RU2693012C1 - System and method for monitoring and controlling electrical devices - Google Patents
System and method for monitoring and controlling electrical devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693012C1 RU2693012C1 RU2018144713A RU2018144713A RU2693012C1 RU 2693012 C1 RU2693012 C1 RU 2693012C1 RU 2018144713 A RU2018144713 A RU 2018144713A RU 2018144713 A RU2018144713 A RU 2018144713A RU 2693012 C1 RU2693012 C1 RU 2693012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrical devices
- switching module
- monitoring
- power supply
- electrical
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 240000001781 Xanthosoma sagittifolium Species 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение. The technical field to which the invention relates .
Изобретение относится к области электротехники, более конкретно к способам и системам для мониторинга и управления электрическими устройствами, включающим в себя линию электропитания электрических устройств, соединенную с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами, и соединенную с, по меньшей мере, одним коммутационным модулем подключения электрического устройства.The invention relates to the field of electrical engineering, more specifically to methods and systems for monitoring and controlling electrical devices, including a power supply line of electrical devices, connected to a controller for monitoring and controlling electrical devices, and connected to at least one switching module connecting electrical devices .
Уровень техники системы.The prior art of the system.
Согласно первой из своих сторон, настоящее изобретение относится к системе для мониторинга и управления электрическими устройствами, которая включает в себя линию электропитания электрических устройств, соединенную с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами, и соединенную с, по меньшей мере, одним коммутационным модулем подключения электрического устройства.According to the first of its parties, the present invention relates to a system for monitoring and controlling electrical devices, which includes a power supply line of electrical devices connected to a monitoring controller and control of electrical devices, and connected to at least one switching module connecting electrical devices .
Такая система описана в патенте РФ на полезную модель № 152467, опубликованном 27 мая 2015. Such a system is described in the RF patent for useful model No. 152467, published on May 27, 2015.
Данная система является наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату и выбрана за прототип предлагаемого изобретения как устройства.This system is the closest to the technical essence and the achieved technical result and selected for the prototype of the present invention as a device.
Недостатком этого прототипа является невозможность простой коммутации устройств по одному кабелю, что приводит к невозможности мониторинга и управления электрическими устройствами при соединении устройств по одному кабелю. Кроме того такая система имеет и другие недостатки:The disadvantage of this prototype is the impossibility of simply switching devices through a single cable, which makes it impossible to monitor and control electrical devices when connecting devices using a single cable. In addition, this system has other disadvantages:
• невозможность простого проектирования любых систем. • impossibility of simple design of any systems.
• невозможность простого масштабирования системы,• impossibility of simple system scaling,
• невозможность реконструкции существующих систем, при повышении качества мониторинга и управления, и при одновременном сокращения числа коммутационных проводов.• impossibility to reconstruct existing systems, while improving the quality of monitoring and management, and at the same time reducing the number of switching wires.
Раскрытие изобретения как системы.Disclosure of the invention as a system.
Настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить систему для мониторинга и управления электрическими устройствами, позволяющую, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно: обеспечить возможность мониторинга и управления электрическими устройствами при соединении их между собой одним кабелем, что и является решаемой поставленной задачей.The present invention mainly aims to propose a system for monitoring and controlling electrical devices, allowing at least to smooth out at least one of the above disadvantages, namely, to enable monitoring and control of electrical devices when they are connected to each other. cable, which is a solvable task.
Для достижения этой цели коммутационный модуль подключения электрического устройства имеет расположенный в корпусе процессор, соединенный через блок передачи данных с линией передачи данных, процессор также соединен с блоком питания коммутационного модуля и блоком гальванической развязки, который соединен с силовым каналом подключения электрического устройства.To achieve this goal, the electrical device connection module has a processor located in the case, connected via a data transmission unit to the data line, the processor is also connected to the power module of the switching module and galvanic isolation unit, which is connected to the power channel connecting the electric device.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность подключения электрических устройств, например силовых установок, датчиков и прочего, к контроллеру мониторинга и управления через коммутационный модуль подключения электрического устройства, который позволяет продолжать наращивать систему, подключая новые электрические устройства, через один кабель. Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to connect electrical devices, such as power plants, sensors and other things, to the monitoring and control controller via a switching module connecting electrical devices, which allows you to continue building up the system by connecting new electrical devices through a single cable.
Кроме того это дает возможность простого проектирования любых систем, не нужно каждый раз решать задачу сложной электрической коммуникации, что важно, когда система включает большое количество различных электрических устройств, например система «Умный дом» или любая сложная очистная система. In addition, it enables the simple design of any systems, you do not need to solve the problem of complex electrical communication each time, which is important when the system includes a large number of different electrical devices, for example, the Smart Home system or any complex cleaning system.
Дополнительно это дает возможность простого масштабирования уже существующей системы, можно при необходимости в любой момент без какой-либо переделки системы добавить новые электрические устройства. Например, в существующую систему «Умный дом», которая управляет электрическими устройствами внутри дома и считывает информацию с датчиков, расположенных внутри дома, просто добавить любые датчики или электрические устройства, расположенные снаружи дома, например подсистему «Умный сад» с автоматическим освещением и поливом. In addition, this allows simple scaling of an already existing system; if necessary, at any moment without any alteration of the system, it is possible to add new electrical devices. For example, in the existing Smart Home system, which controls electrical devices inside the house and reads information from sensors located inside the house, simply add any sensors or electrical devices located outside the house, for example, the Smart Garden subsystem with automatic lighting and irrigation.
Кроме того, что также важно, это дает возможность реконструкции существующих систем, при повышении качества мониторинга и управления, и при одновременном сокращения числа коммутационных проводов. То есть существующие датчики и различные электрические устройства, можно заново подсоединить через один кабель, просто подключив везде предлагаемый коммутационный модуль подключения электрического устройства.In addition, what is also important, it enables the reconstruction of existing systems, while improving the quality of monitoring and control, and at the same time reducing the number of switching wires. That is, existing sensors and various electrical devices can be reconnected through a single cable, simply by connecting the proposed electrical device connection module everywhere.
Существует вариант изобретения, в котором система включает в себя преобразователь, выполненный с возможностью сложения сигнала линии передачи данных и электропитания в суммарный сигнал в линии электропитания, соединенный с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами, и обратный преобразователь, выполненный с возможностью выделения информационного сигнала из суммарного сигнала в линии электропитания, соединённый с каждым коммутационным модулем подключения электрического устройства.There is an embodiment of the invention in which the system includes a converter configured to add a data link and power supply signal to a total signal in a power supply line connected to an electrical device monitoring and control controller, and an inverse converter configured to extract an information signal from the total a power line signal connected to each electrical device connection module.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность достигать все вышеперечисленное путем соединения не только одним кабелем, но и одной линией, совмещающей в себе и электропитание и передачу информационных сигналов. Это дополнительно упрощает проектирование, монтаж и реконструкцию различных систем для мониторинга и управления электрическими устройствами.Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to achieve all of the above by connecting not only one cable, but also one line that combines both power supply and transmission of information signals. This further simplifies the design, installation and reconstruction of various systems for monitoring and controlling electrical devices.
Существует еще и такой вариант изобретения, в котором корпус коммутационного модуля выполнен водонепроницаемым. There is also a variant of the invention in which the case of the switching module is made waterproof.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность использование коммутационного модуля в жидких средах, например в резервуарах с насосным оборудованием или в естественных природных условиях, под открытым небом, в водоемах. Thanks to this advantageous characteristic, it is possible to use a switching module in liquid media, for example, in tanks with pumping equipment or in natural environmental conditions, in the open air, in water bodies.
Существует также вариант изобретения, в котором линия электропитания электрических устройств имеет несколько фаз, а коммутационный модуль выполнен с возможностью защиты каждой фазы отдельным предохранителем. There is also a variant of the invention in which the power line of electrical devices has several phases, and the switching module is configured to protect each phase with a separate fuse.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность автоматического отключения электрооборудования в случае короткого замыкания или превышения контролируемых параметров. Thanks to this advantageous characteristic, it is possible to automatically turn off electrical equipment in the event of a short circuit or excess of monitored parameters.
Существует кроме того и такой вариант изобретения, в котором коммутационный модуль включает в себя, по меньшей мере, один датчик температуры устройства.There is also an embodiment of the invention in which the switching module includes at least one temperature sensor of the device.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность контроля температуры устройства, и автоматического формирования управляющих сигналов при превышении заданных параметров температуры. Due to this advantageous characteristic, it is possible to control the temperature of the device, and automatically generate control signals when the specified temperature parameters are exceeded.
Существует еще один вариант изобретения, в котором коммутационный модуль включает в себя, по меньшей мере, один датчик силы тока по каждой фазе.There is another variant of the invention in which the switching module includes at least one current sensor for each phase.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность контроля силы тока по каждой фазе и автоматического формирования управляющих сигналов при превышении заданных параметров силы тока по каждой фазе.Due to this advantageous characteristic, it is possible to control the current intensity for each phase and automatically generate control signals when the current parameters are exceeded for each phase.
Существует также вариант изобретения, в котором линия электропитания электрических устройств имеет несколько фаз, а коммутационный модуль выполнен с возможностью управления каждой фазой отдельно или синхронно.There is also a variant of the invention in which the power line of electrical devices has several phases, and the switching module is configured to control each phase separately or synchronously.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность управления каждой фазой отдельно или синхронно.Thanks to this advantageous characteristic, it is possible to control each phase separately or synchronously.
Существует, наконец, вариант изобретения, в котором процессор коммутационного модуля выполнен с возможностью отключения подключённых электрических устройств при превышении заранее предустановленных значений по нагрузке для каждого из электрических устройств.Finally, there is a variant of the invention in which the processor of the switching module is configured to turn off the connected electrical devices when the predetermined load values for each of the electrical devices are exceeded.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность контроля предустановленных значений по нагрузке и автоматического формирования управляющих сигналов при превышении заданных параметров предустановленных значений по нагрузке для каждого из электрических устройств.Due to this advantageous characteristic, it is possible to control the pre-set values for the load and automatically generate control signals when the preset values for the load for each of the electrical devices are exceeded.
Таким образом, в данном изобретении поставлена задача – возможность мониторинга и управления электрическими устройствами при соединении их между собой одним кабелем. Поставленная задача решена с помощью указанных выше характеристик. Thus, in this invention the task is set - the ability to monitor and control electrical devices when connecting them together with one cable. The problem is solved using the above characteristics.
Уровень техники способа.The level of technology method.
Другой своей стороной настоящее изобретение к способу мониторинга и управления электрическими устройствами, при котором соединяют линию электропитания электрических устройств с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами.Another aspect of the present invention is to a method of monitoring and controlling electrical devices, in which a power supply line of electrical devices is connected to a monitoring and control controller of electrical devices.
Такой способ описан в описании работы системы по патенту РФ на полезную модель № 152467, опубликованном 27 мая 2015. This method is described in the description of the work of the system according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 152467, published on May 27, 2015.
Данный способ является наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату и выбран за прототип предлагаемого изобретения.This method is the closest to the technical essence and the achieved technical result and selected for the prototype of the present invention.
Недостатком этого прототипа также является невозможность простой коммутации устройств по одному кабелю, что приводит к невозможности мониторинга и управления электрическими устройствами при соединении устройств по одному кабелю. Кроме того такой способ имеет и другие недостатки:The disadvantage of this prototype is also the impossibility of simply switching devices using a single cable, which makes it impossible to monitor and control electrical devices when connecting devices using a single cable. In addition, this method has other disadvantages:
• невозможность простого проектирования любых систем. • impossibility of simple design of any systems.
• невозможность простого масштабирования системы,• impossibility of simple system scaling,
• невозможность реконструкции существующих систем, при повышении качества мониторинга и управления, и при одновременном сокращения числа коммутационных проводов• impossibility to reconstruct existing systems, while improving the quality of monitoring and management, and at the same time reducing the number of switching wires
Раскрытие изобретения как способа.Disclosure of the invention as a method.
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить способ мониторинга и управления электрическими устройствами, при котором соединяют линию электропитания электрических устройств с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами, позволяющий, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно: обеспечить возможность мониторинга и управления электрическими устройствами при соединении их между собой одним кабелем, что и является решаемой поставленной задачей.Based on this original observation, the present invention mainly aims to provide a method for monitoring and controlling electrical devices, in which a power supply line of electrical devices is connected to an electrical monitoring and control controller of electrical devices, allowing at least one of these to be smoothed out. above disadvantages, namely: to provide the ability to monitor and control electrical devices when they are connected to each other with one cable, which is to solve tasks.
Для достижения этой цели способ включает в себя следующие этапы:To achieve this goal, the method includes the following steps:
• соединяют линию электропитания электрических устройств с, по меньшей мере, одним коммутационным модулем подключения электрического устройства, имеющим расположенный в корпусе процессор, • connect the power supply line of the electrical devices with at least one switching module connecting the electrical device having a processor located in the housing,
• соединяют процессор через блок передачи данных с линией передачи данных, • connect the processor through the data transfer unit with the data line,
• соединяют процессор также с блоком питания коммутационного модуля и блоком гальванической развязки, который • connect the processor also to the power supply unit of the switching module and the galvanic isolation unit, which
• соединяют с силовым каналом подключения электрического устройства,• connect to the power channel connecting the electrical device,
• для управления электрическими устройствами передают через контроллер мониторинга и управления электрическими устройствами управляющие сигналы на коммутационный модуль подключения электрического устройства, и далее на само электрическое устройство,• to control electrical devices, they transmit control signals to the switching module of the electrical device connection, through the controller for monitoring and controlling electrical devices, and then to the electrical device itself,
• для мониторинга состояния электрического устройства, передают сигналы с процессора коммутационного модуля подключения электрического устройства.• to monitor the state of the electrical device, transmit signals from the processor of the electrical device connecting module.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность подключения электрических устройств, например силовых установок, датчиков и прочего, к контроллеру мониторинга и управления через коммутационный модуль подключения электрического устройства, который позволяет продолжать наращивать систему, подключая новые электрические устройства, через один кабель. Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to connect electrical devices, such as power plants, sensors and other things, to the monitoring and control controller via a switching module connecting electrical devices, which allows you to continue building up the system by connecting new electrical devices through a single cable.
Кроме того это дает возможность простого проектирования любых систем, не нужно каждый раз решать задачу сложной электрической коммуникации, что важно, когда система включает большое количество различных электрических устройств, например система «Умный дом» или любая сложная очистная система. In addition, it enables the simple design of any systems, you do not need to solve the problem of complex electrical communication each time, which is important when the system includes a large number of different electrical devices, for example, the Smart Home system or any complex cleaning system.
Дополнительно это дает возможность простого масштабирования уже существующей системы, можно при необходимости в любой момент без какой-либо переделки системы добавить новые электрические устройства. Например, в существующую систему «Умный дом», которая управляет электрическими устройствами внутри дома и считывает информацию с датчиков, расположенных внутри дома, просто добавить любые датчики или электрические устройства, расположенные снаружи дома, например подсистему «Умный сад» с автоматическим освещением и поливом. In addition, this allows simple scaling of an already existing system; if necessary, at any moment without any alteration of the system, it is possible to add new electrical devices. For example, in the existing Smart Home system, which controls electrical devices inside the house and reads information from sensors located inside the house, simply add any sensors or electrical devices located outside the house, for example, the Smart Garden subsystem with automatic lighting and irrigation.
Существует вариант изобретения, в котором способ включает в себя следующие этапы, при которых складывают через преобразователь, соединенный с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами, сигнал линии передачи данных и электропитания в суммарный сигнал в линии электропитания, а при подачи его на каждый коммутационный модуль подключения электрического устройства выделяют через обратный преобразователь, соединенный с указанным коммутационным модулем, информационный сигнал из суммарного сигнала в линии электропитания.There is a variant of the invention in which the method includes the following steps, in which the signal of the data transmission line and power supply is added to the total signal in the power supply line through a converter connected to the monitoring and control controller of electrical devices, and when it is fed to each switching module electrical device emit through the inverter connected to the specified switching module, the information signal from the total signal in the power line Tania.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность достигать все вышеперечисленное путем соединения не только одним кабелем, но и одной линией, совмещающей в себе и электропитание и передачу информационных сигналов. Это дополнительно упрощает проектирование, монтаж и реконструкцию различных систем для мониторинга и управления электрическими устройствами.Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to achieve all of the above by connecting not only one cable, but also one line that combines both power supply and transmission of information signals. This further simplifies the design, installation and reconstruction of various systems for monitoring and controlling electrical devices.
Существует еще один вариант изобретения, в котором автоматически отключают подключённые электрические устройства при превышении заранее предустановленных значений по нагрузке для каждого из электрических устройств при помощи процессора коммутационного модуля.There is another variant of the invention in which the connected electrical devices are automatically disconnected when the pre-set load values for each of the electrical devices are exceeded using a switching module processor.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматически отключать подключённые электрические устройства при превышении заранее предустановленных значений по нагрузке для каждого из электрических устройств при помощи процессора коммутационного модуля.Thanks to these advantageous characteristics, it is possible to automatically disconnect the connected electrical devices when the pre-set load values for each of the electrical devices are exceeded using a switching module processor.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:Other distinctive features and advantages of the invention clearly follow from the description below for illustration and not being restrictive, with reference to the accompanying drawings, in which:
- фигура 1 схематично изображает устройство системы для мониторинга и управления электрическими устройствами согласно изобретению,- figure 1 schematically depicts the device system for monitoring and controlling electrical devices according to the invention,
- фигура 2 схематично изображает устройство коммутационного модуля системы для мониторинга и управления электрическими устройствами согласно изобретению,- figure 2 schematically depicts the device switching module of the system for monitoring and controlling electrical devices according to the invention,
- фигура 3 схематично изображает этапы способа мониторинга и управления электрическими устройствами, согласно изобретению- figure 3 schematically depicts the steps of the method of monitoring and control of electrical devices according to the invention
- фигура 4 изображает интерфейс программы управления контроллером при реализации способа мониторинга и управления электрическими устройствами, согласно изобретению.- figure 4 depicts the interface of the controller control program when implementing the method of monitoring and controlling electrical devices according to the invention.
Согласно фигуре 1 система для мониторинга и управления электрическими устройствами 1 включает в себя линию электропитания электрических устройств 1, соединенную с контроллером 2 мониторинга и управления электрическими устройствами 1, и соединенную с, по меньшей мере, одним коммутационным модулем 3 подключения электрического устройства 1. Коммутационный модуль 3 подключения электрического устройства имеет расположенный в корпусе 30 процессор 31, соединенный через блок передачи данных 32 с линией передачи данных. Процессор 31 также соединен с блоком питания 33 коммутационного модуля и блоком гальванической развязки 34, который соединен с силовым каналом подключения электрического устройства. На фигурах показано сразу три канала для варианта трехфазной сети, обозначены как 351, 352, 353.According to FIG. 1, a system for monitoring and controlling
Система опционально включает в себя преобразователь 41, выполненный с возможностью сложения сигнала линии передачи данных (например, выполненную по стандарту RS485) и электропитания в суммарный сигнал в линии электропитания, соединенный с контроллером 2 мониторинга и управления электрическими устройствами, и обратный преобразователь 42, выполненный с возможностью выделения информационного сигнала из суммарного сигнала в линии электропитания, соединённый с каждым коммутационным модулем 3 подключения электрического устройства.The system optionally includes a
На фигуре 1 показан пульт оператора 5, который соединен линией передачи данных. При этом линии передачи данных обозначены пунктиром, а силовые линии электропитания – толстой линией. Буквой N обозначена «Земля», а L – фаза. То есть видно, что система может управлять удаленно, например с помощью компьютера, выполняющего роль пульта оператора 5, который может быть соединен с контроллером 2 с помощью беспроводной сети.The figure 1 shows the
Корпус 31 коммутационного модуля может быть опционально выполнен водонепроницаемым. The
Линия электропитания электрических устройств может иметь несколько фаз, а коммутационный модуль 3 может быть выполнен с возможностью защиты каждой фазы отдельным предохранителем. Показаны как 361, 362, 363.The power supply line of electrical devices may have several phases, and the
Коммутационный модуль может включать в себя, по меньшей мере, один датчик температуры устройства. Обозначен как 37. The switching module may include at least one device temperature sensor. Marked as 37.
Коммутационный модуль включает в себя, по меньшей мере, один датчик силы тока 38 по каждой фазе. The switching module includes at least one
Линия электропитания электрических устройств имеет несколько фаз, а коммутационный модуль выполнен с возможностью управления каждой фазой отдельно или синхронно.The power supply line of electrical devices has several phases, and the switching module is configured to control each phase separately or synchronously.
Процессор коммутационного модуля выполнен с возможностью отключения подключённых электрических устройств при превышении заранее предустановленных значений по нагрузке для каждого из электрических устройств.The processor of the switching module is configured to disconnect the connected electrical devices when the pre-set load values for each of the electrical devices are exceeded.
Блок передачи данных 32 является приемником и передатчиком физического протокола передачи данных RS485. The
Блок питания 33 может быть выполнен в виде блока питания на 220 В и мощностью 3 Ватта, обеспечивает коммутационный модуль 3 постоянным напряжением 5В и током 500 ма. Трансформатор блока питания может играть роль датчика напряжения с гальванической развязкой от сети 220 вольт.The
Процессор 31 со встроенным АЦП сбирает аналоговые данные с датчиков тока, напряжения и температуры, обеспечивает логику протокола МОДБАС слейв, обеспечивает защитную функцию от перегрева и перегрузки по току. The
Датчики тока 38 на базе эффекта Холла обеспечивают точный мониторинг токовой нагрузки при минимальных потерях. В роли каждого датчика тока на каждый канал может выступать ACS712.
Блок гальванической развязки 34 может быть выполнен ка опторазвязка на основе МОС3083, которая обеспечивает гальваническую развязку силовых цепей с низковольтными, так же производит коммутацию нагрузки при переходе через ноль. The
На фигуре 2 также показан разъем для подсоединения следующего коммутационного устройства как 39.The figure 2 also shows the connector for connecting the following switching device as 39.
Осуществление изобретения.The implementation of the invention.
Система для мониторинга и управления электрическими устройствами работает следующим образом. The system for monitoring and controlling electrical devices operates as follows.
Этап А1. Предварительно соединяют линию электропитания электрических устройств с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами.Stage A1. Pre-connect the power supply line of electrical devices with the monitoring and control controller of electrical devices.
Этап А2. Соединяют линию электропитания электрических устройств с, по меньшей мере, одним коммутационным модулем подключения электрического устройства, имеющим расположенный в корпусе процессор.Stage A2. Connect the power line of the electrical devices with at least one switching module connecting the electrical device having a processor located in the housing.
Этап А3. Соединяют процессор через блок передачи данных с линией передачи данных.Stage A3. Connect the processor through the data transfer unit with the data line.
Этап А4. Складывают через преобразователь, соединенный с контроллером мониторинга и управления электрическими устройствами, сигнал линии передачи данных и электропитания в суммарный сигнал в линии электропитания. Stage A4. The signal of the data transmission line and power supply is added to the sum signal in the power supply line through a converter connected to the controller for monitoring and controlling electrical devices.
Этап А5. При подачи его на каждый коммутационный модуль подключения электрического устройства выделяют через обратный преобразователь, соединенный с указанным коммутационным модулем, информационный сигнал из суммарного сигнала в линии электропитания.Stage A5. When submitting it to each switching module connecting the electrical device, through the inverter connected to the specified switching module, the information signal from the total signal in the power supply line is separated.
Этап А6. Соединяют процессор также с блоком питания коммутационного модуля и блоком гальванической развязки.Stage A6. The processor is also connected to the power supply unit of the switching module and the galvanic isolation unit.
Этап А7. Соединяют с силовым каналом подключения электрического устройства.Stage A7. Connect with the power channel connecting the electrical device.
Этап А8. Для управления электрическими устройствами передают через контроллер мониторинга и управления электрическими устройствами управляющие сигналы на коммутационный модуль подключения электрического устройства, и далее на само электрическое устройство.Stage A8. To control electrical devices, control signals are transmitted to the electrical equipment connecting module via the monitoring and control controller of electrical devices, and then to the electrical device itself.
Этап А9. Для мониторинга состояния электрического устройства, передают сигналы с процессора коммутационного модуля подключения электрического устройства.Stage A9. To monitor the status of the electrical device, transmit signals from the processor of the switching module connecting the electrical device.
Этап А10. Автоматически отключают подключённые электрические устройства при превышении заранее предустановленных значений по нагрузке для каждого из электрических устройств при помощи процессора коммутационного модуля.Stage A10. Automatically disconnect the connected electrical devices when the pre-set load values for each of the electrical devices are exceeded using a switching module processor.
Промышленная применимость.Industrial Applicability.
Предлагаемая система для мониторинга и управления электрическими устройствами может быть осуществлена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения. The proposed system for monitoring and control of electrical devices can be implemented by a specialist in practice and in implementation ensures the implementation of the stated purpose, which allows to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention.
В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец системы для мониторинга и управления электрическими устройствами.In accordance with the proposed invention, a prototype of a system for monitoring and controlling electrical devices has been manufactured.
Мониторинг и управление электрическими устройствами велся через контроллер, который был выведен на компьютер, на экране которого выведен контроль и управление в виде данных регистров MODBUS см. фиг. 4. Monitoring and control of electrical devices was carried out through the controller, which was displayed on a computer, on the screen of which control and control were displayed in the form of MODBUS registers, see FIG. four.
Назначение регистров MODBUS было таково: The purpose of the MODBUS registers was as follows:
0 – Канал 351, значения 0-30 -
0. Выключить канал 3510. Turn off
1. Включить канал 3511. Enable
2. Выключить все каналы (351,352,353)2. Turn off all channels (351,352,353)
3. Включить все каналы (351,352,353)3. Include all channels (351,352,353)
1 – Канал 352, значение 0,1-655351 -
0. Выключить канал 3520. Turn off
1. Включить канал, любое значение больше 1 включает канал.1. Enable the channel, any value greater than 1 includes the channel.
2 – Канал 353, значение 0,1-655352 -
0. Выключить канал 3530. Turn off
1. Включить канал, любое значение больше 1 включает канал.1. Enable the channel, any value greater than 1 includes the channel.
3 – Потребление тока каналом 351, погрешность до 100мА3 -
4 – Потребление тока каналом 352, погрешность до 100мА4 - Current consumption by
5 – Потребление тока каналом 353, погрешность до 100мА5 - Current consumption by
6 – Температура устройства, защита отключает каналы при температуре устройства 80°С. Показания корректируются путем ввода правильного значения в регистр.6 - device temperature, protection turns off the channels at a device temperature of 80 ° C. The readings are corrected by entering the correct value in the register.
7 – Лимит потребления тока по каналу 351, 0-20000мА7 - Current consumption limit on
8 – Лимит потребления тока по каналу 352, 0-20000мА8 - Current consumption limit on
9 – Лимит потребления тока по каналу 353, 0-20000мА9 - Current consumption limit on
10 – Адрес в сети МОДБАС10 - Address in the MODBAS network
11 – Baudrate11 - Baudrate
0. 96000. 9600
1. 144001. 14400
2. 192002. 19200
3. 384003. 38400
4. 576004. 57600
5. 1152005. 115200
12 – Stop bit12 - Stop bit
0. 1бит0. 1bit
1. 2бит1. 2bit
13 – Напряжение питающей сети между Фаза 1 и ноль 170-270В погрешность 3%. Показания корректируются путем ввода правильного значения в регистр.13 - Power supply voltage between
14 – Общая потребляемая мощность14 - Total Power Consumption
15 – Наличие ошибки15 - Error
0. – Прибор работает в штатном режиме0. - The device is operating normally
1. – Был превышен порог тока 20 000 мА в течении 40мс1. - The current threshold of 20,000 mA for 40ms has been exceeded.
2. – Был превышен заданный лимит по току2. - The specified current limit was exceeded
3. – Слишком частые запросы по сети МОДБАС3. - Too frequent requests on the MODBAS network
4. – Температура вышла за пределы 0С - 80°С4. - Temperature exceeded 0 ° C - 80 ° C
Испытания опытного образца системы показали, что она обеспечивает возможность:Tests of the prototype system have shown that it provides the ability to:
- быстрого проектирования, - rapid design,
- простого подключения всех узлов,- simple connection of all nodes,
- подключения как датчиков для сбора данных, так и силовых агрегатов для управления,- connect both sensors for data collection and power units for control,
- соединения всех узлов одним кабелем.- connect all nodes with one cable.
Таким образом, за счет того, что в системе коммутационный модуль подключения электрического устройства имеет расположенный в корпусе процессор, соединенный через блок передачи данных с линией передачи данных, процессор также соединен с блоком питания коммутационного модуля и блоком гальванической развязки, который соединен с силовым каналом подключения электрического устройства, а в способе Thus, due to the fact that in the system the switching module connecting the electrical device has a processor located in the housing connected via a data transmission unit to the data line, the processor is also connected to the power supply module of the switching module and galvanic isolation unit connected to the power connection channel electrical device and in the way
• соединяют линию электропитания электрических устройств с, по меньшей мере, одним коммутационным модулем подключения электрического устройства, имеющим расположенный в корпусе процессор, • connect the power supply line of the electrical devices with at least one switching module connecting the electrical device having a processor located in the housing,
• соединяют процессор через блок передачи данных с линией передачи данных, • connect the processor through the data transfer unit with the data line,
• соединяют процессор также с блоком питания коммутационного модуля и блоком гальванической развязки, который • connect the processor also to the power supply unit of the switching module and the galvanic isolation unit, which
• соединяют с силовым каналом подключения электрического устройства,• connect to the power channel connecting the electrical device,
• для управления электрическими устройствами передают через контроллер мониторинга и управления электрическими устройствами управляющие сигналы на коммутационный модуль подключения электрического устройства, и далее на само электрическое устройство,• to control electrical devices, they transmit control signals to the switching module of the electrical device connection, through the controller for monitoring and controlling electrical devices, and then to the electrical device itself,
• для мониторинга состояния электрического устройства, передают сигналы с процессора коммутационного модуля подключения электрического устройства• to monitor the state of the electrical device, transmit signals from the processor of the electrical device connecting module
и достигается заявленный технический результат, а именно: возможность мониторинга и управления электрическими устройствами при соединении их между собой одним кабелем.and the claimed technical result is achieved, namely: the ability to monitor and control electrical devices when connecting them together with one cable.
Дополнительным полезным техническим результатом заявленного изобретения является то, что оно обеспечивает:An additional useful technical result of the claimed invention is that it provides:
• возможность простого проектирования любых систем. • possibility of simple design of any systems.
• возможность простого масштабирования системы. • the ability to easily scale the system.
• возможность реконструкции существующих систем, повышение качества мониторинга и управления, сокращения числа коммутационных проводов. • the possibility of reconstructing existing systems, improving the quality of monitoring and control, reducing the number of switching wires.
• удешевление и ускорение монтажа, • cheaper and faster installation,
• удешевление и ускорение монтажных работ, • cheaper and faster installation work,
• удешевление и ускорение пуско-наладочных работ систем с электрическими устройствами.• cheaper and faster commissioning of systems with electrical devices.
Claims (21)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144713A RU2693012C1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | System and method for monitoring and controlling electrical devices |
| PCT/RU2019/050247 WO2020130885A1 (en) | 2018-12-17 | 2019-12-17 | System and method for monitoring and controlling electrical devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144713A RU2693012C1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | System and method for monitoring and controlling electrical devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693012C1 true RU2693012C1 (en) | 2019-07-01 |
Family
ID=67251795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018144713A RU2693012C1 (en) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | System and method for monitoring and controlling electrical devices |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693012C1 (en) |
| WO (1) | WO2020130885A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5196982A (en) * | 1991-08-23 | 1993-03-23 | The Fleming Group | Electrical power monitoring system |
| WO2005006363A2 (en) * | 2003-07-09 | 2005-01-20 | Isra-Juk Electronics Ltd | System, apparatus and method for detection of electrical faults |
| RU152467U1 (en) * | 2014-12-05 | 2015-05-27 | Александр Александрович Таратухин | DEVICE FOR MANAGEMENT AND MONITORING OF ELECTRIC ENERGY CONSUMERS |
| RU2578269C1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-03-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Intelligent monitoring system for electric network of mobile exhibition and lecture complex |
-
2018
- 2018-12-17 RU RU2018144713A patent/RU2693012C1/en active
-
2019
- 2019-12-17 WO PCT/RU2019/050247 patent/WO2020130885A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5196982A (en) * | 1991-08-23 | 1993-03-23 | The Fleming Group | Electrical power monitoring system |
| WO2005006363A2 (en) * | 2003-07-09 | 2005-01-20 | Isra-Juk Electronics Ltd | System, apparatus and method for detection of electrical faults |
| RU152467U1 (en) * | 2014-12-05 | 2015-05-27 | Александр Александрович Таратухин | DEVICE FOR MANAGEMENT AND MONITORING OF ELECTRIC ENERGY CONSUMERS |
| RU2578269C1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-03-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Intelligent monitoring system for electric network of mobile exhibition and lecture complex |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020130885A1 (en) | 2020-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2463705C2 (en) | System for communication via distribution transmission lines | |
| KR20220062116A (en) | Systems and methods for managing electrical loads | |
| AU2019355195B2 (en) | Integrated electrical management system and architecture | |
| RU2507695C2 (en) | Two-wire loop process input/output transmitter powered from two-wire loop | |
| US20230283084A1 (en) | Smart power system | |
| Jusoh et al. | Remote terminal unit (RTU) hardware design and implementation efficient in different application | |
| CN104135083A (en) | Intelligent household distribution box | |
| WO2015066751A1 (en) | Method and apparatus for controlling irrigation and lighting | |
| KR101521635B1 (en) | The photovoltaic power generation apparatus using wired and wireless communication and communication method of the same | |
| RU2693012C1 (en) | System and method for monitoring and controlling electrical devices | |
| CN107110123A (en) | Monitoring unit for power supply changeover device | |
| CN208984977U (en) | A kind of novel remote switch amount control device | |
| US20190394060A1 (en) | Power line communications network system for a spa | |
| CN105159120A (en) | Heating intelligent power distribution system for houses | |
| CN206533283U (en) | Power conversion protection device | |
| CN104503359A (en) | Motor control device and application thereof | |
| CN202837897U (en) | Intelligent control system and intelligent control device | |
| CN103236810B (en) | Intelligent electric machine control protection system | |
| CN108707907A (en) | A kind of collecting well group cathodic protection digitlization remote monitoring cabinet and method | |
| CN107870595B (en) | Intelligent processing device for low-voltage power distribution system based on IEC61850 | |
| CN113451972A (en) | Line alternating-current ice melting device and system | |
| CN201576964U (en) | Household power utilization intelligent control apparatus | |
| CN106952463B (en) | State acquisition system and method for electric power secondary equipment | |
| CN220627045U (en) | Conversion circuit for converting serial port into two buses and equipment with serial port into two buses | |
| CN205991555U (en) | Intelligent water-proof electric executor used by a kind of underground heating installation well |