本發(fā)明涉及一種施工現(xiàn)場(chǎng)智能配電系統(tǒng)，屬于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電工程應(yīng)采用中性點(diǎn)直接接地的380/220v三相四線制低壓電力系統(tǒng)和三相五線制接零保護(hù)系統(tǒng)。由于建筑工地環(huán)境惡劣、各工地具體情況千差萬(wàn)別、錯(cuò)綜復(fù)雜，加之建筑工地施工單位多、工種多、交叉作業(yè)多、施工人員數(shù)量多，人員流動(dòng)性大，管理難度相應(yīng)增大，專業(yè)電工和其他作業(yè)人員習(xí)慣性違章事件頻發(fā)生，施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電管控難、用電安全報(bào)警難、設(shè)備用電統(tǒng)計(jì)難、設(shè)備閑時(shí)關(guān)機(jī)難等問(wèn)題。

由于施工現(xiàn)場(chǎng)用電單位較多每個(gè)施工隊(duì)伍都存在程度不同的違章情況，這些隱患都對(duì)用電安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，是釀成觸電傷亡、火災(zāi)和設(shè)備事故的重要原因，因此亟需杜絕此類事件發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種施工現(xiàn)場(chǎng)智能配電系統(tǒng)，利用自動(dòng)控制和信息化技術(shù)手段，以解決施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電管控難、用電安全報(bào)警難、設(shè)備用電統(tǒng)計(jì)難、設(shè)備閑時(shí)關(guān)機(jī)難等問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種施工現(xiàn)場(chǎng)智能配電系統(tǒng)，包括總配電柜、與總配電柜電連接的若干分配箱、與分配箱電連接的若干開關(guān)箱、與總配電柜連接的施工信息化管理平臺(tái)；總配電柜、分配箱和開關(guān)箱中均分別包含有智能控制盒、與智能控制盒連接的檢測(cè)電流電壓大小的電感元件以及接觸器；

總配電柜還包括與配電網(wǎng)電連接的電力控制服務(wù)器，電力控制服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線與總配電柜、分配箱和開關(guān)箱中的所有智能控制盒連接，在總配電柜的中性點(diǎn)還連接有漏電保護(hù)器，漏電保護(hù)器通過(guò)接觸器連接斷路器，斷路器連接總開關(guān)，電感元件連接在漏電保護(hù)器到斷路器之間的線路上感知電流電壓變化；電力控制服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線與施工信息化管理平臺(tái)連接；

每個(gè)分配箱通過(guò)電力電纜連接在總配電柜的一路漏電保護(hù)器上，每個(gè)開關(guān)箱通過(guò)電力電纜連接在相應(yīng)分配箱的一路接觸器上；

分配箱的智能控制盒還和總配電柜的相應(yīng)的智能控制盒連接；

開關(guān)箱的智能控制盒與分配箱中相應(yīng)的智能控制盒連接，在開關(guān)箱的中性點(diǎn)上連接有漏電保護(hù)器。

本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：電力控制服務(wù)器包括pc工控機(jī)、設(shè)置在pc工控機(jī)內(nèi)的poe供電單元、安裝在pc工控機(jī)內(nèi)的用于對(duì)各個(gè)智能控制盒進(jìn)行單獨(dú)控制的智能控制盒組態(tài)控制系統(tǒng)，pc工控機(jī)通過(guò)internet與施工信息化管理平臺(tái)連接，poe供電單元與總配電柜以及所有的智能控制盒連接。

本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：智能控制盒包括外殼、設(shè)置在外殼上的屏幕和按鈕、設(shè)置在外殼內(nèi)的智能控制單元，智能控制單元包括mcu控制模塊、poe供電模塊、電力計(jì)量模塊、rfid識(shí)別模塊、wifi模塊、poe以太網(wǎng)交換單元、繼電器單元，其中的mcu控制模塊分別與屏幕、按鈕、電力計(jì)量模塊、rfid識(shí)別模塊、wifi模塊、poe以太網(wǎng)交換單元、繼電器單元連接，poe供電模塊分別連接電力計(jì)量模塊、mcu控制模塊、rfid識(shí)別模塊、wifi模塊、poe以太網(wǎng)交換單元、繼電器單元。

本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：智能控制盒的外殼上還設(shè)有與mcu控制模塊連接的以太網(wǎng)接口、接觸器接口和電感接口，接觸器接口用于連接接觸器，電感接口用于連接電感元件，以太網(wǎng)接口與電力控制服務(wù)器的poe供電單元連接。

本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：以太網(wǎng)接口為兩個(gè)以上，其中一個(gè)以太網(wǎng)接口連接鄰近的智能控制盒，另外的一個(gè)以太網(wǎng)接口連接電力控制服務(wù)器的poe供電單元。

本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：mcu控制模塊為arm處理器。

本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：電力控制服務(wù)器的poe供電單元通過(guò)超五類網(wǎng)線與智能控制盒的以太網(wǎng)接口連接實(shí)現(xiàn)為所有智能控制盒供電，電力控制服務(wù)器的pc工控機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與各個(gè)智能控制盒的poe以太網(wǎng)交換單元連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：

本發(fā)明的施工現(xiàn)場(chǎng)智能配電系統(tǒng)利用自動(dòng)控制和信息化技術(shù)手段解決了施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電管控難、用電安全報(bào)警難、設(shè)備用電統(tǒng)計(jì)難、設(shè)備閑時(shí)關(guān)機(jī)難等問(wèn)題，采用智能控制盒、多級(jí)配電箱、服務(wù)器、施工信息化管理平臺(tái)組合在一起的方法，能夠?qū)崟r(shí)精確掌握每一路配電的用電量、用電狀態(tài)及用電人員，遠(yuǎn)程控制每一個(gè)用電設(shè)備的電源，實(shí)現(xiàn)刷卡取電、設(shè)備識(shí)別取電、設(shè)備過(guò)載過(guò)流過(guò)壓實(shí)時(shí)報(bào)警斷電、施工現(xiàn)場(chǎng)wifi全覆蓋等功能。

采用的poe供電單元和poe供電模塊，poe技術(shù)由于其易安裝、易管理、簡(jiǎn)便性、安全性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和利舊原則，在家庭應(yīng)用、無(wú)線建網(wǎng)、安全防護(hù)等領(lǐng)域，應(yīng)用前景巨大。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明總配電柜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明分配箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明開關(guān)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明智能控制盒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明智能控制盒的結(jié)構(gòu)布局圖；

圖6是本發(fā)明智能控制盒的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（其中直線代表供電線路，箭頭粗線代表控制線路）；

圖7是本發(fā)明智能控制盒的功能結(jié)構(gòu)圖；

圖8是本發(fā)明電力控制服務(wù)器的功能結(jié)構(gòu)圖；

圖9是本發(fā)明總配電柜系統(tǒng)接線圖；

圖10是本發(fā)明控制網(wǎng)線系統(tǒng)接線圖；

圖11是本發(fā)明系統(tǒng)連接圖；

其中，1、總配電柜，2、分配箱，3、開關(guān)箱，4、智能控制盒，5、電力控制服務(wù)器，6、接觸器，7、斷路器，8、漏電保護(hù)器，9、電力電纜，10、網(wǎng)線，11、電感元件，13、外殼，14、屏幕，15、按鈕，16、poe供電模塊，17、電力計(jì)量模塊，18、mcu控制模塊，19、rfid識(shí)別模塊，20、wifi模塊，21、poe以太網(wǎng)交換單元，22、繼電器單元，23、以太網(wǎng)接口，24、接觸器接口，25、電感接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1至圖11所示，一種施工現(xiàn)場(chǎng)智能配電系統(tǒng)，包括總配電柜1、與總配電柜1通過(guò)電力電纜9和網(wǎng)線10連接的若干分配箱2、與分配箱2通過(guò)電力電纜9和網(wǎng)線10連接的若干開關(guān)箱3、與總配電柜1通過(guò)網(wǎng)線10連接的施工信息化管理平臺(tái)；

總配電柜1包括與配電網(wǎng)（三相四線制）電連接的電力控制服務(wù)器5、與電力控制服務(wù)器5通過(guò)網(wǎng)線10連接的若干智能控制盒4、與智能控制盒4上的電感接口25連接的電感元件11（電感元件11包括電壓電感和電流電感）、與智能控制盒4上的接觸器接口24連接的交流接觸器6（交流接觸器6為左側(cè)的一個(gè)cj20-160和右側(cè)的三個(gè)cjx1-110）、連接在總配電柜1中的配電網(wǎng)中性點(diǎn)上的漏電保護(hù)器8，漏電保護(hù)器8通過(guò)接觸器6與斷路器7對(duì)應(yīng)連接，斷路器7連接電源的總開關(guān)，電感元件11（電感元件11包括電壓電感和電流電感）的感應(yīng)線圈安裝在漏電保護(hù)器8到斷路器7之間的線路上，電力控制服務(wù)器5通過(guò)網(wǎng)線10與施工信息化管理平臺(tái)連接。

在分配箱2內(nèi)，包括與總配電柜1內(nèi)對(duì)應(yīng)的漏電保護(hù)器8連接的斷路器7和接觸器6，還包括智能控制盒4、與智能控制盒4上的電感接口25連接的電感元件11（電感元件11包括電壓電感和電流電感）；智能控制盒4上的接觸器接口24連接接觸器6（型號(hào)為cjx1-110），電感元件11（電感元件11包括電壓電感和電流電感）用于感知接觸器6和斷路器7連接線路上的電流電壓變化情況，分配箱2的智能控制盒4分別和電力控制服務(wù)器5連接，并分別與總配電柜1內(nèi)的對(duì)應(yīng)的智能控制盒連接。

開關(guān)箱3包括與分配箱2內(nèi)的接觸器6連接的斷路器7，在開關(guān)箱3中的配電網(wǎng)中性點(diǎn)上連接有漏電保護(hù)器8，漏電保護(hù)器8一端與開關(guān)箱3內(nèi)的斷路器7連接，一端連接用電設(shè)備。還包括智能控制盒4，智能控制盒4的電感接口25上連接電感元件11（電感元件11包括電壓電感和電流電感），智能控制盒4的接觸器接口24上連接交流接觸器6（型號(hào)為cjx1-110），電感元件11用于感知漏電保護(hù)器8和斷路器7線路上的電流電壓的變化，開關(guān)箱3的智能控制盒4分別與分配箱2的智能控制盒4和電力控制服務(wù)器5通過(guò)網(wǎng)線10連接。

電力控制服務(wù)器5包括pc工控機(jī)、設(shè)置在pc工控機(jī)內(nèi)的poe供電單元、安裝在pc工控機(jī)內(nèi)的用于對(duì)各個(gè)智能控制盒4進(jìn)行單獨(dú)控制的智能控制盒組態(tài)控制系統(tǒng)，智能控制盒組態(tài)控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各智能控制盒發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行分析計(jì)算、組態(tài)對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各智能控制盒的控制，pc工控機(jī)通過(guò)internet與施工信息化管理平臺(tái)連接，poe供電單元與總配電柜1以及所有的智能控制盒4連接。

智能控制盒包括外殼13、設(shè)置在外殼13上的屏幕14和按鈕15、設(shè)置在外殼13內(nèi)的智能控制單元，智能控制單元包括mcu控制模塊18、poe供電模塊16、電力計(jì)量模塊17、rfid識(shí)別模塊19、wifi模塊20、poe以太網(wǎng)交換單元21、繼電器單元22，其中的mcu控制模塊18分別與屏幕14、按鈕15、電力計(jì)量模塊17、rfid識(shí)別模塊19、wifi模塊20、poe以太網(wǎng)交換單元21、繼電器單元22連接，poe供電模塊16分別連接電力計(jì)量模塊17、mcu控制模塊18、rfid識(shí)別模塊19、wifi模塊20、poe以太網(wǎng)交換單元21、繼電器單元22。

智能控制盒4的外殼13上還設(shè)有與mcu控制模塊18均連接的以太網(wǎng)接口23、接觸器接口24和電感接口25，接觸器6和電感元件11（電感元件11包括電壓電感和電流電感）分別通過(guò)接觸器接口24和電感接口25連接智能控制盒4，以太網(wǎng)接口23與電力控制服務(wù)器5的poe供電單元連接。

以太網(wǎng)接口23為兩個(gè)以上，本實(shí)施例為兩個(gè)。其中一個(gè)以太網(wǎng)接口23連接鄰近的智能控制盒4，另外的一個(gè)以太網(wǎng)接口23連接電力控制服務(wù)器5的poe供電單元。

mcu控制模塊18為arm處理器。

電力控制服務(wù)器5的poe供電單元通過(guò)超五類網(wǎng)線10與智能控制盒4的以太網(wǎng)接口23連接實(shí)現(xiàn)為所有智能控制盒4供電，電力控制服務(wù)器5的pc工控機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與各個(gè)智能控制盒4的poe以太網(wǎng)交換單元21連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

如圖所示的施工現(xiàn)場(chǎng)智能配電系統(tǒng)，主要有智能控制盒4、接觸器6（類型為交流接觸器）、斷路器7、總配電柜1、分配箱2、開關(guān)箱3、電力控制服務(wù)器5、施工信息化管理平臺(tái)構(gòu)成。

總配電柜1與分配箱2用電力電纜9和網(wǎng)線10連接，電力電纜9由總配電箱1接出為分配箱2提供動(dòng)力，網(wǎng)線10由總配電柜1的智能控制盒4接出至分配箱2的智能控制盒4?？偱潆姽?內(nèi)的電力控制服務(wù)器5由總配電柜1提供電源，并在電力控制服務(wù)器5接出網(wǎng)線10至各個(gè)分路智能控制盒4。

分配箱2與開關(guān)箱3用電力電纜9和網(wǎng)線10連接，電力電纜9由分配箱2接出為開關(guān)箱3提供動(dòng)力，網(wǎng)線10由分配箱2的智能控制盒4接出至開關(guān)箱3的智能控制盒4。分配箱2和開關(guān)箱3中的智能控制盒4全部由總配電柜1內(nèi)的電力控制服務(wù)器5以太網(wǎng)供電。

智能控制盒4分別與總配電柜1內(nèi)的每一路電壓電感和電流電感通過(guò)電感接口25連接，通過(guò)接觸器接口24與交流接觸器6連接。

智能控制盒4外部由外殼13、屏幕14、按鈕15組成，由poe供電模塊16、電力計(jì)量模塊17、mcu控制模塊18、rfid識(shí)別模塊19、wifi模塊20、poe以太網(wǎng)交換單元21、繼電器單元22、雙以太網(wǎng)接口23、接觸器接口24、電感接口25組成。由總配電柜1的電力控制服務(wù)器5通過(guò)網(wǎng)線10接入一個(gè)以太網(wǎng)接口23提供電能，另一個(gè)以太網(wǎng)接口23連接至另外的智能控制盒4。接觸器接口24與總配電柜1的接觸器6通過(guò)電纜9連接。由電力計(jì)量模塊17通過(guò)總配電柜1內(nèi)的電壓電感、電流電感接入電感接口25采集計(jì)量電壓、電力、頻率等數(shù)據(jù)傳輸至mcu控制模塊18，由mcu控制模塊18控制屏幕14輸出當(dāng)前用電參數(shù)，rfid識(shí)別模塊19負(fù)責(zé)對(duì)用電人員及設(shè)備進(jìn)行rfid刷卡識(shí)別和設(shè)備識(shí)別，識(shí)別后信息傳輸至mcu控制模塊18通過(guò)poe以太網(wǎng)交換單元21與電力控制服務(wù)器5進(jìn)行通信識(shí)別判斷當(dāng)前人員及用電設(shè)備用電信息及功率復(fù)核是否正確，如全部正確則由mcu控制模塊18控制繼電器單元22閉合，接通交流接觸器6電源從而閉合電源。每一個(gè)wifi模塊20利用電力控制服務(wù)器5通過(guò)網(wǎng)線10接入的網(wǎng)絡(luò)形成wifi覆蓋范圍，形成wifi加密接入點(diǎn)。

電力控制服務(wù)器5由pc工控機(jī)（包括硬件及軟件）、poe供電單元組成并通過(guò)internet與施工信息化管理平臺(tái)相連。電力控制服務(wù)器5內(nèi)安裝智能控制盒組態(tài)控制系統(tǒng)。施工現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)通過(guò)pc工控機(jī)先對(duì)每一個(gè)總配電柜1上的智能控制盒4賦予角色和控制規(guī)則，通過(guò)網(wǎng)線10寫入到電力控制服務(wù)器5和智能控制盒4中，各個(gè)智能控制盒4和電力控制服務(wù)器5全部采用網(wǎng)線10連接。電力控制服務(wù)器5可以對(duì)各個(gè)智能控制盒4進(jìn)行實(shí)時(shí)單獨(dú)數(shù)據(jù)采集、單獨(dú)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)每一路配電進(jìn)行單獨(dú)控制又不受分配箱2和開關(guān)箱3電源影響，可以組合分析用電數(shù)據(jù)。電力控制服務(wù)器5采集每一個(gè)智能控制盒4和角色后以總配電柜1功率等于各分路智能控制盒4之和，分配箱2總功率等于下接每個(gè)開關(guān)箱3功率之和的規(guī)則實(shí)現(xiàn)竊電分析。智能控制盒4對(duì)rfid刷卡數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，從而判斷用戶及設(shè)備角色定位，滿足條件時(shí)則由智能控制盒4接通交流接觸器6電源，實(shí)現(xiàn)用電人員設(shè)備可控。

電力控制服務(wù)器5通過(guò)網(wǎng)線10與各個(gè)智能控制盒4進(jìn)行連接，各個(gè)智能控制盒4內(nèi)的wifi模塊20成為網(wǎng)絡(luò)ap節(jié)點(diǎn)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)wifi覆蓋。電力控制服務(wù)器5通過(guò)internet與施工信息化管理平臺(tái)相連將用電信息、用電用戶、用電設(shè)備及每一路智能控制盒4的狀態(tài)情況實(shí)時(shí)上傳至上級(jí)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云平臺(tái)化。

分配箱2設(shè)有若干個(gè)，每一個(gè)分配箱2通過(guò)電力電纜9與總配電柜1上的其中一路漏電保護(hù)器8連接，分配箱上的智能控制盒4通過(guò)網(wǎng)線10和總配電柜相應(yīng)的一路智能控制盒4連接。余下的分配箱2也是同樣通過(guò)電力電纜9連接其中一路漏電保護(hù)器8，通過(guò)網(wǎng)線10連接總配電柜1上的響應(yīng)的那一路智能控制盒4。