва масофаи максималии интиқолро ҳангоми аз 20 кбит / сония камтар кардан мумкин аст.
* Дастгирии гиреҳҳои сершумор. Умуман, як ҳалқаи автобус RS485 метавонад назариявӣ дастгирӣ 247 гиреҳҳои дастгоҳ.

(2) Протоколи алоқаи силсилавии Modbus-RTU

Протоколи Modbus ба шабакаи автобусҳои саноатӣ татбиқ карда мешавад. Ба воситаи протокол, алокаи маълумотро дар байни контролер ва тачхизоти сахрой ба амал баровардан мумкин аст. Таҷҳизоте, ки аз ҷониби истеҳсолкунандагони гуногун истеҳсол карда мешаванд, метавонанд аз рӯи протоколи ягона системаи мониторинги шабакаи автобусҳои саноатиро ташкил кунанд. Протокол дорои сохтори усто-ғулом аст, як гиреҳи асосӣ дар шабака, ва дигарон гиреҳҳои ғулом мебошанд, ва ҳар як гиреҳи ғулом суроғаи беназири дастгоҳ дорад.

Дар шабакаи автобусҳои силсилавӣ, гиреҳи асосӣ фармонро оғоз мекунад, ва ҳамаи дастгоҳҳои ғуломӣ фармон мегиранд. Фармони Modbus суроғаи дастгоҳи ғуломро, ки фармонро иҷро мекунад, дар бар мегирад, ва дастгоҳи ғуломи аз ҷониби дастгоҳи асосӣ таъиншуда аввал ҷавоб медиҳад ва сипас фармонро иҷро мекунад. Дар фармонҳои Modbus маблағҳои назоратӣ мавҷуданд, то боварӣ ҳосил кунанд, ки фармонҳои воридшуда вайрон нашудаанд.. Фармонҳои Modbus метавонанд ба RTU дастур диҳанд, ки арзиши реестри худро тағир диҳад, хондан ё назорат ба I / O порти, ва ба дастгоҳ фармон диҳед, ки як ё якчанд маълумоти сабти номро баргардонад.

Modbus дорои ASCII мебошад, RTU ва TCP се намуди паёмҳо. Ҳолати интиқоли ASCII, Маблағи санҷиши LRC, самаранокии пасти интиқол, вале интуитивй, оддӣ ва осон ба ислоҳ. Ҳолати интиқоли RTU, бо истифода аз санҷиши CRC, самаранокии баланди интиқол, каме мураккабтар аз ASCII. Умуман, агар микдори маълумоте, ки бояд фиристода шавад, кам бошад, шумо метавонед истифодаи протоколи ASCII-ро баррасӣ кунед; агар микдори маълумоте, ки бояд инти-хоб карда шавад, нисбатан калон бошад, аз протоколи RTU истифода бурдан беҳтар аст. Ба ин иллат, асбобҳо ва сенсорҳои интеллектуалии ин система режими алоқаи Modbus-RTU-ро яксон қабул мекунанд.

3.2 Тарҳрезии сахтафзори контролери саҳроии трансформатори қуттӣ

Назоратчии майдони трансформатори қуттӣ аз системаи дарунсохт иборат аст. Системаи воридшуда ба барнома нигаронида шудааст, программавй ва аппаратураро мувофик кардан мумкин аст, ва автоматикунонии тачхизотро ба амал мебарорад, разведка, ва функсияҳои назорати дурдаст. Он асосан аз микропросессорҳои дохилшуда иборат аст, сахтафзор алоқаманд, системаҳои амалиётии дарунсохташуда, ва системаҳои нармафзори амалӣ.

(1) Системаи минималии микропросессор STM32

Системаи ҳадди ақали микропросессори дарунсохташуда микропросессори дохилшударо дар бар мегирад, аз нав танзимкунии схема ва схемаи хатогиҳо. Схемаи соат сигнали зарурии соати беруниро таъмин мекунад, схемаи барқароркунӣ ҳолати ягонаи ибтидоиро таъмин мекунад, ва схемаи ислоҳкунӣ интерфейсро барои зеркашӣ ва ислоҳи барнома таъмин мекунад.
* Опсияи микропросессори дарунсохт. Мувофиқи талаботи системаи назорати дурдасти трансформатори қуттии 10 кВ барои иҷрои контроллер дар макон, ин система чипи STM32F103ZET6-ро ҳамчун микропросессори асосии контроллер дар сайт интихоб мекунад. STM32F103ZET6 микропросессор дарунсохти, MCU дорои ҳамгироии баланд аст, истеъмоли қувваи кам, ва иҷрои арзиши баланд. Он барои талаботҳои гуногуни татбиқ дар соҳаи тибби саноатӣ мувофиқ аст, ва метавонад ба талаботи ба даст овардани маълумот ва коркарди воқеии ин система ҷавобгӯ бошад.
* Схемаи осциллятори кристалл. Схемаи осциллятори кристалл импулси басомади собитро ба микропросессор таъмин мекунад, то микропросессор ба таври мӯътадил кор кунад.. Микропроцессори STM32 дорои ду осциллятори кристалл мебошад, oscillator булӯр 8MHz таъмин соати берунии баландсуръат, ва осциллятори кристалл 32,768 кГц соати берунии пастсуръатро таъмин мекунад.

* Барқароркунии схема. Вазифаи схемаи аз нав танзимкунии микропросессор аз нав оғоз кардани система мебошад. Вақте ки система ноком мешавад, тугмаи аз нав танзимкунии дастгоҳро пахш кунед. Умуман, схемаи аз нав танзимкунии сигнали сатҳи пастро барои аз нав оғоз кардан истифода мебарад.

(2) Тарҳрезии схемаи барқ

Система як манбаи барқи берунаро бо шиддати номиналии 12V интихоб мекунад (2А), ва DC 5V-ро интихоб мекунад (2А) адаптери барқ бо интерфейси USB барои таъмини қувваи барқ ба контролери саҳроӣ. Таъмини барқи доимии 12V ба панели идоракунӣ пайваст карда шудааст, ва таъминоти барқи DC 12V барои ба даст овардани қувваи барқи DC 5V тавассути модули поёнии LM2596S қатъ карда мешавад. Пас аз он шиддати 5V тавассути чипи танзимкунандаи AMS1117-3.3V барои ба даст овардани шиддати 3.3V барои таъмини нерӯи барқ ба чипи STM32 гузаронида мешавад.. Диаграммаи схемаи LM2596S ва танзимгари таъминоти барқ AMS1117-3.3V дар расм нишон дода шудааст. 8.

(3) Интерфейси RS485 ба модули TTL

Интерфейси RS485 ба модули TTL табдили дуҷониба ва иртиботи сигнали RS485 ва сигнали TTL -ро амалӣ мекунад, вале сигнал бояд бо навбат ичро карда шавад, ва дар як вакт ба ду самт гузарондан мумкин нест. Ҳама дастгоҳҳои саҳроӣ ин модулро барои пайвастшавӣ бо микроконтроллер истифода мебаранд, ва диаграммаи васлкунӣ дар расм нишон дода шудааст 9.

Диаграммаи ноқилҳои TFT-LCD ва STM32 MCU - Расм 9

(4) Модули намоиши LCD

Азбаски нозир дар сайти системаи назорати дурдасти қуттӣ бояд рақамҳо ва аломатҳои зиёдеро нишон диҳад, ҳамчун модули дисплей дисплейи булӯри моеъи 2,8 дюймаи TFT-LCD интихоб карда мешавад, ва дар дохили он як контролери ILI9341 мавҷуд аст. Ба назар гиред, ки STM32 метавонад бо ILI9341 тавассути интерфейси SPI муошират кунад, 8080 интерфейс ё интерфейси RGB. Барои ноил шудан ба суръати тезтар навсозӣ, TFT-LCD истифода мебарад 8080 интерфейси автобус маълумот мувозӣ. STM32 маълумотро ба хотираи контролери ILI9341 тавассути модули хотираи тағирёбандаи статикии FSMC мебарорад.

(5) Модули ҳушдордиҳии овозӣ

Вақте ки микропросессори STM32 муайян мекунад, ки дар маълумоти кори трансформатори қуттӣ номутаносибӣ ё хатогӣ мавҷуд аст., он ба порти силсилавӣ паём мефиристад ва ҳушдори овозиро оғоз мекунад. Модули ҳушдордиҳии овозӣ чипи овозии маъмулан SYN6288-ро интихоб мекунад, ва ба таври автоматикй ахбороти сигнали овозиро мувофики программам барномавй пахш мекунад. Система рамзи GB2312-ро истифода мебарад, ки барои мубодилаи иттилоот дар коркарди аломатҳои чинӣ ва иртиботи аломатҳои чинӣ мувофиқ аст. SYN6288 инчунин рақамҳоро дақиқ эътироф мекунад, вақт ва санаҳо, ва воҳидҳои ченаки маъмулан истифодашаванда.

(6) Модули реле

Назоратчии саҳроӣ як гурӯҳи модулҳои релеи изолятсияи оптокоупҳои 2-ро интихоб мекунад, то ки кушодан ва пӯшидани занги ҳушдор дар DC 12V ва вентиляторро назорат кунад., ва релеи ҳолати сахти 220V AC -ро мувофиқи намуди таъминоти барқ ва қудрати мухлиси ихроҷи қуттӣ интихоб кардан мумкин аст. Ҳар як модули схемаи реле дорои контактҳои одатан кушода ва одатан пӯшида мебошад, инчунин нишондиҳандаи ҳолати LED; хар як схемаи реле бо оптокоплерхо чудо карда мешавад, ва бо диоди озод муҷаҳҳаз аст, то шиддати индуксионии релеро озод кунад ва схемаи қаблиро муҳофизат кунад. Вакте ки харорати мухити трансформатори куттй аз доираи муайян зиёд мешавад, назоратчй дар махалхо дарачаи баланд мебарорад, ва як релеи изолятсияи оптокоуплер барои фаъол кардани вентилятор барои сард шудан амал мекунад; вақте ки камбудиҳои ҷиддӣ ба монанди консентратсияи аз ҳад зиёди дуд ба амал меоянд, контроллер боз як релеи изолятсияи оптокоуплерро барои пайваст кардани занги занги ҳушдор дар макон мефиристад. Барои диаграммаи принсипи кори реле ва диаграммаи пайвастшавӣ байни модули реле ва чипи STM32, лутфан бо истеҳсолкунанда тамос гиред ва дархостро фиристед.

(7) Модули коммуникатсионӣ

Мувофиқи талаботи тарҳрезии системаи мониторинги фосилавии трансформатори интеллектуалии 10кВ, иртибот байни трансформатори қуттии интеллектуалӣ ва абр усули алоқаи бесими GPRS-ро бо арзиши пасти трафик интихоб мекунад. Модули нармафзори Gizwits GPRS.
*Модули нармафзори Gizwits GPRS (Нармафзори G510_GAgent). Ин модул як барномаи барномаест, ки дар модулҳои гуногуни алоқа кор мекунад, таъмини функсияҳо ба монанди интиқоли дуҷонибаи абр ва маълумоти дастгоҳи маҳсулот, конфигуратсияи дастгоҳ дар шабака, кашф ва ҳатмӣ, ва такмили барнома. Диаграммаи схемаи байни модули GPRS ва контролери асосӣ метавонад тавассути тамос бо истеҳсолкунанда дастрас карда шавад.

*Модули GPRS-GA6. Ин модул метавонад интиқоли овозро амалӣ кунад, паёми кӯтоҳ ва маълумот бо истеъмоли қувваи кам. Он барои талаботҳои гуногуни тарроҳӣ дар барномаҳои M2M мувофиқ аст, махсусан барои конструкцняи маснуоти компакт. Дуюм, протоколи муошират қабул UART интиқоли автобус порти силсилавии, фармонҳои стандартии AT-ро барои идоракунии модул истифода мебарад, ва суръати интиқоли 115200бит / сонияро интихоб мекунад. тамос гиред Истеҳсолкунандаи IoT барои диаграммаи схемаи пайвастшавӣ модули GPRS-GA6 ва microcontroller STM32.

3.3 Дастгоҳи муҳофизати ҳамаҷонибаи микрокомпьютер

Мувофиқи мушаххасоти тарҳрезии муҳофизати трансформатори барқ (GB/T 50062-2008), 10Трансформаторҳои кВ одатан бояд муҳофизати аз ҳад зиёдро бо маҳдудияти вақт насб кунанд. Дастгоҳи муҳофизати микрокомпьютер дорои муҳофизат мебошад, вазифахои ченкунй ва идоракунии трансформаторхо ва хатхо, инчунин вазифахои ба даст овардани маълумот, мониторинг ва худидоракунии система, ва ҳассосият ва эътимоднокии баланд дорад.

Мувофиқи талаботи тарҳрезии 10kV қуттии интеллектуалӣ иваз дар хонаи донишҷӯён, дастгоҳи муҳофизати ҳамаҷонибаи микрокомпютери навъи Ankerui AM3-I бо функсияи алоқаи RS485 интихоб карда шудааст, бо IA, IB, ДИДАМ, УА, УБ, UC, П, С, Fr ва дигар ченкунии Параметри электрикӣ, 8-ба даст овардани сигнали гузариш берунии канал, ва идоракунихои дурдаст оид ба кушодану пушидан ва дигар вазифахо. Диаграммаи терминали сими дастгоҳи муҳофизати микрокомпютери AM3-I чунин аст:

Диаграммаи терминали сими дастгоҳи муҳофизати микрокомпютери AM3-I

3.4. Ҳисобкунаки шабакавии интеллектуалӣ

Ҳисобкунакҳои шабакавии интеллектуалӣ барои муайян кардани параметрҳои барқӣ ба монанди ҷараёни сефаза истифода мешаванд, шиддат ва кувваи схемахои таксимкунандаи кувваи пастшиддат, инчунин холати кушодан ва пуши-дани коммутаторхои изоля-торй ва автоматхо. Мувофиқи талаботи тарҳрезии системаи дуюмдараҷаи трансформатори қуттии интеллектуалии 10кВ, Ҳисобкунаки шабакаи интеллектуалии Ankerui ACR бо функсияи алоқаи RS485 интихоб карда шудааст, ва диаграммаи ноқилҳои ҳисобкунаки шабакаи интеллектуалии ACR ва трансформатори ҷараёни пастшиддат ва диаграммаи пайвасти вуруд ва баромади коммутатор интихоб карда шудаанд.

Ҳисобкунаки шабакаи интеллектуалии ACR трансформатори ҷории пастшиддат ва диаграммаи сими вуруд ва баромади рақамӣ

Ҳисобкунаки шабакаи интеллектуалии ACR протоколи Modbus-RTU -ро қабул мекунад, ки параметрхои кувваро чен карда, чамъ карда метавонанд. Функсияи вуруди коммутатор метавонад ҳолати гузариши коммутатори ҷудокунанда ва сӯрохиро муайян кунад, ва функсияи баромади реле метавонад аз фосилаи дур фурӯзон ва хомӯш созед. Ҳисобкунаки шабакаи интеллектуалии ACR дорои нақшаи ягонаи ҷадвали суроғаҳои алоқа мебошад, ки се вазифаи дурдасти телеметрияро ичро карда метавонад, сигнализация ва идоракунии дурдаст.

(1) Табдили AD ва ҳисобкунии сигнали аналогии AC

Дар 3 сигналхои шиддати фаза ва 3 сигналҳои ҷорӣ (сигналҳои баромади трансформатори ҷорӣ) мустақиман аз ҷониби ҳисобкунаки шабакаи интеллектуалии ACR ҷамъоварӣ ҳама миқдори аналогӣ мебошанд, ки бояд ба сигналҳои рақамӣ табдил дода шаванд, ки аз ҷониби CPU барои коркарди маълумот эътироф карда шаванд. Аввал, ба 3 шиддати фазахои 220В ва 3 аналогҳои ҷорӣ тавассути конвертер ба сигналҳои пастшиддат табдил меёбанд, ва ба шиддати аз ҷониби конвертери AD иҷозатдодашуда тавассути ҳалқаи ташаккули шиддат табдил дода мешавад; , тавассути AD ба сигнали рақамӣ табдил дода мешавад ва ба CPU ворид карда мешавад. Диаграммаи схематикии раванди интихоб ва табдилдиҳии AD-и миқдори аналогии AC метавонад тавассути тамос бо истеҳсолкунанда дастрас карда шавад..

* Табдил додани шиддати аналогӣ ва филтри паст-гузар. Вазифаи схемаи ташаккули шиддат аз ҷудо кардани барқ ва табдил додани қувваи барқ мебошад. Умуман, табдилдиҳандаи AD сигнали вурудро талаб мекунад, ки ±5V ва ±10V бошад, бинобар ин коэффисиенти табдили конвертери шиддатро муайян кардан мумкин аст. Филтрҳои пастгузар ба филтрҳои ғайрифаъол ва филтрҳои фаъол тақсим мешаванд. Филтрҳои фаъол аз конденсаторҳо иборатанд, резисторҳо ва тақвиятдиҳандаҳои амалиётии муттаҳидшуда, ки хангоми филтркунй сигналро пурзур мекунанд. Филтрҳои ғайрифаъол танҳо функсияҳои филтркунӣ доранд, аммо функсияҳои пурқувваткунии сигнал надоранд.
* Намунаи сигнали аналогӣ. The sampling process should follow Shannon's sampling theorem, яъне, басомади интихоб набояд камтар аз 2 маротиба баландтарин басомади сигнали вуруди. Раванди интихоб хеле зуд аст. Намунаи кунунии табдилдиҳандаи AD ба сатҳи наносония расидааст, дар ҳоле ки давраи намунагирии дастгоҳи автоматии системаи энергетикӣ дар сатҳи миллисония аст, Ҳамин тавр, сигналҳои шиддат ва ҷории шаш ҳалқа метавонанд як табдилдиҳандаи AD-ро мубодила кунанд, аммо схемаи интихоб бояд бо дастгоҳи интихоб ва нигоҳдорӣ ва коммутатори мултиплекс муҷаҳҳаз карда шавад.
* Табдили AD. Табдилдиҳандаҳои AD тақрибан тахминии пайдарпайро дар бар мегиранд, интегралӣ, ҳисоб кардан, муқоисаи параллелӣ, ва табдилдиҳандаҳои басомади шиддати VFC. Табдилдиҳандаи пайдарпайи наздикшавии AD намояндаи ҳам суръат ва ҳам дақиқ дар ADC мебошад, ва он дорои қарори табдили баландтар бо суръати баландтар.

(2) Алгоритми интегратсияи қимати мутлақи нимдавраи бузургии электрикии синусоидалӣ

Калиди алгоритми нармафзор беҳтар кардани дақиқӣ ва суръати амалиёти алгоритм аст.. Калиди алгоритми намунагирии AC аз ҳисобкунаки интеллектуалӣ ҳалли он аст, ки чӣ тавр ҳисоб кардани амплитуда ё арзиши самараноки сигнали интихобкунии синусоида аз рӯи арзиши фаврии сигнали синусоидалӣ. Алгоритми маъмултарин барои миқдорҳои синус интегратсияи арзиши мутлақ дар нимдавра мебошад.. Принсипи алгоритми интегратсияи арзиши мутлақи нимдавра аз он иборат аст, ки интеграли қимати мутлақи миқдори синус дар ҳама ним давра доимии S мебошад., ва доимии қимати интегралӣ S ба кунҷи оғози интегралӣ ҳеҷ иртиботе надорад . Алгоритми интегратсияи арзиши мутлақи нимдавра дар асоси модели функсияи синус дар расм нишон дода шудааст 19.

Алгоритми ҳамгироии арзиши мутлақи нимдавра дар асоси модели функсияи синус

Ифодаи ҳисоб кардани арзиши самарабахши ҷараён бо истифода аз алгоритми интегралии арзиши мутлақи нимдавра дар расми зер нишон дода шудааст.:

Дар формула, S интеграли қимати мутлақро дар давоми ним давра ифода мекунад; I арзиши самараноки ҷараёнро ифода мекунад; i арзиши фаврии ҷараёнро ифода мекунад; w суръати кунҷиро ифода мекунад; T сикли барқи AC-ро ифода мекунад; f басомади қувваи AC-ро ифода мекунад; N шумораи намунаҳоро дар як давра нишон медиҳад ; Ts давраи интихобро ифода мекунад.

3.5 RS485 сенсори дуди ҳарорат ва намӣ

Бо назардошти он, ки хати интиқоли барқ дар трансформатори қуттӣ метавонад ихроҷ дошта бошад, изофабори, ноқилҳои кӯтоҳ ва муқовимати аз ҳад зиёди тамос, ки боиси сар задани сухтор мегардад, ва бекористии трансформатори мазутдор боиси сар задани сухтор мегардад. Бинобар ин, дар трансформатори куттй барои ошкор кардани сухтори трансформатори куттй датчики дуд гузоштан лозим аст.. Барои он ки камбудиҳои эҳтимолиро барвақт ошкор кунанд. Бо максади таъмин намудани дурустии ченкунй ва дар як вакт кам кардани харочот, ҳарорати RS485, намнокй ва дуд сенсори се-дар як барои муайян кардани харорат истифода мешавад, намнокӣ ва консентратсияи дуд дар трансформатори қуттӣ. Дар сенсори ҳарорат ва намӣ зонди SHT30-ро истифода мебарад. Суръат ва дахолати набзи дар маҳал. Сенсор дорад 4 симхо: сурх, сиёҳ, зард, ва сабз. Барои усули мушаххаси ноқилҳои сенсори дуди ҳарорат ва намӣ, лутфан бо истеҳсолкунандаи IoT тамос гиред.

Ҳисобкунакҳо ва сенсорҳои интеллектуалӣ, ки дар ин система тарҳрезӣ шудаанд, протоколи Modbus-RTU-ро қабул мекунанд, ки метавонад дар доираи пурраи суръати интиқол боэътимод муошират кунад 1200-115200. Меъёри интиқоли ҳисобкунакҳо ва сенсорҳои интеллектуалӣ яксон ба 9600бит / сония муқаррар карда шудааст. Формати интиқоли маълумот ва формати табдили додаҳои сенсор чунинанд:
Формати чаҳорчӯбаи дархости додаҳои сенсор. Сенсор аз рӯи протоколи стандартии Modbus-RTU амал мекунад, ва хониши сенсор дар реестри нигоҳдорӣ нигоҳ дошта мешавад, ва рамзи функсия аст 04. Компютери болоӣ формати чаҳорчӯбаи дархости сенсорро мехонад, ва формати чаҳорчӯбаи дархости маълумоти сенсории компютерии поёнӣ.

3.6 Интиқолдиҳандаи ҳарорати PT100 - Принсипи кори RTD PT100 - Принсипи кори сенсори ҳарорат

Интиқолдиҳандаи ҳарорати PT100 барои муайян кардани ҳарорати бадани трансформатор истифода мешавад, ҳарорати баландшиддати сими шиддат ва паст, барои участкахои гуногуни саноатй мувофик аст. Трансформатор ҳангоми кор талафот медиҳад, асосан талафоти оҳан ва мис, инчунин ҳамчун талафоти аслӣ ва талафоти сарборӣ маълум аст. Талафоти мис бо ҷараёни сарборӣ фарқ мекунад ва ба квадрати ҷараёни сарборӣ мутаносиб аст. Формулаи ҳисобкунии талафоти трансформатор чунин аст:

Дар формула, P0 иқтидори фаъоли трансформаторро ҳангоми кори бебор дар шиддати номиналӣ ифода мекунад; I1 ва I2 ҷараёни хати баландшиддат ва ҷараёни хати паҳлӯи пастшиддатро ифода мекунанд; R1 ва R2 муқовимати паҳлӯи баландшиддат ва муқовимати паҳлӯи пастшиддатро ифода мекунанд.

Интиқолдиҳандаи ҳарорати PT100 бо интерфейси автобуси RS485 ҷойгир карда шудааст, ва ҳар як интиқолдиҳандаи ҳароратро ба он пайваст кардан мумкин аст 4 Сенсорҳои ҳарорати PT100.

3.7 Принсипи кори интиқолдиҳандаи обкашӣ

Аз сабаби паст будани сатхи оби чохи тахкурсии станцияи ёрирасон, пас аз борони сахт дар хандакхои кабель ва чохи тахкурсй аксар вакт об чамъ мешавад, ва хатари эҳтимолии бехатарии хуруҷи кабел вуҷуд дорад, бинобар ин тафтиши номунтазам ва дренаж талаб карда мешавад. Дар ин тарҳ, сенсори обкашӣ барои муайян кардани ҷамъшавии об дар чоҳи таҳкурсии зерсохтори қуттӣ истифода мешавад. Сенсори обкашӣ принсипи интиқоли моеъро татбиқ мекунад, ва электродҳоро барои муайян кардани мавҷудияти об истифода мебарад. Як детектори обкашии навъи тамосро бо функсияи алоқаи RS485 интихоб кунед. Принсипи кори детектори обкашӣ дар расм нишон дода шудааст 23.

4. Тарҳрезии нармафзори система

Тарҳрезии нармафзори система аз ду қисм иборат аст: 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. Дастгоҳи муҳофизати ҳамгирошудаи микрокомпьютер, Ҳисобкунаки шабакаи интеллектуалӣ ва сенсори интеллектуалӣ дар шабакаи маҳаллии автобуси саҳроии трансформатори қуттӣ нармафзори барномавии дарунсохт доранд, аз ин рӯ, танҳо тарҳи нармафзори контролери майдони трансформатори қуттӣ лозим аст.

4.1 Тарҳрезии нармафзори контроллерҳои саҳроӣ барои трансформатори қуттӣ

Назоратчии майдони трансформатори қуттӣ системаи дохилшуда мебошад, ва системаи нармафзори он аз барномаи амалӣ иборат аст, API, системаи амалиётии дарунсохташуда ва BSP (бастаи дастгирии Шӯрои). Мувофики хусусиятхои бисьёр параметрхо, бисёр вазифаҳо ва талаботи баланди вақти воқеӣ, ки аз ҷониби контролери саҳроии трансформатори интеллектуалии 10 кВ ҷамъоварӣ шудааст, системаи оператсионии μC/OS-Ⅲ дарунсохташуда дар вақти воқеӣ, ки дар коркарди махсулоти тичоратй ва тадкикоти таълим васеъ истифода мешавад, интихоб карда мешавад. μC/OS-Ⅲ вазифаҳоро ҳамчун воҳиди хурдтарин мешуморад, ва ягон вазифа дар бораи усули мушаххаси идоракунии захираҳо ғамхорӣ кардан лозим нест, ки онро системаи операционй муайян мекунад.

4.2 Тарҳрезии барномаи нармафзори контролери саҳроии трансформатори қуттӣ

Тамоми тарҳрезии системаи нармафзор ба системаи тақсимшуда, ки аз асбобҳои интеллектуалӣ иборат аст, асос ёфтааст, сенсорҳо, контроллерҳои саҳроӣ ва платформаҳои абрӣ, ва тарҳрезӣ ва таҳияи нармафзори амалӣ амалӣ карда мешавад. Интиқол ва мубодилаи маълумот, нозир дар макон ва сервери абрии Gizwits протоколи иртиботи Gizwits-ро дар нармафзори GPRS барои интиқол ва мубодилаи маълумот истифода мебаранд. Диаграммаи ҷараёни асосии барномаи нармафзори татбиқи контроллерҳои саҳроии трансформатори қуттӣ.

*Барномаи асосии нармафзор. Аввал, ҳамаи қисмҳои системаро оғоз кунед, ба монанди GPIO, порти силсилавӣ, соат, идоракунии хотира, ва гайра., ва дар μC/OS-Ⅲ вазифаҳо эҷод кунед. STM32 ба даст овардани маълумот ва коркарди сенсорҳоро иҷро мекунад, ва маълумоти дурустро ба дисплейи LCD мефиристад. Ҳамзамон, STM32 фармонҳои AT-ро ба модули GPRS-G510 мефиристад, мубодилаи маълумот, тавассути протоколи LwM2M ба платформаи абрии Gizwits пайваст мешавад, ва доварӣ мекунад, ки оё модули алоқаи GPRS ба сервери абрии Gizwits бомуваффақият пайваст шудааст. Агар пайвастшавӣ муваффақ бошад, интиқоли маълумот анҷом дода мешавад. Сипас ҳукм кунед, ки оё маълумоти коркардшуда аз ҳадди муқарраршуда зиёдтар аст.
Агар ин нокомии хурди станцияи куттй бошад, маълумоти маълумотро ба APP мобилӣ тавассути платформаи абрӣ фиристед; агар ин нокомии умумй бошад, тавассути платформаи абрӣ иттилооти ҳушдорро ба APP мобилӣ фиристед, ва модули алоқаи GPRS-GA6-ро барои ирсоли иттилооти ҳушдор тавассути SMS-и телефони мобилӣ оғоз кунед; агар ин айби чиддй бошад, иттилооти ҳушдор оид ба маълумот ба APP телефони мобилӣ тавассути платформаи абрӣ фиристода мешавад, ва модули иртиботи GPRS-GA6 барои ирсоли иттилооти ҳушдор тавассути паёми матнии телефони мобилӣ ва занг задан ба кормандони дахлдори пешакӣ муқарраршуда фаъол карда мешавад..