Oniru ti 10kV ni oye apoti iru substation da lori Gizwits IoT Syeed + STM32

Oniru ti 10kV ni oye apoti iru substation da lori Gizwits IoT Syeed + STM32

Eto iṣakoso isakoṣo latọna jijin iru apoti ti oye 10kV ti a ṣe sinu nkan yii jẹ apẹrẹ ati idagbasoke nipasẹ Tian Hui ti Yunifasiti ti Imọ ati Imọ-ẹrọ ti Xi'an.

Eto naa gba apẹrẹ ti eto iyipada apoti oye 10kV fun iyẹwu ọmọ ile-iwe ni kọlẹji kan bi ipilẹ imọ-ẹrọ, ati awọn aṣa a 10kV ni oye apoti-iyipada eto da lori awọn Ayelujara ti Ohun. Awọn eto oriširiši meta awọn ẹya ara: Layer Iro, Layer ibaraẹnisọrọ ati ohun elo Layer. Layer Iro jẹ iduro fun gbigba data sensọ ati gbigbe si oludari aaye.

Pẹlu ohun elo eto keji gẹgẹbi awọn ẹrọ aabo microcomputer, awọn mita nẹtiwọki ti oye, ati awọn olutona biinu agbara ifaseyin oye, bakanna bi ohun elo wiwa ayika bii iwọn otutu ati ọriniinitutu, ẹfin, ati awọn sensọ immersion omi. Adarí lori ojula nlo STM32 microprocessor ifibọ, pẹlu LCD àpapọ, module itaniji ohun, yii ati GPRS ibaraẹnisọrọ module, ati be be lo.; Layer ibaraẹnisọrọ nlo ibaraẹnisọrọ alailowaya GPRS, eyiti o jẹ iduro fun gbigbe data ọna meji laarin oluṣakoso aaye ati pẹpẹ awọsanma; Syeed awọsanma Gizwits ndagba eto ibojuwo latọna jijin ati ohun elo alagbeka fun awọn oluyipada iru apoti, eyi ti o jẹ lodidi fun ibi ipamọ, onínọmbà ati processing ti apoti-Iru Amunawa isẹ data.

This system finally realizes the user's remote monitoring of environmental parameters such as variable temperature and humidity, ẹfin itaniji ati ipilẹ omi ọfin, bi daradara bi itanna sile bi lọwọlọwọ, foliteji, igbohunsafẹfẹ ati agbara ifosiwewe, ati ẹrọ ṣiṣẹ ipo nipasẹ awọn kọmputa WEB tabi mobile APP.

Nigbati aiṣedeede tabi aṣiṣe wa ninu iṣẹ ti ẹrọ oluyipada apoti, eto ibojuwo laifọwọyi ṣe idajọ ipele aṣiṣe, ati firanṣẹ itaniji nipasẹ awọn akojọpọ oriṣiriṣi ti agogo lori aaye, foonu alagbeka APP, SMS ati tẹlifoonu, ati be be lo., ati ki o ṣe akiyesi awọn oṣiṣẹ ti o yẹ lati yọkuro awọn iṣoro ti o farapamọ ni akoko ati dena awọn ijamba itanna. . O dara fun ibojuwo latọna jijin ati iṣakoso aarin ti awọn oluyipada apoti ati awọn yara pinpin agbara, ati pe o le ṣe ilọsiwaju ipele oye ati aabo ipese agbara ati igbẹkẹle ti ohun elo pinpin agbara ni awọn ile-iwe, katakara ati agbegbe.

1. Ifaara

Pẹlu awọn ikole ati idagbasoke ti awujo aje ati pinpin nẹtiwọki, nibẹ ni o wa siwaju ati siwaju sii 10kV apoti Ayirapada. Ibusọ iru apoti 10kV ti aṣa ni gbogbogbo gba ipo iṣẹ ti aisi abojuto ati ayewo deede afọwọṣe, eyiti o ni oye oye kekere ati aini ibojuwo latọna jijin ati awọn eto itaniji aṣiṣe fun agbegbe ati ẹrọ. Ni asiko yi, pẹlu awọn dekun idagbasoke ti smati sensọ ọna ẹrọ, ifibọ ọna ẹrọ, imọ-ẹrọ ibaraẹnisọrọ ati imọ-ẹrọ iṣiro awọsanma ati idinku iye owo, Ibusọ iru apoti smart 10kV ti o da lori Intanẹẹti ti Awọn nkan ti di yiyan ti o dara julọ fun iṣagbega ati iyipada ti awọn ipilẹ iru apoti ibile..

Eto ibojuwo latọna jijin iru-apoti ti oye ti o da lori Intanẹẹti ti Awọn nkan le ṣe atẹle latọna jijin agbegbe iru-apoti iru apoti, awọn paramita iṣẹ ati ipo ẹrọ ni akoko gidi. Bi o han ni Figure 1.

Awọn olumulo le ṣe atẹle latọna jijin awọn aye ayika bii iwọn otutu ati ọriniinitutu ti apoti, itaniji ẹfin, ati ikojọpọ omi ni awọn iho ipilẹ, bi daradara bi itanna sile bi lọwọlọwọ, foliteji, igbohunsafẹfẹ, ati agbara ifosiwewe, ati ipo ohun elo nipasẹ awọn kọnputa tabi awọn ohun elo alagbeka nigbakugba. Nigbati ibudo apoti ba ṣiṣẹ laiṣe tabi kuna, awọn ibojuwo eto yoo laifọwọyi leti awọn ti o yẹ osise nipasẹ awọn ọna oriṣiriṣi ti foonu alagbeka APP, SMS ati tẹlifoonu ni ibamu si ipele aṣiṣe, lati le yọkuro awọn aṣiṣe ti o farapamọ ni akoko ati dena awọn ijamba itanna.

10kV smart box-type substation da lori Intanẹẹti ti Awọn nkan

Awọn latọna monitoring eto ti awọn smati apoti-Iru substation oriširiši kan "oko LAN" inu apoti-Iru substation ati ki o kan "awọsanma Syeed jakejado-agbegbe nẹtiwọki" ita apoti-Iru substation. Awoṣe igbekalẹ yii le ṣee lo si idagbasoke awọn eto ibojuwo latọna jijin fun ohun elo ipese omi atẹle awọn eto ibojuwo latọna jijin, awọn ọna ṣiṣe iṣakoso idiyele ina ibugbe, ati awọn eto ibojuwo latọna jijin elevator lati ni ilọsiwaju oye ati ipele iṣakoso ti ohun elo ibile ati igbega igbega ti awọn ile-iṣẹ ibile.. O ni iye ohun elo to dara.

2. Apẹrẹ eto gbogbogbo

Apẹrẹ ti ile-iṣẹ iru apoti smati ti o da lori Intanẹẹti ti Awọn nkan da lori apẹrẹ ti ile-iṣẹ iru apoti smati 10kV ni iyẹwu ọmọ ile-iwe kọlẹji kan. Apẹrẹ eto akọkọ ti 10kV oluyipada iru apoti oye jẹ kanna bi ti aṣa 10kV iru ẹrọ oluyipada apoti., ati awọn ti o duro lati wa ni ogbo. Nkan yii dojukọ apẹrẹ oye ti oluyipada iru apoti smart 10kV. Atẹle jẹ awotẹlẹ kukuru ti akoonu apẹrẹ ti eto akọkọ ti oluyipada iru apoti smart 10kV.

2.1 Apẹrẹ eto akọkọ ti 10kV ni oye apoti iru substation

Awọn fifuye agbara ti No. 5 ile iyẹwu ọmọ ile-iwe ni ile-ẹkọ giga jẹ ina ni akọkọ, awọn kọmputa ati ki o rinle fi kun air kondisona èyà. Ibugbe kọọkan jẹ iṣiro bi 8 eniyan, fifuye ina jẹ 100W, fifuye kọmputa ọmọ ile-iwe kọọkan jẹ 200W, ati kọọkan 1.5P pipin-iru hanger ti wa ni titun ti fi sori ẹrọ pẹlu air amúlétutù Agbara jẹ 1.3kW, ati awọn fifuye ti a nikan ibugbe ni 3.0kW. Ni ibamu si awọn "Ipese Agbara Ile-iṣẹ ati Ilu ati Itọsọna Apẹrẹ Pinpin", the dormitory's power load demand coefficient is 0.7, ati agbara ifosiwewe ni 0.8.

Ṣe akiyesi ilosoke ti fifuye ina mọnamọna ti iyẹwu ọmọ ile-iwe ni ọjọ iwaju, awọn transformer nilo lati ṣura kan awọn ala, ati ẹrọ iyipada pẹlu agbara ti 1000kVA ti yan. Ṣiyesi idiyele idoko-owo akọkọ ati idiyele iṣẹ ti oluyipada, bakannaa awọn ibeere ti itọju agbara ti orilẹ-ede ati eto idinku itujade, isonu-pipadanu ti o ni kikun ti o ni kikun epo-immersed transformer S13-M-1000 / 10-0.4 ti yan fun idi eyi.

Lori ipilẹ fifuye iṣiro iṣiro, kukuru-Circuit isiro, ìmúdájú iduroṣinṣin ijerisi ati ki o gbona iduroṣinṣin ijerisi, Awọn ohun elo akọkọ ti eto akọkọ ti ẹrọ iyipada apoti ti yan. Awọn awoṣe kan pato ati awọn aye imọ-ẹrọ ti ohun elo akọkọ ti eto akọkọ ni a fihan ni Tabili 3, Tabili 4, Tabili 5 ati Table 6.

Gẹgẹbi awọn ibeere apẹrẹ ti No. 5 Apoti ile ise agbese iyẹwu ọmọ ile-iwe ati iṣiro apẹrẹ eto akọkọ, aworan atọka onirin akọkọ ti eto akọkọ ti a ṣe apẹrẹ ti No. 5 akeko iyẹwu apoti substation han ni Figure 2.

Olusin 2 : Aworan onirin akọkọ ti eto alakọbẹrẹ ti apoti iru apoti ni iyẹwu ọmọ ile-iwe ni ile-ẹkọ giga kan

2.2 Ero Oniru Ọgbọn ti Ayipada Apoti 10kV

Ifọkansi si awọn abawọn apẹrẹ ati awọn iṣoro ti o wa ninu iṣakoso iṣiṣẹ ti ipilẹ iru apoti ibile 10kV, Bọtini lati yanju iṣoro naa wa ni kikọ eto eto-pipade fun wiwa, latọna monitoring ati itaniji ti oye apoti-Iru substation ayika ati ẹrọ itanna, ati pe apẹrẹ naa ni ibojuwo latọna jijin ti agbegbe iṣẹ ati ohun elo itanna Eto ẹrọ iyipada apoti oye pẹlu awọn iṣẹ lọpọlọpọ le gba ati ṣe atẹle awọn aye ayika bii iṣakoso iwọle transformer apoti., otutu ibaramu ati ọriniinitutu, itaniji ẹfin, ati omi ninu awọn USB yàrà, bi daradara bi foliteji, lọwọlọwọ, ti nṣiṣe lọwọ agbara, ifaseyin agbara, agbara ifosiwewe, USB otutu, transformer transformer, ati be be lo.

Iwọn otutu ara ati ifihan agbara gaasi ati awọn paramita iṣẹ ẹrọ miiran, isakoṣo latọna jijin eefi àìpẹ, microcomputer Idaabobo ẹrọ ati Circuit fifọ yipada.

Eto naa gba awọn ohun elo ọlọgbọn ati awọn sensọ ọlọgbọn pẹlu awọn iṣẹ ibaraẹnisọrọ ti a lo ni awọn aaye ile-iṣẹ, ati gbigbe data ti a gba wọle si oluṣakoso aaye nipasẹ ibaraẹnisọrọ ọkọ akero aaye, ati oluṣakoso aaye n gbe data naa si olupin tabi kọnputa agbalejo awọsanma nipasẹ ẹrọ ibaraẹnisọrọ alailowaya tabi ti firanṣẹ. Ṣe idanimọ awọn iṣẹ bii telemetry, isakoṣo latọna jijin ati isakoṣo latọna jijin.

Eto ibojuwo latọna jijin ti oluyipada apoti oye 10kV ti o da lori Intanẹẹti ti Awọn nkan nlo awọn ohun elo oye ati awọn sensọ pẹlu iṣẹ ibaraẹnisọrọ oni-nọmba meji., ati ki o gba iṣọkan boṣewa RS485 akero ni wiwo ati ki o Modbus-RTU ibaraẹnisọrọ bèèrè. Eto ibojuwo latọna jijin ti oluyipada apoti oye ti o da lori Intanẹẹti ti Awọn nkan jẹ awọn ẹya mẹta: Layer Iro, Layer ibaraẹnisọrọ ati Layer ohun elo.
* Layer Iro: nipasẹ ọpọlọpọ awọn mita ọlọgbọn ati awọn sensọ ọlọgbọn lati gba ọpọlọpọ awọn agbegbe, awọn paramita iṣẹ ẹrọ ati ipo iṣẹ ẹrọ ti ẹrọ oluyipada apoti, ati ki o atagba data si awọn oludari aaye nipasẹ awọn RS485 akero. Alakoso aaye naa ni ẹrọ ṣiṣe ti a ṣe sinu ati pe o ni gbigba data, Iṣiro, processing ati iṣakoso awọn iṣẹ.
* Layer ibaraẹnisọrọ: Layer yii jẹ asopọ ati ọna asopọ ti gbigbe data ati paṣipaarọ, ati pe o jẹ iduro fun gbigbe ọna meji ti data laarin pẹpẹ awọsanma ati oluṣakoso aaye. Ni ibamu si awọn ipo ibaraẹnisọrọ gangan ti ẹrọ oluyipada apoti, orisirisi awọn ọna ibaraẹnisọrọ bi ti firanṣẹ okun opitika, Ethernet tabi GPRS alailowaya le jẹ yan lati tan data si iru ẹrọ awọsanma.
*Layer elo: Ṣe apẹrẹ ati idagbasoke eto ibojuwo latọna jijin fun awọn oluyipada iru apoti lori pẹpẹ awọsanma, lodidi fun fifiranṣẹ, gbigba ati sisẹ data itan, latọna ibojuwo ti apoti-Iru Amunawa ọna sile, ati igbasilẹ ipamọ ati itupalẹ data iṣẹ iṣẹlẹ. Ati idagbasoke WEB ati APP alagbeka lori pẹpẹ awọsanma, mọnamọna ti o wa ni iṣẹ le ṣe atẹle data iṣiṣẹ ati ipo iṣẹ ẹrọ ti oluyipada apoti nigbakugba nipasẹ kọnputa tabi APP alagbeka.

3. System hardware oniru

3.1 RS485 akero agbegbe nẹtiwọki agbegbe ti awọn aaye transformer apoti

Pẹlu idagbasoke ati ilọsiwaju ti imọ-ẹrọ ti a fi sii ati idinku iye owo, ọpọlọpọ awọn ohun elo wiwa, awọn sensọ ati awọn oṣere ti ni awọn microprocessors ti a ṣe sinu fun awọn aito ati awọn iṣoro ti gbigbe alaye ti ohun elo aaye iru apoti ibile., eyi ti o le pari AD DA iyipada ati linearization ati oni sisẹ. Ni wiwo data ibaraẹnisọrọ ni tẹlentẹle ni a ṣafikun inu awọn ẹrọ aaye oni-nọmba wọnyi, ati ibaraẹnisọrọ ọna meji ni tẹlentẹle laarin awọn ẹrọ aaye le jẹ imuse nipa lilo Ilana ibaraẹnisọrọ boṣewa iṣọkan kan.

Nẹtiwọọki akero ile-iṣẹ ti a lo ni akọkọ lọwọlọwọ.

Ọkan ninu awọn bọtini si apẹrẹ ti eto ibojuwo latọna jijin fun awọn oluyipada iru apoti smati ni lati yan awọn ohun elo smati ati awọn sensosi pẹlu awọn iṣẹ ibaraẹnisọrọ oni-nọmba meji., ati lati gba boṣewa ati isokan akero atọkun ati ibaraẹnisọrọ Ilana. Bibẹrẹ lati adaṣe imọ-ẹrọ ti apẹrẹ iyipada iru apoti smart 10kV ni No. 5 iyẹwu akeko, ọkọ akero RS485 ati Ilana ibaraẹnisọrọ Modbus-RTU ni gbogbogbo ni atilẹyin nipasẹ awọn sensọ ọlọgbọn ni a yan.

Ni ibamu si aworan atọka akọkọ ti eto akọkọ ti oluyipada apoti ni iyẹwu ọmọ ile-iwe kan ni kọlẹji kan ati eto eto eto eto ti 10kV apoti oye ti eto ibojuwo latọna jijin., awọn eto hardware oniru gba apoti-transformer aaye oludari bi awọn mojuto, ati ki o oriširiši microcomputer ese Idaabobo ẹrọ, Mita nẹtiwọọki ti o ni oye ati agbara ifaseyin oye Awọn ohun elo eto Atẹle gẹgẹbi awọn isanpada, ati awọn sensọ wiwa ayika bii otutu ati ọriniinitutu èéfín sensosi, Awọn sensọ iwọn otutu PT100 ati awọn sensọ ifọle omi ṣe agbekalẹ nẹtiwọọki agbegbe agbegbe akero RS485 ti aaye iyipada apoti-si-apoti.. Aworan eto nẹtiwọọki agbegbe agbegbe akero RS485 ti oluyipada apoti ti han ni Nọmba 4.

RS485 akero agbegbe agbegbe eto aworan atọka ti apoti-Iru transformation ojula

(1) RS485 ni tẹlentẹle ibaraẹnisọrọ akero

Ipo ibaraẹnisọrọ ti ọkọ akero RS485 jẹ ipo ẹru oluwa, ati awọn titunto si ẹrọ ibo kọọkan ẹrú ẹrọ fun ibaraẹnisọrọ, ati ọkan-si-ọpọlọpọ-ojuami Nẹtiwọki le ti wa ni idasilẹ lati fẹlẹfẹlẹ kan ti pin eto. Ni wiwo RS485 jẹ wiwo ni tẹlentẹle iyara kekere ti a lo pupọ, ati RS485 ni wiwo ni o ni awọn wọnyi abuda.
* RS485 ni wiwo.

Ibaraẹnisọrọ wiwo RS485 gba ipo gbigbe iyatọ, ati ki o ni apapo ti iwọntunwọnsi iwakọ ati iyato olugba, ati ki o nlo awọn foliteji iyato ni mejeji opin ti awọn USB lati atagba awọn ifihan agbara, eyi ti o ṣe alekun agbara pupọ lati koju kikọlu-ipo wọpọ ati kikọlu ariwo.
* Bosi RS485 ni oṣuwọn gbigbe giga ati ijinna gbigbe gigun. Ijinna gbigbe ti o pọju jẹ nipa 1200 mita, ati iwọn gbigbe ti o pọju jẹ 10Mbps; Iwọn gbigbe rẹ jẹ inversely iwon si ijinna gbigbe, ati ijinna gbigbe ti o pọju le de ọdọ nigbati oṣuwọn ba wa ni isalẹ 20kbps.
* Ṣe atilẹyin awọn apa pupọ. Ni Gbogbogbo, lupu akero RS485 le ṣe atilẹyin imọ-jinlẹ 247 apa ẹrọ.

(2) Modbus-RTU ni tẹlentẹle ibaraẹnisọrọ Ilana

Ilana Modbus ti lo si nẹtiwọọki ọkọ akero ile-iṣẹ. Nipasẹ ilana naa, ibaraẹnisọrọ data le ṣee ṣe laarin oludari ati ohun elo aaye. Ohun elo ti a ṣe nipasẹ awọn aṣelọpọ oriṣiriṣi le ṣe agbekalẹ eto ibojuwo nẹtiwọọki ọkọ akero ile-iṣẹ ni atẹle ilana iṣọkan kan. Ilana naa ni eto ẹru titunto si, ọkan titunto si ipade ni awọn nẹtiwọki, ati awọn miiran jẹ awọn apa ẹrú, ati ipade ẹrú kọọkan ni adirẹsi ẹrọ alailẹgbẹ kan.

Ni tẹlentẹle akero nẹtiwọki, ipade titunto si bẹrẹ aṣẹ kan, ati gbogbo awọn ẹrọ ẹrú yoo gba aṣẹ. Aṣẹ Modbus ni adirẹsi ti ẹrọ ẹru ti o ṣiṣẹ aṣẹ naa, ati ohun elo ẹrú ti a yan nipasẹ ẹrọ titunto si dahun akọkọ ati lẹhinna mu aṣẹ naa ṣẹ. Awọn sọwedowo wa ninu awọn aṣẹ Modbus lati rii daju pe awọn aṣẹ ti o de ko ti bajẹ.. Awọn aṣẹ Modbus le kọ RTU lati yi iye iforukọsilẹ rẹ pada, ka tabi ṣakoso ibudo I/O, ati paṣẹ fun ẹrọ lati da ọkan tabi diẹ sii data iforukọsilẹ pada.

Modbus pẹlu ASCII, RTU ati TCP awọn iru ifiranṣẹ mẹta. ASCII gbigbe mode, Iye owo ti LRC, kekere gbigbe ṣiṣe, ṣugbọn ogbon inu, rọrun ati rọrun lati yokokoro. RTU gbigbe mode, lilo CRC ayẹwo, ga gbigbe ṣiṣe, die diẹ idiju ju ASCII. Ni gbogbogbo soro, ti iye data lati gbejade jẹ kekere, o le ronu nipa lilo ilana ASCII; ti o ba ti iye ti data lati wa ni zqwq jẹ jo mo tobi, o dara julọ lati lo ilana RTU. Fun idi eyi, awọn ohun elo oye ati awọn sensọ ti eto yii gba ipo ibaraẹnisọrọ Modbus-RTU ni iṣọkan.

3.2 Hardware Oniru ti Field Adarí ti Apoti Amunawa

Alakoso aaye ti ẹrọ oluyipada apoti jẹ ti eto ifibọ. Eto ti a fi sii jẹ ohun elo-centric, software ati hardware le ti wa ni sile, ati ki o mọ adaṣiṣẹ ẹrọ, oye, ati awọn iṣẹ ibojuwo latọna jijin. O ti wa ni o kun kq ti ifibọ microprocessors, jẹmọ hardware, ifibọ awọn ọna šiše, ati ohun elo software awọn ọna šiše.

(1) STM32 microprocessor kere eto

Eto ti o kere ju ti microprocessor ti a fi sinu pẹlu microprocessor ti a fi sinu, tun Circuit ati n ṣatunṣe aṣiṣe. Circuit aago pese ifihan aago ita ti a beere, Circuit tunto pese a ti iṣọkan ni ibẹrẹ ipinle, ati Circuit n ṣatunṣe n pese wiwo fun igbasilẹ eto ati n ṣatunṣe aṣiṣe.
* Aṣayan microprocessor ti a fi sinu. Ni ibamu si awọn ibeere ti 10kV apoti oye ẹrọ oluyipada ẹrọ ibojuwo latọna jijin fun iṣẹ ti oludari aaye, Eto yii yan chirún STM32F103ZET6 bi microprocessor mojuto ti oludari aaye. STM32F103ZET6 microprocessor ifibọ, MCU ni o ni ga Integration, kekere agbara agbara, ati iṣẹ ṣiṣe idiyele giga. O dara fun ọpọlọpọ awọn ibeere ohun elo ni aaye iṣoogun ile-iṣẹ, ati pe o le pade awọn ibeere ti imudani data ati ṣiṣe akoko gidi ti eto yii.
* Crystal oscillator Circuit. Circuit oscillator gara n pese pulse igbohunsafẹfẹ ti o wa titi si microprocessor lati jẹ ki microprocessor ṣiṣẹ deede. STM32 microprocessor ni oscillators gara meji, awọn 8MHz gara oscillator pese ohun ita ga-iyara aago, ati 32.768KHz gara oscillator pese ohun ita kekere-iyara aago.

* Atunto Circuit. Awọn iṣẹ ti awọn microprocessor si ipilẹ Circuit ni lati tun awọn eto. Nigbati eto ba kuna, tẹ bọtini atunto lati tun ẹrọ naa bẹrẹ. Ni gbogbogbo, Circuit atunto nlo ifihan agbara-kekere lati tun bẹrẹ.

(2) Apẹrẹ Circuit agbara

Eto naa yan ipese agbara ita ita DC pẹlu foliteji ti o ni iwọn ti 12V (2A), ati ki o yan a DC 5V (2A) ohun ti nmu badọgba agbara pẹlu wiwo USB lati pese agbara si oludari aaye. Ipese agbara 12V DC ti sopọ si igbimọ iṣakoso, ati ipese agbara DC 12V ti wa ni isalẹ lati gba ipese agbara DC 5V nipasẹ module-isalẹ LM2596S. Foliteji 5V lẹhinna kọja nipasẹ chirún olutọsọna AMS1117-3.3V lati gba foliteji 3.3V lati pese agbara si chirún STM32. Aworan ti Circuit ti LM2596S ati AMS1117-3.3V olutọsọna ipese agbara jẹ afihan ni Nọmba 8.

(3) RS485 ni wiwo to TTL module

Ni wiwo RS485 si module TTL mọ iyipada ọna meji ati ibaraẹnisọrọ ti ifihan RS485 ati ifihan TTL, ṣugbọn ifihan naa gbọdọ wa ni pipa ni omiiran, ati pe ko le ṣe ni awọn ọna meji ni akoko kanna. Gbogbo awọn ẹrọ aaye lo module yii lati sopọ pẹlu microcontroller, ati awọn onirin aworan atọka han ni Figure 9.

Aworan onirin ti TFT-LCD ati STM32 MCU - Olusin 9

(4) LCD àpapọ module

Niwọn igba ti oluṣakoso aaye ti apoti-iru eto ibojuwo latọna jijin nilo lati ṣafihan ọpọlọpọ awọn nọmba ati awọn kikọ, a 2.8-inch TFT-LCD omi gara àpapọ ti yan bi awọn àpapọ module, ati pe oludari ILI9341 wa ninu. Ro STM32 le ibasọrọ pẹlu awọn ILI9341 nipasẹ SPI ni wiwo, 8080 ni wiwo tabi RGB ni wiwo. Lati le ṣaṣeyọri oṣuwọn isọdọtun yiyara, TFT-LCD ipawo 8080 ni afiwe data akero ni wiwo. STM32 ṣe agbejade data si iranti oludari ILI9341 nipasẹ iranti aimi oniyipada FSMC module.

(5) Module itaniji ohun

Nigbati STM32 microprocessor ṣe iwari pe aiṣedeede tabi aṣiṣe wa ninu data iṣiṣẹ ti ẹrọ oluyipada apoti., yoo fi ifiranṣẹ ranṣẹ si ibudo ni tẹlentẹle ati bẹrẹ itaniji ohun. Module itaniji ohun yan chirún ohun ti o wọpọ lo SYN6288, ati ki o gbejade alaye itaniji ohun laifọwọyi ni ibamu si eto ti a ṣeto. Eto naa nlo koodu GB2312, eyiti o dara fun paṣipaarọ alaye ni iṣelọpọ ohun kikọ Kannada ati ibaraẹnisọrọ ihuwasi Kannada. SYN6288 tun ṣe idanimọ awọn nọmba ni deede, igba ati ọjọ, ati awọn iwọn wiwọn ti a lo nigbagbogbo.

(6) yii module

Alakoso aaye yan ẹgbẹ kan ti awọn modulu yiya sọtọ optocoupler ọna 2 lati ṣakoso ṣiṣi ati pipade ti agogo itaniji DC 12V ati fan., ati 220V AC rile ipinle ti o lagbara ni a le yan ni ibamu si iru ipese agbara ati agbara ti afẹfẹ eefin iru apoti. Kọọkan yiyi Circuit module ni deede sisi ati deede titi awọn olubasọrọ, bi daradara bi LED ipo itọkasi; kọọkan yiyi Circuit ti wa ni sọtọ nipa optocouplers, ati pe o ni ipese pẹlu ẹrọ ẹlẹrọ ọfẹ lati tu silẹ foliteji ti o fa ti iṣipopada ati daabobo Circuit ti tẹlẹ. Nigbati iwọn otutu ibaramu ti oluyipada apoti kọja iwọn kan, oluṣakoso lori aaye ti n jade ni ipele giga, ati ọkan optocoupler ipinya relay ṣiṣẹ lati tan awọn àìpẹ lati dara si isalẹ; nigbati awọn aṣiṣe to ṣe pataki gẹgẹbi ifọkansi ẹfin ti o pọ julọ waye, oluṣakoso naa n ṣe itọsi ipinya optocoupler miiran lati so pọ Aago aago itaniji nfi itaniji ranṣẹ lori aaye. Fun aworan atọka ilana iṣẹ ti yiyi ati aworan asopọ laarin module yii ati chirún STM32, jọwọ kan si olupese ati firanṣẹ ibeere naa.

(7) module ibaraẹnisọrọ

Ni ibamu si awọn ibeere apẹrẹ ti 10kV apoti oye ti ẹrọ iyipada latọna jijin eto, ibaraẹnisọrọ laarin ẹrọ iyipada apoti ti oye ati awọsanma yan ọna ibaraẹnisọrọ alailowaya GPRS pẹlu iye owo ijabọ kekere. Gizwits famuwia GPRS module.
*Gizwits famuwia GPRS module (G510_GAgent famuwia). Module yii jẹ eto ohun elo ti o nṣiṣẹ lori ọpọlọpọ awọn modulu ibaraẹnisọrọ, pese awọn iṣẹ bii gbigbe ọna meji ti awọsanma ati data ẹrọ ọja, iṣeto ni ẹrọ sinu nẹtiwọki, iwari ati abuda, ati awọn iṣagbega eto. Aworan iyika laarin module GPRS ati oludari akọkọ ni a le gba nipasẹ kikan si olupese.

*GPRS-GA6 module. Yi module le mọ awọn gbigbe ti ohun, ifiranṣẹ kukuru ati data pẹlu agbara kekere. O dara fun ọpọlọpọ awọn ibeere apẹrẹ ni awọn ohun elo M2M, paapa fun apẹrẹ awọn ọja iwapọ. Ekeji, Ilana ibaraẹnisọrọ gba UART ni tẹlentẹle ibudo akero gbigbe, nlo boṣewa AT ase lati sakoso module, ati yan oṣuwọn baud ti 115200bps. Kan si awọn IoT olupese fun aworan atọka Circuit asopọ ti GPRS-GA6 module ati STM32 microcontroller.

3.3 Microcomputer okeerẹ Idaabobo ẹrọ

Ni ibamu si agbara transformer Idaabobo oniru sipesifikesonu (GB/T 50062-2008), 10Awọn oluyipada kV nigbagbogbo nilo lati fi sori ẹrọ aabo lọwọlọwọ pẹlu opin akoko. Ẹrọ aabo microcomputer ni aabo, wiwọn ati iṣakoso awọn iṣẹ ti awọn Ayirapada ati awọn ila, bi daradara bi awọn iṣẹ ti data akomora, monitoring ati eto ara-iyẹwo, ati pe o ni ifamọ giga ati igbẹkẹle.

Gẹgẹbi awọn ibeere apẹrẹ ti iyipada apoti oye 10kV ni iyẹwu ọmọ ile-iwe, Ankerui AM3-I iru ẹrọ aabo okeerẹ microcomputer lọwọlọwọ pẹlu iṣẹ ibaraẹnisọrọ RS485 ti yan, pẹlu IA, IB, IC, UA, UB, UC, P, Q, Fr ati wiwọn paramita itanna miiran, 8-ikanni ita ipasẹ ipasẹ, ati Circuit fifọ isakoṣo latọna jijin šiši ati pipade awọn iṣẹ ati awọn iṣẹ miiran. Aworan atọka ebute onirin ti ẹrọ aabo microcomputer AM3-I jẹ atẹle:

Aworan atọka ebute onirin ti ẹrọ aabo microcomputer AM3-I

3.4. Smart nẹtiwọki mita

Awọn mita nẹtiwọọki Smart ni a lo lati ṣe awari awọn aye itanna gẹgẹbi lọwọlọwọ oni-mẹta, foliteji ati agbara ti kekere-foliteji agbara pinpin iyika, bakanna bi šiši ati ipo ipari ti awọn iyipada ti o ya sọtọ ati awọn fifọ Circuit. Gẹgẹbi awọn ibeere apẹrẹ ti eto Atẹle ti 10kV oluyipada apoti oye, Mita nẹtiwọọki oye ti Ankerui ACR pẹlu iṣẹ ibaraẹnisọrọ RS485 ti yan, ati aworan onirin ti mita nẹtiwọọki oloye ACR ati oluyipada lọwọlọwọ foliteji kekere ati aworan wiwu ti titẹ sii yipada ati iṣelọpọ ni a yan.

Mita nẹtiwọọki smart ACR kekere-foliteji lọwọlọwọ transformer ati igbewọle oni-nọmba ati aworan atọka onirin

Mita nẹtiwọọki smart ACR gba ilana Modbus-RTU, eyi ti o le wiwọn ati ki o gba agbara sile. Iṣẹ titẹ sii yipada le rii ipo iyipada ti iyipada ipinya ati fifọ Circuit, ati iṣẹ iṣelọpọ isọdọtun le tan-an ati pa ẹrọ fifọ Circuit latọna jijin. Mita nẹtiwọọki oye ACR ni ero iṣọkan fun tabili adirẹsi ibaraẹnisọrọ, eyi ti o le mọ awọn iṣẹ latọna jijin mẹta ti telemetry, isakoṣo latọna jijin ati isakoṣo latọna jijin.

(1) AD iyipada ati iṣiro ti AC afọwọṣe ifihan agbara

Awọn 3 awọn ifihan agbara foliteji alakoso ati 3 lọwọlọwọ awọn ifihan agbara (lọwọlọwọ transformer o wu awọn ifihan agbara) taara ti a gba nipasẹ mita nẹtiwọọki smart ACR jẹ gbogbo awọn iwọn afọwọṣe, eyiti o nilo lati yipada si awọn ifihan agbara oni-nọmba ti o le jẹ idanimọ nipasẹ Sipiyu fun sisẹ data. Akoko, awọn 3 awọn foliteji alakoso ti 220V ati 3 awọn analogs lọwọlọwọ ti yipada si awọn ifihan agbara kekere-kekere nipasẹ oluyipada, ati iyipada sinu foliteji laaye nipasẹ awọn AD converter nipasẹ kan foliteji lara lupu; , iyipada sinu kan oni ifihan agbara nipa AD ati input si awọn Sipiyu. Aworan atọka ti iṣapẹẹrẹ ati ilana iyipada AD ti opoiye afọwọṣe AC le ṣee gba nipasẹ kikan si olupese.

* Afọwọṣe foliteji iyipada ati kekere-kọja sisẹ. Awọn iṣẹ ti awọn foliteji lara Circuit ni lati ti itanna sọtọ ki o si yi pada ina. Ni gbogbogbo, oluyipada AD nilo ifihan agbara titẹ sii lati jẹ ± 5V ati ± 10V, nitorina ipin iyipada ti oluyipada foliteji le pinnu. Ajọ-kekere ti pin si awọn asẹ palolo ati awọn asẹ ti nṣiṣe lọwọ. Ti nṣiṣe lọwọ Ajọ ti wa ni kq capacitors, resistors ati ese operational amplifiers, eyi ti amplify awọn ifihan agbara nigba ti sisẹ. Ajọ palolo nikan ni awọn iṣẹ sisẹ ṣugbọn ko si awọn iṣẹ imudara ifihan.
* Iṣapẹẹrẹ ifihan agbara analog. The sampling process should follow Shannon's sampling theorem, ti o jẹ, igbohunsafẹfẹ iṣapẹẹrẹ ko gbọdọ kere ju 2 igba ga igbohunsafẹfẹ ti awọn input ifihan agbara. Ilana iṣapẹẹrẹ jẹ iyara pupọ. Iṣapẹẹrẹ oluyipada AD lọwọlọwọ ti de ipele nanosecond, lakoko ti akoko iṣapẹẹrẹ ti eto agbara ẹrọ laifọwọyi wa ni ipele millisecond, nitorina foliteji ati awọn ifihan agbara lọwọlọwọ ti awọn lupu mẹfa le pin oluyipada AD kan, ṣugbọn Circuit iṣapẹẹrẹ Gbọdọ wa ni ipese pẹlu ohun elo-ayẹwo-ati-idaduro ati iyipada multiplexer.
* AD iyipada. Awọn oluyipada AD pẹlu isunmọ ti o tẹle, je egbe, kika, afiwe lafiwe, ati VFC foliteji-igbohunsafẹfẹ converters. Oluyipada AD isunmọ ti o tẹle jẹ aṣoju ti iyara mejeeji ati deede ni ADC, ati pe o ni ipinnu iyipada ti o ga julọ ni iwọn iyipada ti o ga julọ.

(2) Alugoridimu isọpọ iye iwọn idaji ti opoiye ina mọnamọna sinusoidal

Bọtini ti algorithm sọfitiwia ni lati mu ilọsiwaju deede ati iyara iṣẹ ṣiṣe algorithm. Bọtini ti algorithm iṣapẹẹrẹ AC ti mita ọlọgbọn ni lati yanju bii o ṣe le ṣe iṣiro titobi tabi iye to munadoko ti ifihan iṣapẹẹrẹ sinusoidal ni ibamu si iye lẹsẹkẹsẹ ti ifihan sinusoidal. Alugoridimu ti o wọpọ julọ ti a lo fun awọn iwọn sine jẹ algoridimu isọpọ iye iwọn-idaji. Ilana ti isọdọkan iye-idaji iwọn-idaji algorithm ni pe ijẹpọ ti iye pipe ti opoiye sine ni eyikeyi akoko idaji jẹ S kan nigbagbogbo., ati iye igbagbogbo S ko ni nkankan lati ṣe pẹlu igun ibẹrẹ akojọpọ . Alugoridimu isọpọ iye-idaji-opin ti o da lori awoṣe iṣẹ-iṣe ni a fihan ni Nọmba 19.

Alugoridimu ti isọdi iye iwọn idaji-idaji ti o da lori awoṣe iṣẹ ẹṣẹ

Ọrọ ikosile fun ṣiṣe iṣiro iye to munadoko ti lọwọlọwọ nipa lilo algoridimu apapọ iye iwọn-idaji jẹ afihan ni aworan ni isalẹ:

Ninu agbekalẹ, S duro fun ohun elo ti iye pipe laarin idaji iyipo kan; Mo ṣe aṣoju iye ti o munadoko ti lọwọlọwọ; Mo ṣe aṣoju iye lẹsẹkẹsẹ ti lọwọlọwọ; w duro fun iyara angula; T duro fun iyipo agbara AC; f jẹ aṣoju igbohunsafẹfẹ agbara AC; N duro fun nọmba awọn ayẹwo ni ọna kan ; Ts ṣe aṣoju akoko iṣapẹẹrẹ.

3.5 RS485 otutu ati ọriniinitutu ẹfin sensọ

Ti o ba ṣe akiyesi pe laini ipese agbara ti o wa ninu apoti iru-apoti le ni jijo, apọju, kukuru-Circuit ati nmu olubasọrọ resistance, eyi ti o le fa ina, ati awọn ikuna ti idana epo-immersed transformer le fa ina. Nitorina, o jẹ dandan lati fi sori ẹrọ sensọ ẹfin ninu apoti iru ẹrọ fun wiwa ina ti ẹrọ oluyipada apoti. Lati le ṣawari awọn ikuna ti o pọju ni kutukutu. Ni ibere lati rii daju pe iwọn wiwọn ati dinku idiyele ni akoko kanna, iwọn otutu RS485, ọriniinitutu ati ẹfin sensọ mẹta-ni-ọkan ni a lo lati rii iwọn otutu, ọriniinitutu ati èéfín fojusi ninu apoti transformer. Awọn otutu ati ọriniinitutu sensọ nlo SHT30 ibere. Lori-ojula gbaradi ati polusi kikọlu. Sensọ naa ni 4 onirin: pupa, dudu, ofeefee, ati awọ ewe. Fun awọn kan pato onirin ọna ti awọn iwọn otutu ati ọriniinitutu ẹfin sensọ, jọwọ kan si olupese IoT.

Awọn mita ọlọgbọn ati awọn sensọ ti a ṣe apẹrẹ ninu eto yii gba ilana Modbus-RTU, eyi ti o le ibasọrọ reliably laarin awọn ni kikun baud oṣuwọn ibiti o ti 1200-115200. Oṣuwọn baud ti awọn mita smart ati awọn sensọ ti ṣeto ni iṣọkan si 9600bps. Ọna gbigbe data ati ọna kika iyipada data ti sensọ jẹ bi atẹle:
Sensọ data ìbéèrè fireemu kika. Sensọ naa tẹle ilana Modbus-RTU boṣewa, ati kika sensọ ti wa ni ipamọ ninu iforukọsilẹ idaduro, ati koodu iṣẹ jẹ 04. Kọmputa oke n ka ọna kika fireemu ibeere data sensọ, ati isalẹ kọmputa sensọ data lorun fireemu kika.

3.6 Atagba otutu PT100 - Ilana iṣẹ ti RTD PT100 - ṣiṣẹ opo ti otutu sensọ

Atagba otutu PT100 ni a lo lati ṣawari iwọn otutu ara ẹrọ iyipada, ga foliteji ati kekere foliteji USB otutu, o dara fun orisirisi awọn aaye ile-iṣẹ. Ayipada yoo gbe awọn adanu nigba isẹ ti, o kun irin pipadanu ati Ejò pipadanu, tun mo bi mojuto pipadanu ati fifuye pipadanu. Ipadanu Ejò yatọ pẹlu fifuye lọwọlọwọ ati pe o jẹ iwọn si square ti lọwọlọwọ fifuye. Ayipada isiro agbekalẹ jẹ bi wọnyi:

Ninu agbekalẹ, P0 ṣe aṣoju agbara ti nṣiṣe lọwọ ti ẹrọ oluyipada ni iṣẹ ti ko si fifuye ni foliteji ti a ṣe iwọn; I1 ati I2 ṣe aṣoju laini foliteji giga lọwọlọwọ ati lọwọlọwọ laini ẹgbẹ foliteji kekere; R1 ati R2 duro fun resistance ẹgbẹ foliteji giga ati resistance ẹgbẹ foliteji kekere.

Atagba otutu PT100 ti wa ni ifibọ pẹlu wiwo ọkọ akero RS485, ati atagba otutu kọọkan le ti sopọ si 4 PT100 otutu sensosi.

3.7 Ilana iṣẹ ti atagba immersion omi

Nitori ipele omi kekere ti ọfin ipilẹ substation apoti, ikojọpọ omi nigbagbogbo wa ninu yàrà USB ati ọfin ipilẹ lẹhin ojo nla, ati pe eewu aabo ti o pọju wa ti jijo okun, nitorinaa ayewo alaibamu ati idominugere ni a nilo. Ninu apẹrẹ yii, sensọ immersion omi ni a lo lati ṣawari ikojọpọ omi ninu iho ipilẹ ti ipilẹ apoti. Sensọ immersion omi kan ilana ti itọda omi, o si nlo awọn amọna lati rii boya omi wa. Yan aṣawari immersion omi iru olubasọrọ kan pẹlu iṣẹ ibaraẹnisọrọ RS485. Ilana iṣẹ ti aṣawari immersion omi ti han ni Nọmba 23.

4. Apẹrẹ software eto

Apẹrẹ sọfitiwia eto pẹlu awọn ẹya meji: 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. Awọn microcomputer ese Idaabobo ẹrọ, Mita nẹtiwọọki smart ati sensọ ọlọgbọn ni nẹtiwọọki agbegbe agbegbe bosi aaye ti oluyipada apoti ti sọfitiwia ohun elo ti a fi sii, nitorinaa apẹrẹ eto sọfitiwia nikan ti oludari aaye ti oluyipada apoti ni a nilo.

4.1 Apẹrẹ ti sọfitiwia oluṣakoso aaye fun oluyipada iru apoti

Alakoso aaye ti ẹrọ iyipada apoti jẹ eto ti a fi sii, ati awọn oniwe-software eto ti wa ni kq ti ohun elo eto, API, ifibọ ẹrọ ati BSP (package support ọkọ). Ni ibamu si awọn abuda kan ti ọpọlọpọ awọn sile, ọpọlọpọ awọn iṣẹ-ṣiṣe ati awọn ibeere gidi-giga ti a gba nipasẹ oludari aaye ti 10kV oluyipada apoti iru apoti oye, μC/OS-Ⅲ ti a fi sinu ẹrọ ṣiṣe akoko gidi, eyiti o jẹ lilo pupọ ni idagbasoke ọja iṣowo ati iwadii ẹkọ, ti yan. μC/OS-Ⅲ ṣakiyesi awọn iṣẹ ṣiṣe bi ẹyọkan ti o kere julọ, ati eyikeyi iṣẹ-ṣiṣe ko nilo lati bikita nipa ọna iṣakoso pato ti awọn orisun, eyi ti o jẹ ipinnu nipasẹ ẹrọ ṣiṣe.

4.2 Eto eto sọfitiwia ti oludari aaye ti oluyipada iru apoti

Gbogbo apẹrẹ eto sọfitiwia da lori eto pinpin ti o ni awọn ohun elo oye, sensosi, awọn olutona aaye ati awọn iru ẹrọ awọsanma, ati awọn oniru ati idagbasoke ti ohun elo software ti wa ni ti gbe jade. Gbigbe data ati paṣipaarọ, oluṣakoso aaye ati olupin awọsanma Gizwits lo ilana ibaraẹnisọrọ Gizwits ninu famuwia GPRS fun gbigbe data ati paṣipaarọ. Apẹrẹ ṣiṣan eto akọkọ ti sọfitiwia ohun elo oluṣakoso aaye ti oluyipada iru-apoti.

*Software akọkọ eto. Akoko, initialize gbogbo awọn ẹya ara ti awọn eto, bii GPIO, tẹlentẹle ibudo, aago, iranti isakoso, ati be be lo., ati ṣẹda awọn iṣẹ-ṣiṣe ni μC/OS-Ⅲ. STM32 ṣe imudani data sensọ ati sisẹ, ati firanṣẹ alaye to tọ si ifihan LCD. Ni akoko kan naa, STM32 rán AT ase si GPRS-G510 module, paṣipaarọ data, sopọ si Syeed awọsanma Gizwits nipasẹ ilana LwM2M, ati ṣe idajọ boya module ibaraẹnisọrọ GPRS ti sopọ ni aṣeyọri si olupin awọsanma Gizwits. Ti asopọ naa ba ṣaṣeyọri, gbigbe data ti wa ni ošišẹ ti. Lẹhinna ṣe idajọ boya data ti ni ilọsiwaju ti tobi ju iloro ti a ṣeto lọ.
Ti o ba jẹ ikuna kekere ti ile-iṣẹ apoti, firanṣẹ alaye data si APP alagbeka nipasẹ pẹpẹ awọsanma; ti o ba jẹ ikuna gbogbogbo, firanṣẹ alaye itaniji data si APP alagbeka nipasẹ pẹpẹ awọsanma, ki o si bẹrẹ module ibaraẹnisọrọ GPRS-GA6 lati fi alaye itaniji ranṣẹ nipasẹ SMS foonu alagbeka; ti o ba jẹ aṣiṣe nla, alaye itaniji data yoo firanṣẹ si APP foonu alagbeka nipasẹ ipilẹ awọsanma, ati module ibaraẹnisọrọ GPRS-GA6 yoo muu ṣiṣẹ lati fi alaye itaniji ranṣẹ nipasẹ ifọrọranṣẹ foonu alagbeka ati pe tito tẹlẹ eniyan ti o yẹ..