一種基于電壓電流采樣數(shù)據(jù)的惡性負載判斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人工智能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于電壓電流采樣數(shù)據(jù)的惡性負載判斷系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在一些學校和工廠中，學生和職工在宿舍內(nèi)經(jīng)常使用大功率的用電設(shè)備，使得電線過快老化或超負荷運行，從而給宿舍的用電安全帶來隱患甚至引發(fā)火災。目前，針對學生公寓及職工宿舍的安全用電問題，國內(nèi)外已有一些相應(yīng)的用電保護裝置，其主要功能是通過這些裝置在一定程度上限制用電設(shè)備的功率，然而這些用電保護裝置常常存在一定的缺陷:如(I)對于某些用電設(shè)備，由于其啟動時功率要遠大于正常運行時的功率，這可能造成用電保護系統(tǒng)的誤動作；(2) —些用電保護裝置不能對負載的性質(zhì)進行判斷，即無法區(qū)分阻性負載、容性負載及感性負載，使得一些具有容性及感性的負載無法正常工作。(3)一些用電保護裝置在動作后，需要人工對系統(tǒng)進行復位，從而浪費了人力資源，同時帶來了使用上的不便，從而限制了此裝置的大規(guī)模應(yīng)用。(4) 一些用電保護裝置在設(shè)定完門限功率后無法進行調(diào)節(jié)，這給裝置在不同場合及情況下的應(yīng)用帶來了不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種應(yīng)用范圍廣、設(shè)計合理、功能強大的惡性負載識別與保護裝置。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:包括信號采集單元、比較單元、電能計量單元、控制單元、聲光報警單元和顯示單元，所述的信號采集單元由電壓采樣電阻R5、RPl和電流采樣電阻Rl組成，用于實時采集負載的電流和電壓，所述的比較單元由比較模塊LM339 U2及門限功率設(shè)置電位器RP2組成，用于判斷負載的性質(zhì)，并判斷負載是否為惡性負載，當負載為惡性時輸出惡性負載識別信號，電能計量單元由電能計量模塊AD7755U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2U5組成，用于計算負載消耗的電能并以脈沖的形式輸出，控制單元由單片機控制模塊STC12C2052U3和繼電器Kl組成，用于控制用電系統(tǒng)電源的通或斷，同時將負載消耗的電能送入顯示系統(tǒng)進行顯示，聲光報警單元由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，當識別出惡性負載后，該系統(tǒng)啟動聲光報警提示，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動器Q6?Q9組成，在惡性負載情況下顯示惡性負載的功率。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0006](I)本發(fā)明能夠?qū)ω撦d的性質(zhì)進行判斷，即能夠判斷負載為容性、阻性或感性，只有當負載的有功功率超過設(shè)定的門限功率時，該裝置才啟動報警和保護功能；
[0007](2)本發(fā)明能夠?qū)τ秒娫O(shè)備啟動時造成的負載過大與惡性負載進行判別，從而有效避免系統(tǒng)的誤動作；
[0008](3)本發(fā)明在惡性負載移除后能夠自動對系統(tǒng)進行復位，恢復系統(tǒng)供電，有效節(jié)約了人力成本；
[0009](4)本發(fā)明能夠連續(xù)調(diào)節(jié)惡性負載的門限功率，并且對于不同的應(yīng)用環(huán)境門限功率可重新設(shè)置，因此使用更為方面，應(yīng)用范圍更廣。
【附圖說明】
[0010]圖1為電壓電流采集電路圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細闡述:
[0012]本發(fā)明包括信號采集單元1、比較單元2、電能計量單元3、控制單元4、聲光報警單元5和顯示單元6，所述的信號采集單元I由電壓采樣電阻R5、RPl和電流采樣電阻Rl組成，用于實時采集負載的電流和電壓，所述的比較單元2由比較模塊LM339U2及門限功率設(shè)置電位器RP2組成，用于判斷負載的性質(zhì)，并判斷負載是否為惡性負載，當負載為惡性時輸出惡性負載識別信號，電能計量單元3由電能計量模塊AD7755U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2U5組成，用于計算負載消耗的電能并以脈沖的形式輸出，控制單元4由單片機控制模塊STC12C2052U3和繼電器Kl組成，用于控制用電系統(tǒng)電源的通或斷，同時將負載消耗的電能送入顯示系統(tǒng)進行顯示，聲光報警單元5由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，當識別出惡性負載后，該系統(tǒng)啟動聲光報警提示，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動器Q6?Q9組成，在惡性負載情況下顯示惡性負載的功率。
[0013]所述的信號采集單元中R5的一端與火線相連，另一端經(jīng)滑動變阻器RPl和電阻R14分別與AD7755 Ul及LM339 U2相連。電阻Rl串聯(lián)在零線中用于測量負載電流并以電壓的方式輸出。
[0014]所述的比較單元中芯片LM339經(jīng)電阻R13與滑動變阻器RP2的中心端相連，且與光電耦合器TLP521-2設(shè)有信號通道，調(diào)節(jié)RP2滑動端的位置可以調(diào)整惡性負載的門限功率。
[0015]所述的電能計量單元中芯片AD7755 Ul與短路跳線S5?SI的中心端相連接，用于調(diào)整AD7755 Ul的工作模式，所述的聲光報警單元中的三極管Q5用于驅(qū)動蜂鳴器SPEAKER。
[0016]所述的控制單元中的芯片STC12C2052U3與TLP521-2設(shè)有信號通道，用于接收經(jīng)光電耦合器TLP521-2隔離后的惡性負載識別信號和負載功率脈沖信號，芯片STC12C2052U3經(jīng)8個限流電阻分別與4位數(shù)碼管MT05641BR U4相連。
[0017]本發(fā)明由信號采集單元、比較單元、電能計量單元、控制單元、聲光報警單元和顯示單元組成。信號采集單元由電壓采樣電阻R5、RP1，電流采樣電阻Rl組成，比較單元由比較模塊LM339U2及門限功率設(shè)置電位器RP2組成，電能計量單元由電能計量模塊AD7755U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2U5組成，控制單元由單片機控制模塊STC12C2052 U3和繼電器Kl組成，聲光報警單元由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動器Q6?Q9組成。
【主權(quán)項】
1.一種帶有電壓電流采樣數(shù)據(jù)的智能惡性負載識別與保護裝置，包括信號采集單元(I)、比較單元(2)、電能計量單元(3)、控制單元(4)、聲光報警單元(5)和顯示單元(6)，其特征在于:所述的信號采集單元(I)由電壓采樣電阻R5、RPl和電流采樣電阻Rl組成，用于實時采集負載的電流和電壓，所述的比較單元⑵由比較模塊LM339 U2及門限功率設(shè)置電位器RP2組成，用于判斷負載的性質(zhì)，并判斷負載是否為惡性負載，當負載為惡性時輸出惡性負載識別信號，電能計量單元(3)由電能計量模塊AD7755 Ul和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2 U5組成，用于計算負載消耗的電能并以脈沖的形式輸出，控制單元(4)由單片機控制模塊STC12C2052 U3和繼電器Kl組成，用于控制用電系統(tǒng)電源的通或斷，同時將負載消耗的電能送入顯示系統(tǒng)進行顯示，聲光報警單元(5)由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，當識別出惡性負載后，該系統(tǒng)啟動聲光報警提示，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動器Q6?Q9組成，在惡性負載情況下顯示惡性負載的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電壓電流采樣數(shù)據(jù)的智能惡性負載識別與保護裝置，其特征在于:所述的信號采集單元中R5的一端與火線相連，另一端經(jīng)滑動變阻器RPl和電阻R14分別與AD7755 Ul及LM339 U2相連，電阻Rl串聯(lián)在零線中用于測量負載電流并以電壓的方式輸出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種惡性負載識別與保護裝置，特別是一種帶有電壓電流采樣數(shù)據(jù)的智能惡性負載識別與保護裝置，包括信號采集單元、比較單元、電能計量單元、控制單元、聲光報警單元和顯示單元，其中信號采集單元由電壓采樣電阻R5、RP1，電流采樣電阻R1組成，比較單元由比較模塊LM339 U2及門限功率設(shè)置電位器RP2組成，電能計量單元由電能計量模塊AD7755 U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2 U5組成，控制單元由單片機控制模塊STC12C2052 U3和繼電器K1組成，本發(fā)明能夠有效判斷負載是否為惡性負載，避免系統(tǒng)的誤動作，在惡性負載移除后能夠自動對系統(tǒng)進行復位，且能夠連續(xù)調(diào)節(jié)惡性負載的門限功率，使用方便，應(yīng)用范圍廣。
【IPC分類】G01R21-06, G01R31-00, G01R19-00
【公開號】CN104655922
【申請?zhí)枴緾N201310601413
【發(fā)明人】李童, 吳濱
【申請人】江南大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月20日