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淺談宿舍用電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與解決方案
任運(yùn)業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要:很多高校宿舍的用電功率存在限制,為此設(shè)計(jì)了宿舍用電智能監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)由主控制器、采集部分、通信部分組成。利用STM32作為主控芯片,采集部分采用BL0937芯片采集電壓和電流,采集多條線路用電數(shù)據(jù),各路數(shù)據(jù)采集通道均采用隔離保護(hù),通信部采用4G、LoRa無(wú)線通信模塊和串口。主控制器經(jīng)4G模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)云端實(shí)時(shí)監(jiān)控,宿舍的用電功率超過(guò)設(shè)定的功率時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)送消息給該宿舍的宿舍長(zhǎng),警告宿舍及時(shí)管理用電器,否則就會(huì)對(duì)該宿舍斷電,防止事故的發(fā)生,也能更方便地控制宿舍用電情況。經(jīng)實(shí)際測(cè)試應(yīng)用,該監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理及時(shí)、運(yùn)行穩(wěn)定,滿足系統(tǒng)應(yīng)用需要。
關(guān)鍵詞:BL0937;LoRa無(wú)線模塊;STM32;4G通信
0引言
如今電器種類龐雜,方便了我們的生活,但用電事故也在不斷發(fā)生。電器的功率參數(shù)參差不齊,使用時(shí)線路負(fù)荷過(guò)大會(huì)造成電氣火災(zāi)、觸電等事故。學(xué)校里用電事故主要是由于使用大功率電器造成的。許多高校宿舍建立時(shí)間較長(zhǎng),線路出現(xiàn)老化,在使用大功率電器時(shí)產(chǎn)生熱量較多,到一定程度就會(huì)發(fā)生火災(zāi)。學(xué)生用電時(shí)不按照用電安全規(guī)定和管理要求,拖接各類違規(guī)電器設(shè)備,隨意拉線、接線,易發(fā)生觸電、火災(zāi)等安全事故。宿舍用電智能監(jiān)控系統(tǒng)可以有效減少宿舍用電事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)由STM32芯片作為主控電路,從機(jī)采集電壓、電流多路數(shù)據(jù)量,再經(jīng)過(guò)計(jì)算得出每個(gè)宿舍的用電功率,并且每條線路均采用信號(hào)隔離技術(shù)使其獨(dú)立工作,得到的數(shù)據(jù)由LoRa無(wú)線模塊傳輸?shù)街鳈C(jī),再利用4G通信將數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)云端,實(shí)現(xiàn)用電功率的遠(yuǎn)程監(jiān)控,同時(shí)數(shù)據(jù)反饋給主機(jī),主機(jī)檢測(cè)是否超過(guò)管理者設(shè)定的功率,若超過(guò)發(fā)送消息到宿舍長(zhǎng)警告該宿舍,不進(jìn)行處理將會(huì)對(duì)該宿舍斷電,避免了危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
宿舍用電智能監(jiān)控系統(tǒng)總體框圖。
系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)分為主機(jī)和從機(jī)兩部分,主要由數(shù)據(jù)采集電路、處理電路、傳輸電路組成.數(shù)據(jù)采集電路基于BL0937設(shè)計(jì),BL0937的VP引腳接入線路中采集電壓信號(hào),BL0937的IP和IN引腳則采集電流信號(hào),由耦合隔離電路傳入從機(jī)的脈沖信號(hào)捕獲通道,捕獲到的脈沖信號(hào)的頻率經(jīng)過(guò)公式計(jì)算出功率,再經(jīng)LoRa無(wú)線通信模塊使數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī),主機(jī)根據(jù)計(jì)算出的功率,發(fā)出相應(yīng)的控制命令,管理宿舍用電,并將數(shù)據(jù)封裝處理后由4G無(wú)線通信模塊上傳到網(wǎng)絡(luò)云端。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
宿舍用電智能監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)主要包括電源轉(zhuǎn)換電路、STM32主控制器、BL0937 采集電路和LoRa無(wú)線通信電路、4G無(wú)線通信電路。
2.1 電源轉(zhuǎn)換電路
為得到12V的直流電源為系統(tǒng)供電,采用AC-DC的降壓模塊對(duì)220V的交流電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換。隨后使用B1205-2W的隔離型電源器件,將12V的直流電源進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為所需要使用5V的直流電,使用隔離型電源器件B1205-2W的好處在于保護(hù)STM32主控芯片,以及一些其他的外部電路,確保使用的安全性以及設(shè)計(jì)的可行性。*后使用低壓線性穩(wěn)壓芯片AMS1117-3.3,AMS1117輸入電壓*高可達(dá)12V,輸出電壓可以為1.8、1.9、2.5、3.3和5V,輸出電流*高可達(dá)1A,且片內(nèi)集成過(guò)熱保護(hù)和過(guò)流保護(hù)模塊,保證芯片和系統(tǒng)的安全,5 V的直流電源轉(zhuǎn)化成可以為STM32主控芯片直接供電的3.3V電源。電源轉(zhuǎn)換電路圖見圖2。
2.2 STM32主控制器
采集電路采用的是一款電能計(jì)量芯片BL0937,集成了參考電壓模塊、電源管理模塊和計(jì)算功率、電流、電壓的有效值等數(shù)字電路,可以輸出電流和電壓有效值脈沖信號(hào)。BL0937有兩種輸出模式,一種是輸出電流、電壓的脈沖信號(hào),另一種是輸出電能計(jì)量的脈沖號(hào)。BL0937 芯片的體積很小,內(nèi)置了晶振、參考電源和兩路ADC。通過(guò)精簡(jiǎn)的數(shù)字算法和高效的硬件結(jié)構(gòu),在滿足所要求的功能和性能前提下,硬件消耗和功耗都非常低,外圍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,非常適合插座表等智能產(chǎn)品中的簡(jiǎn)單電能計(jì)量,具有較高的性價(jià)比。
理想的p(t)只包括兩部分:直流部分和頻率為2ω的交流部分.前者又稱為瞬時(shí)實(shí)功率信號(hào),瞬時(shí)實(shí)功率是電能表測(cè)量的首要對(duì)象。BL0937的VP引腳輸入電壓,IN和IP引腳輸入電流,通過(guò)信號(hào)處理求出兩個(gè)通道中采集數(shù)據(jù)的乘積,得到有功功率并以脈沖信號(hào)的形式從CF輸出,對(duì)采集的輸入電壓和輸入電流有效值,也以脈沖信號(hào)的形式從CF1輸出,通過(guò)計(jì)算他們的頻率就能算出有效值。
采集電路見圖3。采集對(duì)象是市電電壓,芯片正常工作采集的電壓信號(hào)應(yīng)通過(guò)分壓電路調(diào)整到200mV以內(nèi),電路使用了6個(gè)330kΩ電阻串聯(lián)的分壓方法,分壓后1kΩ電阻上有大約110mV的電壓信號(hào),市電在176~264V浮動(dòng)時(shí),此信號(hào)會(huì)在88~132mV之間,符合芯片要求。電流采樣電路電阻可以采用康銅電阻或者合金電阻,電阻值的選擇則需要根據(jù)采樣電流大小。芯片內(nèi)部集成了兩路ADC,需要在采樣端增加RC濾波電路,達(dá)到濾除高頻干擾信號(hào)的效果。
2.3 LoRa無(wú)線通信電路
數(shù)據(jù)傳輸部分采用了基于SX1278的LoRa無(wú)線模塊,遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)增加了傳輸距離,功耗更低。調(diào)制技術(shù),使傳輸距離變得更遠(yuǎn),傳輸時(shí)的靈敏度達(dá)到了-148dbm,功率輸出+18dBm,可靠性強(qiáng),抗干擾能力強(qiáng).對(duì)比傳統(tǒng)調(diào)制技術(shù),抗阻塞得到了提高。LORA成功實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一,在同樣的功耗條件下比其他無(wú)線方式傳播的距離更遠(yuǎn),比傳統(tǒng)的無(wú)線射頻通信距離擴(kuò)大3~5倍。以往設(shè)計(jì)中無(wú)法同時(shí)具備距離遠(yuǎn)、抗干擾強(qiáng)和功耗低的難題也得以解決,該模塊以其低功耗、成本低和遠(yuǎn)距離的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中,實(shí)現(xiàn)可靠組網(wǎng)和無(wú)線通信,適用于遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的*佳選擇。
LoRa無(wú)線通信電路見圖4。該芯片的供電是將5V電壓經(jīng)過(guò)AMS1117芯片降3.3V,LoRa模塊由SPI總線驅(qū)動(dòng),一共需要8個(gè)引腳,圖中P6的前兩個(gè)引腳分別接地和3.3V供電,3腳是SPI時(shí)鐘輸入引腳,4、5腳是數(shù)據(jù)的輸入輸出腳,分別接PA6和PA7,6腳是片選引腳,接PB7,在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)拉低此引腳,傳輸完*后一個(gè)字節(jié)再拉高,7腳接主控制器的PA2,用于讀取中斷標(biāo)志位,8腳接PA4,為復(fù)位引腳。
2.4 4G無(wú)線通信電路
Air720H是一款4G無(wú)線通信模塊,下行速率、上行速率分別可達(dá)150Mbps和50Mbps。可以向下兼容GSM或GPRS網(wǎng)絡(luò),保證在沒3G、4G網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)也能使用,有多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,具備工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口,兼容多種驅(qū)動(dòng)和軟件應(yīng)用,有UART接口,將它連接到MCU或PC設(shè)備上,可以實(shí)現(xiàn)供電、固件下載、AT指令等功能。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)的上傳是通過(guò)4G無(wú)線通信模塊,基于HTTP通信協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控。該設(shè)計(jì)是經(jīng)UART口發(fā)送AT指令控制4G模塊進(jìn)行配置網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?4G模塊有兩個(gè)UART口,UART1是AT調(diào)試串口,UART2是普通串口,將UART1的RXD、TXD分別連接到主控制器的串口引腳,PA2和PA3用來(lái)傳輸AT指令。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)要求需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、訪問(wèn)云端這些功能,定時(shí)捕獲脈沖信號(hào)的頻率并轉(zhuǎn)換成功率,利用主控制器的串口外設(shè)控制無(wú)線模塊,將采集的功率傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)云端,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。
3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)流程如圖5所示.
程序中配置了SPI總線、串口、PWM捕獲通道這些外設(shè),SPI總線驅(qū)動(dòng)LoRa無(wú)線模塊,通過(guò)讀/寫寄存器的方式,控制LoRa模塊接收、發(fā)送PWM捕獲脈沖信號(hào)的數(shù)據(jù),再由串口發(fā)送AT指令控制4G模塊上傳數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)云端,主控制器根據(jù)數(shù)據(jù)判斷是否發(fā)出控制命令。PWM捕獲通道將脈沖信號(hào)的頻率計(jì)算出來(lái),通過(guò)程序內(nèi)編寫的公式把頻率轉(zhuǎn)換成功率。
式(1)中:FCF為捕獲脈沖信號(hào)的頻率,Vref為基準(zhǔn)電壓1.28V,V(V)和V(I)分別是兩個(gè)電壓、電流采集管腳的電壓有效值,相乘得出功率。
3.2 LoRa無(wú)線通信程序設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)發(fā)送、接收流程如圖6所示。
該設(shè)計(jì)中,LoRa無(wú)線通信電路用與數(shù)據(jù)的傳輸并保證穩(wěn)定和準(zhǔn)確。主控制器上電后初始化設(shè)備,數(shù)據(jù)的發(fā)送是通過(guò)SPI總線將LoRa配置為發(fā)送模式,讀取中斷引腳為高電平時(shí),在空閑狀態(tài)下寫入FIFO,數(shù)據(jù)填充完畢后進(jìn)入到發(fā)送狀態(tài)。在LoRa配置為連續(xù)接收模式時(shí),從機(jī)的接收端會(huì)一直掃描接收通道,判斷是否有數(shù)據(jù),接收到有效數(shù)據(jù)包之后,需要掃描,然后接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行CRC檢驗(yàn)。置FIFO地址指針指到接收的基地址上,若模塊收到前導(dǎo)碼時(shí),先接收數(shù)據(jù)頭,再接收數(shù)據(jù)包,接收完后CRC校驗(yàn)通過(guò)后讀取數(shù)據(jù)并保存。
4高校綜合能效解決方案
4.1校園電力監(jiān)控與運(yùn)維
集成設(shè)備所有數(shù)據(jù),綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運(yùn)行,集中調(diào)控,集中監(jiān)控,數(shù)字化巡檢,移動(dòng)運(yùn)維,班組重新優(yōu)化整合,減少人力配置。
4.2后勤計(jì)費(fèi)管理
采用網(wǎng)絡(luò)抄表付費(fèi)管理技術(shù),實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計(jì)費(fèi),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、賬單統(tǒng)計(jì)匯總等,支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式,可設(shè)置補(bǔ)貼方案。通過(guò)能源付費(fèi)管理方式,培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識(shí)。
4.2.1宿舍用電管理
針對(duì)學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制:可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時(shí)通斷功能;可進(jìn)行惡性負(fù)載識(shí)別,檢測(cè)違規(guī)電氣,并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。
4.2.2商鋪水電收費(fèi)
針對(duì)校園超市、商鋪、食堂及其他針對(duì)個(gè)體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理。
4.2.3充電樁管理平臺(tái)
充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。
4.2.4智能照明管理
通過(guò)對(duì)高校路燈的全局監(jiān)測(cè),提供對(duì)路燈靈活智能的管理,實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任一線路,任一個(gè)路燈的定時(shí)開關(guān)、強(qiáng)制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié),以及定時(shí)控制方案靈活設(shè)置,確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。
4.3能源管理系統(tǒng)
針對(duì)校園水、電、氣等各類接入能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。
按校園建筑的分類進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等,對(duì)數(shù)據(jù)分門別類的分析,提供領(lǐng)導(dǎo)決策,提高管理效能。
構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫(kù),能自動(dòng)完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作,自動(dòng)生成各種形式的報(bào)表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計(jì)報(bào)告,能夠監(jiān)測(cè)能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),設(shè)置控制策略,達(dá)到節(jié)能目的。
智慧消防云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù),將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測(cè)器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò),并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息,通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析,幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化值守智慧消防,實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防,到火情報(bào)警,再到控制聯(lián)動(dòng),在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行,用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過(guò)平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況,并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下,在幾秒時(shí)間內(nèi),相關(guān)報(bào)警和事件信息通過(guò)手機(jī)短信、語(yǔ)音電話、郵件提醒和APP推送等手段,就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。
5.平臺(tái)部署硬件選型
應(yīng)用場(chǎng)合 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 |
變電所運(yùn)維云平臺(tái) | AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)基于互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺(tái),滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)中心,集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理,方便使用,支持具有權(quán)限的用戶通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問(wèn)、接收?qǐng)?bào)警,并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 | |
智能網(wǎng)關(guān) | Anet系列 | 8個(gè)RS485串口2kV隔離,2個(gè)以太網(wǎng)接口,支持ModbusRTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入,支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳,裝置電源:220VAC/DC。 | |
ANet-2E4SM | 4路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模塊)輸入電源:DC12V~36V。支持4G擴(kuò)展模塊,485擴(kuò)展模塊,可擴(kuò)展16路。 | ||
10KV進(jìn)/饋線 | AM6-L | 相間電流速斷保護(hù),相間限shi電流速斷保護(hù)(可帶低壓閉鎖),相間過(guò)電流保護(hù)(可帶低壓閉鎖),兩段式零序過(guò)流保護(hù),反時(shí)限相間過(guò)流保護(hù)(可帶低壓閉鎖),零序反時(shí)限過(guò)流保護(hù),過(guò)負(fù)荷保護(hù),控制回路異常告警。 | |
10/0.4KV變壓器 | AML-S | 分合閘位置、手車工作/試驗(yàn)位置、接地刀閘位置、硬接點(diǎn)信號(hào)(保護(hù)跳閘、裝置告警、控制回路斷線、裝置異常、未儲(chǔ)能、事故總等)、報(bào)文(過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、超溫報(bào)警、過(guò)溫報(bào)警、裝置告警、PT斷線、CT斷線、對(duì)時(shí)異常等)、遙控開關(guān)、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、跳閘、故障電流電壓)等。 | |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、 35kV/10kV/ 6kV傳感器 | ASD500 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度控制及顯示(標(biāo)配一路強(qiáng)制加熱)、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫。 | |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 | 合金片固定,CT感應(yīng)取電,啟動(dòng)電流大于5A,測(cè)溫范圍-50-125℃,測(cè)量精度±1℃;無(wú)線傳輸距離空曠150米; | ||
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測(cè)量 | APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;實(shí)時(shí)及需量;電流、電壓不平衡度;負(fù)載電流柱狀圖顯示;66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示; | |
變壓器接頭測(cè)溫低壓進(jìn)出線柜接頭測(cè)溫 | ARTM-Pn | 可至多配套60個(gè)ATE400測(cè)溫傳感器,無(wú)線溫度傳感器ATE400適用于手車式動(dòng)觸頭,電纜與母排搭接處,隔離刀閘搭接處等電氣搭接點(diǎn)的溫度測(cè)量,采用捆綁式安裝??墒褂肁TC-400無(wú)線測(cè)溫接收器接收數(shù)據(jù)。該終端可單獨(dú)安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi)。 | |
中低壓回路 | WHD72-11 | WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設(shè)備內(nèi)部溫度和濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源:AC/DC85~265V工作溫度:-40.0℃~99.9℃工作濕度:0RH~99RH | |
ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量,有功電能計(jì)量(正、反向)、四象限無(wú)功電能、總諧波含量、分次諧波含量(2~31次);A、B、C、N四路測(cè)溫;1路剩余電流測(cè)量;支持RS485/LoRa/2G/4G/NB;LCD顯示;有功電能精度:0.5S級(jí) | ||
DTSD1352 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量,分相總有功電能,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),總正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì);紅外通訊;電流規(guī)格:經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功電能精度0.5S級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí) |
5.2后勤計(jì)費(fèi)管理
5.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺(tái)
5.2.2充電樁管理平臺(tái)
應(yīng)用場(chǎng)景 | 型號(hào) | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
充電樁管理平臺(tái) | AcrelCloud-9000 | 采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù),平臺(tái)可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 | |
新能源汽車充電樁 | AEV-AC007D-LCD | 輸入輸出電壓:AC220V 1個(gè)充電接口,充電線長(zhǎng)5米;輸出功率7km;掃碼、刷卡支付:標(biāo) 配無(wú)線通訊:4G、WIFI、藍(lán)牙三選一(下單備注規(guī)格,無(wú)備注默認(rèn)4G 通訊)。 | |
AEV-DC060S | 直流60kw雙槍一體充電機(jī) | ||
AEV-DC120S | 直流120kw雙槍一體充電機(jī) | ||
智能電動(dòng)車充電樁 | ACX10A系列 | 10路承載電流25A,單路輸出電流3A,單回路功率1000W,總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。 ACX10A-TYHN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持投幣、刷卡,掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持投幣、刷卡,免費(fèi)充電 ACX10A-YHW:防護(hù)等級(jí)IP65,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX10A-YHN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持刷卡,掃碼,免費(fèi)充電 ACX10A-YW:防護(hù)等級(jí)IP65,支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW:防護(hù)等級(jí)IP65,僅支持免費(fèi)充電 | |
ACX2A系列 | 2路承載電流20A,單路輸出電流10A,單回路功率2200W,總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識(shí)別、遠(yuǎn)程升級(jí)、功率識(shí)別,報(bào)警上報(bào)。 ACX2A-YHN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持掃碼充電 ACX2A-YN:防護(hù)等級(jí)IP21,支持刷卡充電 |
5.2.3智能照明管理
應(yīng)用場(chǎng)景 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 | ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊,通信鏈路供電。 2、功耗:≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出,輸出可通過(guò)按鈕手動(dòng)控制,輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入,可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號(hào)。 5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 | |
按鍵面板 | ASL220-F1/2 | 1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場(chǎng)景面板,通信鏈路供電; 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵,多彩背光指示,金、黑、灰可選; 3、每個(gè)按鍵支持長(zhǎng)按、短按功能,均可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場(chǎng)景控制; 4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D); 5、86底盒安裝 | ||
探測(cè)器 | ASL220-PM/T | PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器,通信鏈路供電,功耗:20mA@24V; 2、特殊運(yùn)算電路,可通過(guò)紅外感應(yīng)探測(cè)到人體動(dòng)作; 4、安裝方式:嵌入式; 5、外形尺寸:ф80mm*33mm;產(chǎn)品外露尺寸:ф80mm*2.5mm | ||
備用照明 | 雙切箱 | ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊,通信鏈路供電。 2、功耗:≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入,可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號(hào),1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)一般照明(備用照明)。 7、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 | |
應(yīng)用場(chǎng)景 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 | ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊,通信鏈路供電。 2、功耗:≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出,輸出可通過(guò)按鈕手動(dòng)控制,輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入,可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號(hào)。 5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 | |
按鍵面板 | ASL220-F1/2 | 1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場(chǎng)景面板,通信鏈路供電; 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵,多彩背光指示,金、黑、灰可選; 3、每個(gè)按鍵支持長(zhǎng)按、短按功能,均可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場(chǎng)景控制; 4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D); 5、86底盒安裝 | ||
探測(cè)器 | ASL220-PM/T | PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器,通信鏈路供電,功耗:20mA@24V; 2、特殊運(yùn)算電路,可通過(guò)紅外感應(yīng)探測(cè)到人體動(dòng)作; 4、安裝方式:嵌入式; 5、外形尺寸:ф80mm*33mm;產(chǎn)品外露尺寸:ф80mm*2.5mm | ||
備用照明 | 雙切箱 | ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊,通信鏈路供電。 2、功耗:≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入,可接入開關(guān)、報(bào)警、人體紅外感應(yīng)器等信號(hào),1路485通訊。 5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)一般照明(備用照明)。 7、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 | |
IP網(wǎng)關(guān) | ASL200-485-IP | IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器(ALIBUS<-->TCP/IP) 1、1路ALIBUS通信總線接口。 2、1路RS485 3、1路以太網(wǎng)接口,以太網(wǎng)通訊 4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議。 5、外形尺:96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 7、IP地址設(shè)置連接、ALIBUS系統(tǒng)組網(wǎng)擴(kuò)容、ALIBUS通訊軟件連接 | ||
IP輔助電源 | ASL200-P20 | 輔助電源 1、輸入電壓范圍:176-264VAC 2、輸出電壓及功率:24VDC/20W 3、電壓調(diào)整范圍:21.6~29V 4、工作溫度:-40~+70℃ 5、外形尺寸:96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D) 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 |
5.3能源管理系統(tǒng)
應(yīng)用場(chǎng)景 | 型號(hào) | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
能耗管理云平臺(tái) | AcrelCloud-5000 | 采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù),平臺(tái)可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 | |
智能網(wǎng)關(guān) | Anet系列網(wǎng)管 | 采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺(tái),具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口,作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺(tái)系統(tǒng)間的橋梁,能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總,并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺(tái)系統(tǒng)。 | |
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜 | APM810 | 具有全電量測(cè)量,電能統(tǒng)計(jì),電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能,主要用于對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計(jì),當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出,SD卡記錄,以太網(wǎng)通訊時(shí),只需在背部插入對(duì)應(yīng)模塊即可。 | |
APM520 | 三相全電量測(cè)量,2-63次諧波,不平衡度,需量,支持付費(fèi)率,越限報(bào)警,SOE,4-20mA輸出。 | ||
低壓聯(lián)絡(luò)柜、 | AEM96 | 三相多功能電能表,均集成三相電力參數(shù)測(cè)量及電能計(jì)量及考核管理,提供上24時(shí)、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測(cè),帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能,并具備報(bào)警輸出,可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng),SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 | |
動(dòng)力柜 | ACR120EL | 測(cè)量所有的常用電力參數(shù),如三相電流、電壓,有功、無(wú)功功率,電度,諧波等,并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能,非常適合于實(shí)時(shí)電力監(jiān)控系統(tǒng)。 | |
DTSD1352 | DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu),體積小巧,能測(cè)量電能及其他電參量,可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置,精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對(duì)電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 | ||
AEW100 | 三相全電量測(cè)量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費(fèi)率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通訊。 |
5.4智慧消防系統(tǒng)
5.4.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
應(yīng)用場(chǎng)景 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
各變電所、各動(dòng)力箱 | 0.4KV出線 | ARCM200 系列 | 用于檢測(cè)TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等電氣參數(shù),從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。 | |
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機(jī) | Acrel-6000/B3 | 接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理,采用485通訊 | |
主變點(diǎn)所 監(jiān)控中心 | 控制主機(jī) | Acrel-6000/B | 接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)和各區(qū)域分機(jī)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理,可采用485通訊。 | |
配套附件 | ||||
0.4kV電流 互感器 | AKH-0.66 | 測(cè)量型互感器,采集交流電流信號(hào)。 |
5.4.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)
應(yīng)用場(chǎng)景 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
消防設(shè)備電源電壓監(jiān)控 | AFPM3-2AVM | 監(jiān)測(cè)兩路三相交流電壓,二總線通訊。 | ||
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機(jī) | AFPM100/B3 | 接收消防設(shè)備電源監(jiān)控探測(cè)器信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理,可采用二總線通訊。 | |
主變點(diǎn)所 監(jiān)控中心 | 控制主機(jī) | AFPM100/B1 | 接收消防設(shè)備電源監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)和各區(qū)域分機(jī)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理,可采用二總線通訊。 |
應(yīng)用場(chǎng)景 | 產(chǎn)品 | 型號(hào) | 功能 | |
配電室、綜合樓 | 常開防火門 | AFRD-CK(YT)-65 AFRD-CK(YT)-85 AFRD-CK(YT)-120 | 監(jiān)測(cè)常開防火門的開閉狀態(tài)。 | |
常閉防火門 | 單扇:AFRD-CB1(YT) 雙扇:AFRD-CB2(YT) | 監(jiān)測(cè)常閉防火門的開閉狀態(tài)。 | ||
地下箱體防爆車間 | 常開/常閉 防火門 | AFRD-MC | 監(jiān)測(cè)常開、常閉防火門的開閉狀態(tài)。 | |
監(jiān)測(cè)模塊 | AFRD-CK/CB | 接收AFRD-MC的狀態(tài)信息同步傳輸至防火門監(jiān)控主機(jī)。 | ||
區(qū)域 變電所 | 區(qū)域分機(jī) | AFRD100/B3 | 接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測(cè)器的信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)防火門開閉狀態(tài)的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理,采用二總線通訊。 | |
主變點(diǎn)所 監(jiān)控中心 | 控制主機(jī) | AFRD100/B | 接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測(cè)器的信號(hào)以及各區(qū)域分機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)防火門開閉狀態(tài)的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理,采用二總線通訊。 |
6結(jié)束語(yǔ)
本文監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)以STM32主控芯片實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的采集,數(shù)據(jù)的傳輸方式是無(wú)線加有線,將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控,主控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,從而控制宿舍的用電。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試,有較高的可靠性和穩(wěn)定性,網(wǎng)絡(luò)云端顯示數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控以及用電控制功能,有效避免了大功率用電器的長(zhǎng)時(shí)間使用。該設(shè)計(jì)的人機(jī)交互方面還存在不足,下一步將著重于前端的完善。
【參考文獻(xiàn)】
【1】馬光偉,樊廣曉,王玉虎,卜翠翠,陳佳樂(lè),付廣春.宿舍用電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]河南科技學(xué)院.2020(48):68-73.
【2】張西珠,劉廷廷,張一航.大學(xué)生宿舍的用電安全性分析及管理方案[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2020,28(23):195-196.
【3】高校綜合能效解決方案2022.5版.
【4】企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.
作者簡(jiǎn)介
任運(yùn)業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。