專利名稱：一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用電安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是面向大型用電設(shè)備及無人值班系統(tǒng)的安全用電過程，用于用電設(shè)備遠(yuǎn)程預(yù)警及優(yōu)化控制的用電安全預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一些特殊的用電設(shè)備或系統(tǒng)，常常需要連續(xù)可靠地運(yùn)行，隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和電力網(wǎng)絡(luò)的普及，由于電源停電和電源異常造成的故障越來越嚴(yán)重。然而，由于電力生產(chǎn)和輸送過程的復(fù)雜性，停電事故在所難免。研制對這類重要用電設(shè)備的安全可靠的監(jiān)控手段極其重要。目前的技術(shù)研究和實(shí)際應(yīng)用，主要集中在基于TOB網(wǎng)絡(luò)和單片機(jī)的系統(tǒng)。這種技術(shù)模式，存在運(yùn)營費(fèi)用高，功能擴(kuò)展受限的問題。少有將遠(yuǎn)程監(jiān)測和優(yōu)化控制相結(jié)合的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于公用通信網(wǎng)GSM，實(shí)現(xiàn)了對大型用電設(shè)備用電情況進(jìn)行就地和遠(yuǎn)程監(jiān)控，并在斷電的條件下，控制各用電設(shè)備按照既定優(yōu)先級和管理模式合理高效利用后備電源，以保證關(guān)鍵設(shè)備的正常、安全運(yùn)行。為此，本發(fā)明提供了一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含有主控裝置和終端控制器，主控裝置與終端控制器之間為雙向通信連接，主控裝置用于完成系統(tǒng)控制方案的訂制和信息的監(jiān)視工作，終端控制器以待控制的各用電設(shè)備的供電回路為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)采集市電狀態(tài)及各用電設(shè)備供電回路的供電情況，當(dāng)市電失去時(shí)，立即啟用后備電源，按既定的優(yōu)先級管理策略進(jìn)行后備電源分配，同時(shí)將該信息進(jìn)行顯示并發(fā)送到主控裝置和管理人員的手機(jī)之上；終端控制器可接受主控裝置或管理人員手機(jī)發(fā)來的對各用電回路進(jìn)行強(qiáng)制通斷電的請求。本發(fā)明具有兩種工作模式，既可以在包含終端控制器和主控裝置的完整模式下工作，也可以在無主控裝置的獨(dú)立終端控制器模式下工作。該系統(tǒng)不僅可以通過主控裝置對系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，還可以通過GSM網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)獲取系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息，并采用手機(jī)通過GSM網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)的某些管理功能，從而確保在無人值守主控裝置的情況下，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)警和控制，即實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程預(yù)警控制相結(jié)合的功能。因此，即使主控裝置出現(xiàn)故障，終端控制器也能獨(dú)立的按照既定控制策略對用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，或接受管理人員手機(jī)的短信指令，完成對用電設(shè)備的監(jiān)控，確保關(guān)鍵設(shè)備的正常、安全運(yùn)行。系統(tǒng)采用“即插即用”的硬件構(gòu)成模式和“模塊組態(tài)”的軟件結(jié)構(gòu)模式，不但具有較大數(shù)量的預(yù)留硬、軟件接口，還可以方便進(jìn)行硬件和軟件的擴(kuò)展，以及多個(gè)控制點(diǎn)的聯(lián)網(wǎng)等功能，使系統(tǒng)具有很大的實(shí)用性和靈活性。系統(tǒng)中的通信主要包括終端控制器的PLC與GSM Modem的通信和PLC與主控裝置的通信。PLC與GSM Modem的通信完成GSM短信發(fā)送和接收的控制功能，采用PLC主動(dòng)的模
3式來完成；而PLC與主控裝置的通信則采用主控裝置主動(dòng)的方式，采用基于NEWT0C0L協(xié)議及RS232接口方式進(jìn)行。終端控制器與受控用電設(shè)備供電回路之間接觸器或繼電器的控制側(cè)采用常閉接線模式，即使該系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也不影響用電設(shè)備的正常工作。本發(fā)明的用電安全預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了就地和遠(yuǎn)程控制相結(jié)合，預(yù)警與優(yōu)化控制相結(jié)合，并方便地進(jìn)行系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，對大型用電設(shè)備進(jìn)行了長時(shí)間的運(yùn)行管理，實(shí)用效果良好，適宜在變電站等場合進(jìn)行推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的原理框圖。圖2是主控裝置的功能模塊組成架構(gòu)圖。圖3是終端控制器的功能模塊組成架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作具體說明。如圖1所示，本發(fā)明的用電安全預(yù)警系統(tǒng)，含有主控裝置1和終端控制器2，主控裝置1與終端控制器2之間為雙向通信連接，主控裝置1用于完成系統(tǒng)控制方案的訂制和信息的監(jiān)視工作，終端控制器2以待控制的各用電設(shè)備的供電回路為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)采集市電狀態(tài)及各用電設(shè)備供電回路的供電情況，當(dāng)市電失去時(shí)，立即啟用后備電源3，按既定的優(yōu)先級管理策略進(jìn)行后備電源分配，同時(shí)將該信息進(jìn)行顯示并發(fā)送到主控裝置1和管理人員的手機(jī)4之上；終端控制器2可接受主控裝置1或管理人員手機(jī)4發(fā)來的對各用電回路進(jìn)行強(qiáng)制通斷電的請求。如圖2所示，主控裝置包含有主控管理模塊11、與終端通信管理模塊12、狀態(tài)顯示模塊13、報(bào)警控制模塊14、管理模式設(shè)置模塊15、狀態(tài)強(qiáng)制模塊16和歷史記錄模塊17，其中，主控管理模塊11用于完成主控裝置中各組成功能模塊的管理和協(xié)調(diào)；與終端通信管理模塊12用于從終端控制器讀取用電設(shè)備和系統(tǒng)的狀態(tài)，并將主控裝置的設(shè)置參數(shù)傳送到終端控制器；狀態(tài)顯示模塊13用于將系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行圖形模式和參數(shù)模式顯示；報(bào)警控制模塊14用于在主控裝置上進(jìn)行報(bào)警信息的提示；管理模式設(shè)置模塊15用于設(shè)置系統(tǒng)所需的參數(shù)；狀態(tài)強(qiáng)制模塊16用于特定情況下對用電設(shè)備或系統(tǒng)強(qiáng)制進(jìn)行操作；歷史記錄模塊 17用于將系統(tǒng)的狀態(tài)、故障情況以及操作信息進(jìn)行記錄，以供將來查詢之用。報(bào)警控制模塊 14又包含閃光報(bào)警控制模塊141和聲音報(bào)警控制模塊142。如圖3所示，終端控制器包含有終端管理模塊21、狀態(tài)采集模塊22、狀態(tài)顯示模塊 23、報(bào)警管理模塊M、GSM管理模塊25和與主控裝置通信模塊沈，其中，終端管理模塊21用于完成終端控制器中各功能模塊的管理和協(xié)調(diào)工作；狀態(tài)采集模塊22用于對各受控用電設(shè)備和系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；狀態(tài)顯示模塊23用于將系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)顯示到對應(yīng)的輸出設(shè)備，并進(jìn)行參數(shù)保存；報(bào)警管理模塊M用于完成故障狀態(tài)下的聲、光報(bào)警功能；GSM管理模塊25用于完成將故障信息通過GSM Modem以短信的方式發(fā)送到管理人員的手機(jī)，并接收管理人員手機(jī)發(fā)送來的短信類指令；與主控裝置通信模塊沈用于完成與主控裝置之間的通信。報(bào)警管理模塊M又包含閃光報(bào)警管理模塊241和聲音報(bào)警管理模塊242。主控裝置1通過RS232接口與終端控制器2相連。終端控制器2與受控用電設(shè)備供電回路之間接觸器5或繼電器6的控制側(cè)采用常閉接線模式。每個(gè)供電回路對應(yīng)于一個(gè)繼電器和接觸器，因此在終端控制器與用電設(shè)備之間會有一組繼電器和一組接觸器。參見圖1，本系統(tǒng)的工作原理如下。1.當(dāng)市電主電網(wǎng)7發(fā)生故障，導(dǎo)致對用電設(shè)備供電回路8的供電中斷。2.終端控制器2的PLC通過監(jiān)測器9獲得市電斷電信息。3.終端控制器2的PLC獲得市電主電網(wǎng)故障信息后，發(fā)出指令啟用后備用電源3。4.由于后備電源3無法滿足對所有設(shè)備或回路的供電，終端控制器2的PLC根據(jù)預(yù)先設(shè)置的優(yōu)先分配方案，只對部分關(guān)鍵用電設(shè)備的回路供電，并指令繼電器6和接觸器5 動(dòng)作，關(guān)掉非重要設(shè)備的供電。5.同時(shí)，終端控制器2的PLC將故障報(bào)警信息，既定的后備電源的優(yōu)先分配方案信息，以及供電方案是否調(diào)整請求信息，發(fā)送到主控裝置，并同時(shí)通過GSM Modem 10提交給授權(quán)的管理人員手機(jī)。6.如有必要對備用電源的分配方案進(jìn)行修改，當(dāng)主控裝置有人值守時(shí)，由值守主控裝置的管理人員操作主控裝置來向終端控制器發(fā)出后備電源分配方案修改的指令；當(dāng)主控裝置無人值守時(shí)，由授權(quán)的管理人員手機(jī)向終端控制器發(fā)出后備電源分配方案修改的指令。7.終端控制器2的PLC接到后備電源分配調(diào)整方案指令后，指令繼電器6和接觸器5動(dòng)作，執(zhí)行對某些設(shè)備供電回路的強(qiáng)制關(guān)電，及對某些設(shè)備供電回路的恢復(fù)供電。綜上所述，本系統(tǒng)通過公用通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對用電設(shè)備供電情況的就地和遠(yuǎn)程監(jiān)控，并在市電斷電的條件下，控制各個(gè)用電設(shè)備，按照既定策略實(shí)現(xiàn)后備電源的供給，以保證關(guān)鍵設(shè)備的正常、安全運(yùn)行。本發(fā)明具有兩種工作模式，既可以在包含終端控制器和主控裝置的完整模式下工作，也可以在無主控裝置的獨(dú)立終端控制器模式下工作。系統(tǒng)具有自診斷、自恢復(fù)功能，在控制設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，也不影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于包括主控裝置和終端控制器，主控裝置與終端控制器之間為雙向通信連接，主控裝置用于完成系統(tǒng)控制方案的訂制和信息的監(jiān)視工作，終端控制器以待控制的各用電設(shè)備的供電回路為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)采集市電狀態(tài)及各用電設(shè)備供電回路的供電情況，當(dāng)市電失去時(shí)，立即啟用后備電源，按既定的優(yōu)先級管理策略進(jìn)行后備電源分配，同時(shí)將該信息進(jìn)行顯示并發(fā)送到主控裝置和管理人員的手機(jī)之上；終端控制器可接受主控裝置或管理人員手機(jī)發(fā)來的對各用電回路進(jìn)行強(qiáng)制通斷電的請求。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述主控裝置包括有主控管理模塊，與終端通信管理模塊，狀態(tài)顯示模塊，報(bào)警控制模塊，管理模式設(shè)置模塊，狀態(tài)強(qiáng)制模塊和歷史記錄模塊，其中，主控管理模塊用于完成主控裝置中各組成功能模塊的管理和協(xié)調(diào)；與終端通信管理模塊用于從終端控制器讀取用電設(shè)備和系統(tǒng)的狀態(tài)，并將主控裝置的設(shè)置參數(shù)傳送到終端控制器；狀態(tài)顯示模塊用于將系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行圖形模式和參數(shù)模式顯示；報(bào)警控制模塊用于在主控裝置上進(jìn)行報(bào)警信息的提示；管理模式設(shè)置模塊用于設(shè)置系統(tǒng)所需的參數(shù)；狀態(tài)強(qiáng)制模塊用于特定情況下對用電設(shè)備或系統(tǒng)強(qiáng)制進(jìn)行操作；歷史記錄模塊用于將系統(tǒng)的狀態(tài)、故障情況以及操作信息進(jìn)行記錄，以供將來查詢之用。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述終端控制器包括有終端管理模塊，狀態(tài)采集模塊，狀態(tài)顯示模塊，報(bào)警管理模塊，GSM管理模塊和與主控裝置通信模塊，其中，終端管理模塊用于完成終端控制器中各功能模塊的管理和協(xié)調(diào)工作；狀態(tài)采集模塊用于對各受控用電設(shè)備和系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；狀態(tài)顯示模塊用于將系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)顯示到對應(yīng)的輸出設(shè)備，并進(jìn)行參數(shù)保存；報(bào)警管理模塊用于完成故障狀態(tài)下的聲、光報(bào)警功能；GSM管理模塊將故障信息通過GSM Modem以短信的方式發(fā)送到管理人員的手機(jī)，并接收管理人員手機(jī)發(fā)送來的短信類指令；與主控裝置通信模塊用于完成與主控裝置之間的通信。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述主控裝置通過RS232 接口與終端控制器相連。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述終端控制器與受控用電設(shè)備供電回路之間接觸器或繼電器的控制側(cè)采用常閉接線模式。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用電安全預(yù)警系統(tǒng)，包括有主控裝置和終端控制器，主控裝置用于完成系統(tǒng)控制方案的訂制和信息的監(jiān)視工作，終端控制器以待控制的各用電設(shè)備的供電回路為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)采集市電狀態(tài)及各用電設(shè)備供電回路的供電情況，當(dāng)市電失去時(shí)，立即啟用后備電源，按既定的優(yōu)先級管理策略進(jìn)行后備電源分配，同時(shí)將該信息進(jìn)行顯示并發(fā)送到主控裝置和管理人員的手機(jī)之上；終端控制器可接受主控裝置或管理人員手機(jī)發(fā)來的對各用電回路進(jìn)行強(qiáng)制通斷電的請求。本發(fā)明的用電安全預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了就地和遠(yuǎn)程控制相結(jié)合，預(yù)警與優(yōu)化控制相結(jié)合，并方便系統(tǒng)功能擴(kuò)展，在大型用電設(shè)備進(jìn)行長時(shí)間運(yùn)行，實(shí)用效果良好，適宜在變電站等場合進(jìn)行推廣應(yīng)用。
文檔編號H02J9/06GK102176631SQ201110055250
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者任小川, 余明文, 劉敏, 敬勇, 謝偉, 陳慧春 申請人:重慶市電力公司教育培訓(xùn)中心